Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beladen einer Dreimesserschneidemaschine mit Broschüren, Zeitschriften oder dgl. gebundenen Buchblocks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Dreimesserschneidemaschine dient zum Beschneiden der drei nichtgebundenen Kanten eines Buchblocks, Zeitschrift oder Broschur. Diese erhalten dabei ihr Endformat. Die Dreimesserschneidemaschine arbeitet durch die im Schrägschnitt gegen Schneidleisten arbeitenden Seiten- und Vordermesser nach dem Messerschnittprinzip, wobei der Dreiseitenbeschnitt in einer Schneidstation realisiert wird. Hierzu werden die Buchblocks auf dem Schneidtisch von einem Pressstempel unter Druck fixiert und der Seiten- und der Vorderbeschnitt erfolgen durch phasenversetzte Messerbewegungen. Die Produkte können einzeln oder im Stapel mit einer maximalen Stapelhöhe von bis zu 80 mm verarbeitet werden.
Die Dreimesserschneidemaschine ist häufig in einer Fließstrecke mit einer Klebebindestrecke oder einer Buchfertigungsstraße gekoppelt. Die Zu- und Abführung der Produkte erfolgen automatisch über Transportbänder. Zum Ausgleich der Leistungsunterschiede der gekoppelten Maschinen ist der Dreimesserschneidemaschine eine Vorstapeleinrichtung vorgeordnet. Aus der EP 0 887 157 A2 ist beispielsweise eine Vorstapeleinrichtung für eine Dreimesserschneidemaschine bekannt, die mit einem Magazin mit zwei zweigeteilten, für das Öffnen und Schließen horizontal bewegbaren Magazinzwischenböden ausgeführt ist, wobei der obere Magazinzwischenboden zum Bilden eines abgezählten Buchblockstapels und der untere Magazinzwischenboden zum getakteten Abwerfen des gebildeten Stapels auf einen Zuführungstisch vorgesehen ist.
Bekannte Vorstapeleinrichtungen können sowohl im Magazin- als auch im Zählstapelbetrieb betrieben werden. Im Zählstapelbetrieb gelangen die Buchblocks einzeln und fotoelektrisch gezählt in den oberen Magazinabschnitt. Nach Erreichen der vorgewählten Anzahl wird der Stapel durch Öffnen des oberen Magazinzwischenbodens auf den darunter befindlichen Magazinzwischenboden abgelegt und von da aus taktgenau auf den Ablagetisch abgegeben zum Ausschieben und Zuführen des Stapels in die Einfuhreinrichtung der Dreimesserschneidemaschine. Der Zählstapelbetrieb ist besonders geeignet für die Verarbeitung von dünnen (2 ... 5 mm Dicke) und empfindlichen Buchblocks. Durch Abschalten der Magazinzwischenböden wird auf Magazinbetrieb umgestellt. Zugeführte Buchblocks (ab ca. 5 mm Dicke) fallen im Magazin direkt auf den darunter angeordneten Ablagetisch. Ein höhenverstellbarer Stapelschieber bestimmt die Stapelhöhe und transportiert den Buchblockstapel in die Einfuhreinrichtung der Dreimesserschneidemaschine. Der Magazinbetrieb ist auch geeignet für im Schuppenstrom zugeführte Buchblocks entsprechender Buchblockdicke.
Die bekannten Vorstapeleinrichtungen sind hinsichtlich der Verarbeitung von dünnen Buchblocks in ihrer Leistung begrenzt. Denn diese können aufgrund ihrer geringen Produkthöhe nicht im Magazinbetrieb sondern nur im Zählstapelbetrieb als Stapel in exakt abgezählter Anzahl der Dreimesserschneidemaschine zugeführt werden. Der Zählstapelbetrieb erfordert aber einzeln zugeführte Buchblocks, wobei die Einzelförderung auf den Transportbändern wegen zu hoher Fördergeschwindigkeiten in den Kurven und Übergaben nur bis zu einer Förderleistung von ca. 10.000 Buchblocks / h sicher ausführbar ist. Auch die Abgabe der einzeln zugeführten Buchblocks in den oberen Magazinabschnitt wird bei dieser Förderleistung zunehmend kritischer, weil die Buchblocks mit zu hoher Geschwindigkeit gegen die Magazinseitenwand geworfen werden. Außerdem reicht die Zeit zwischen zwei zugeführten Buchblocks nicht mehr für das Öffnen und Schließen des oberen Magazinzwischenbodens zum Überführen des gebildeten Stapels in den unteren Magazinabschnitt.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Beladen einer Dreimesserschneidemaschine mit Broschüren, Zeitschriften oder dgl. gebundenen Buchblocks gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorzuschlagen, mit der bei einfacher Konstruktion eine hohe Zuführleistung von insbesondere dünnen Buchblocks ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die zu beschneidenden Buchblocks können nunmehr auch bei einer Produktdicke von weniger als 5 mm in geschuppter Formation der Vorstapeleinrichtung zugeführt werden. Die durch den Beschleunigungsförderer bestimmte Übergabegeschwindigkeit der Buchblocks in das Magazin der Vorstapeleinrichtung ist auf die Geschwindigkeit begrenzbar, die für das sichere Erreichen des gegenüberliegenden Zwischenmagazinbodenteils notwendig ist. Mit dem Zurückhalten des nachfolgenden Schuppenteils wird nach der Übergabe des letzten Buchblocks eines Schuppenstromabschnitts in das Magazin ein ausreichendes Zeitfenster geschaffen für das Öffnen und Schließen des ersten, oberen Magazinzwischenbodens. Durch den geschuppten Transport ergeben sich außerdem geringere und damit beherrschbare Fördergeschwindigkeiten auf den die Buchblocks der Beladevorrichtung zuführenden Transportbändern, welche zudem bei gleicher Transportzeit ( = erforderliche Trockenzeit) wesentlich kürzer projektierbar sind.
Mit dem Vorteil einer vergrößerten Auflagefläche für die zu beschleunigenden Buchblocks umfasst der Beschleunigungsförderer eine Beschleunigungswalze und wenigstens einen nach vorne bis zum Magazin reichenden Förderriemen. In bevorzugter Ausführungsform ist die Trenneinrichtung gebildet aus einer über der Beschleunigungswalze angeordneten Andrückrolle zur Weiterförderung des vorderen Schuppenteils und einem hinter der Andrückrolle angeordneten Trennfinger zum Zurückhalten des nachfolgenden Schuppenteils. Andrückrolle und Trennfinger werden für den Trennvorgang auf den Schuppenstrom abgesenkt, wobei sie in der abgesenkten Trennposition durch relative Beweglichkeit zueinander jeweils mit einer definierten Andrückkraft auf dem Schuppenstrom aufliegen. Damit ist gewährleistet, dass der nächste zurückzuhaltende Buchblock vom Trennfinger erfasst wird, während die Andrückrolle den noch weiter zu fördernden Buchblock für eine sichere Mitnahme auf den Beschleunigungsförderer niederdrückt. Mit dem Anheben der Trenneinrichtung wird der Schuppenstrom wieder freigegeben und durch den Beschleunigungsförderer in das Magazin überführt.
Für das Abzählen der im Schuppenstrom geförderten Buchblocks wird vorzugsweise ein (Laser-) Exemplarzähler eingesetzt, der in Förderrichtung gesehen hinter der Trenneinrichtung also oberhalb des Transportbandes des Zuführungsförderers angeordnet ist. Die Zählimpulse des Exemplarzählers werden in einer Steuereinrichtung unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit des Schuppenstroms ausgewertet zum Auslösen des Trennvorgangs. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, die geschuppt zugeführten Buchblocks mit einer federbelasteten Andrückrolle auf dem vorderen Ende des Beschleunigungsförderers niederzuhalten, wodurch die Buchblocks für eine sichere Übergabe in das Magazin ausgesteift werden.
Mit dem Vorteil einer schnellen Betätigung im Sinne eines Öffnens und Schließens ist der erste, obere Magazinzwischenboden gebildet aus zwei fluchtend nebeneinander liegenden Einzelplattformen, wobei jede Einzelplattform aus in einer Ebene und senkrecht zu einer Welle angeordneten Fingern besteht und beide Wellen durch einen gemeinsamen Antrieb gegenläufig angetrieben nach unten aus dem Magazin heraus- und nach einer vollständigen Umdrehung wieder hineingedreht werden. Beim Wiederhineindrehen werden die Buchblocks quasi in den unteren Magazinabschnitt hinuntergedrückt, während nachfolgende Buchblocks bereits wieder zugeführt werden.
Nicht nur für den Zählstapelbetrieb sondern insbesondere auch für den Magazinbetrieb ist der von einem gesonderten Antrieb vor- und zurückbewegbare Ausschieber geeignet. Denn durch die Einstellbarkeit des Auschieberhubes entsprechend der Höhe des Frontbeschnitts entfallen Formatverstellungen auf dem Zuführungsförderer und in dem Stapelmagazin. Eine vorteilhafte Gestaltung des Bewegungsprofils ergibt sich, wenn der Rückhub des Ausschiebers im Wesentlichen gegengleich zur Bewegung eines den Stapel am ausgeschobenen Ende übernehmenden und aus dem Magazin herausziehenden Greifers der Einfuhreinrichtung ausgestaltet ist. Hierdurch bildet sich quasi ein dritter Magazinzwischenboden aus, der dafür sorgt, dass die nachfolgenden Buchblocks nicht einseitig nachrutschen (Magazinbetrieb) bzw. der es ermöglicht, auf dem zweiten Magazinzwischenboden liegende Stapel früher abzuwerfen (Zählstapelbetrieb).
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt in einer schematischen Vorderansicht eine im Zählstapelbetrieb betriebene Beladevorrichtung im Moment der Stapelbildung auf dem oberen Magazinzwischenboden.
- Fig. 2 u. 3
- zeigen in gleicher Ansicht die Beladevorrichtung beim Ablegen eines gebildeten Stapels auf den unteren Magazinzwischenboden.
- Fig. 4
- zeigt die Beladevorrichtung in einer in Fig. 3 durch den Verlauf IV-IV definierten Seitenansicht mit dem auf dem unteren Magazinzwischenboden abgelegten Stapel.
Die erfindungsgemäße Beladevorrichtung besteht aus einem Zuführungsförderer 4, einer Stapeleinrichtung 16, einem Ablagetisch 28 und einem Ausschieber 29 und ist der Einfuhreinrichtung 35 einer Dreimesserschneidemaschine vorgeschaltet. Der Zuführungsförderer 4 ist gebildet aus einem mit einer ersten Geschwindigkeit vs kontinuierlich angetriebenen Transportband 5 und einem sich in Förderrichtung daran anschließenden und mit einer höheren Geschwindigkeit vB angetriebenen Beschleunigungsförderer 6.
Die zu beschneidenden Buchblocks 1 werden längs ihrer Buchblockhöhe H in einem Schuppenstrom 2 der Stapeleinrichtung 16 zugeführt, wobei ein jeweils nachfolgender Buchblock 1 auf den vorherigen Buchblock 1 aufliegt. Bei Erreichen des Beschleunigungsförderers 6, der aus einer Beschleunigungswalze 7 und mehreren nebeneinander angeordneten Förderriemen 8 besteht, werden die Buchblocks mit der höheren Geschwindigkeit vB aus dem Schuppenstrom 2 abgezogen und in ein Magazin 17 der Stapeleinrichtung 16 abgeworfen, welches durch Magazinseitenwände 17 a bis d begrenzt ist. Zum Aussteifen der Buchblocks 2 ist eine angefederte Andrückrolle 9 am vorderen Ende des Beschleunigungsförderers 6 vorgesehen.
Die Stapeleinrichtung 16 kann im Magazin- und Zählstapelbetrieb betrieben werden. In den Figuren ist der Zählstapelbetrieb dargestellt. Dabei werden die Buchblocks 1 beim Abwerfen in das Magazin 17 zunächst auf einem oberen Magazinzwischenboden 18 zu einem Stapel 3 übereinander geschichtet. Bei Erreichen der gewünschten Anzahl Buchblocks wird der Magazinzwischenboden 18 geöffnet und der Stapel 3 auf einen unteren Magazinzwischenboden 25 abgeworfen.
Der obere Magazinzwischenboden 18 ist gebildet aus zwei fluchtend nebeneinander liegenden Einzelplattformen 19 a,b, wobei jede Einzelplattform aus in einer Ebene und senkrecht zu einer Welle 20 angeordneten Fingern 21 besteht und beide Wellen 20 durch einen gemeinsamen Antrieb gegenläufig angetrieben nach unten aus dem Magazin 17 heraus- und nach einer vollständigen Umdrehung wieder hineingedreht werden zum Öffnen und Schließen des Magazinzwischenbodens 18. Der Antrieb erfolgt durch einen Getriebemotor 24, dessen Drehbewegung über eine Keilwelle 23 und Kegelradgetrieben 22 auf die beiden Wellen 20 übertragen wird.
Der untere Magazinzwischenboden 25 besteht aus zwei fluchtend nebeneinander liegenden Einzelplattformen 26 a,b, die zum Öffnen und Schließen des Magazinzwischenbodens 25 von Pneumatikzylindern 27 betätigt horizontal aus- und einfahrbar sind. In Fig. 1 ist der untere Magazinzwischenboden 25 geöffnet und der Stapel 3 wird auf den Ablagetisch 28 abgeworfen. In Fig. 2 werden die Einzelplattformen 26 a,b zum Schließen des Magazinzwischenbodens 25 eingefahren.
Der auf dem Ablagetisch 28 abgelegte Stapel 3 wird mit dem von einem gesonderten Antrieb vor- und zurückbewegbaren Ausschieber 29 längs seiner Buchblockbreite B also quer zur Zuführrichtung mit einem Ende aus dem Magazin 17 ausgeschoben und an einen Greifer 36 der Einfuhreinrichtung 35 der Dreimesserschneidemaschine übergeben. Der Antrieb für den Ausschieber 29 ist gebildet aus einem Getriebeservomotor 34, dessen Drehbewegungen über ein Zahnrad 33 und eine Zahnstange 32 in eine lineare Vor- und Zurückbewegung eines auf Führungswellen 31 geführten Halters 30 gewandelt wird, auf dem der Ausschieber 29 wechselbar befestigt ist.
Der Hub des Ausschiebers 29 ist entsprechend der Höhe F des Frontbeschnitts einstellbar (AF). Mit der Verstellung AF gelangen dafür bisher erforderliche Verstelleinrichtungen im Zuführungsförderer 4 und im Magazin 17 in Fortfall. Die Rückbewegung des Ausschiebers 29 erfolgt im Wesentlichen gegengleich zur Bewegung des den Stapel 3 am ausgeschobenen Ende übernehmenden und aus dem Magazin 17 herausziehenden Greifers 36. Hierdurch wird für einen nachfolgenden Stapel 3 ein quasi dritter Magazinzwischenboden dargeboten zum Abwerfen des Stapels 3 unmittelbar nach dem Ausschieben des vorherigen Stapels 3.
Der Greifer 36 ist gebildet aus einer unteren Platte 37 und zwei oberen Greiferplatten 38 und 39 und überführt den ausgeschobenen Stapel 3 in zwei Hüben in die Schneidstation 41 der Dreimesserschneidemaschine. Für den ersten Hub spannt der Greifer 36 das ausgeschobene Ende des Stapels 3 mit der oberen hinteren Greiferplatte 39 auf die untere Platte 37 und zieht den Stapel 3 in eine in den Figuren nicht näher dargestellte Ausrichtstation. Der Greifer 36 wird durch Anheben der oberen Greiferplatten 38 und 39 und gleichzeitiges Absenken der unteren Platte 37 gelöst und in die Übernahmeposition zurückbewegt. Nun wird der ausgerichtete Stapel 3 mit der oberen vorderen Greiferplatte 38 auf die untere Platte 37 gespannt und in der Vorbewegung des Greifers 36 auf den Schneidtisch 44 der Schneidstation 41 geschoben. Der Stapel 3 wird mit einem Pressstempel 42 gepresst und an drei Seiten beschnitten. In der Fig. 4 ist aus Darstellungsgründen nur das Frontmesser 43 dargestellt.
Beim Greifer 36 ist die obere hintere Greiferplatte 39 relativ zur vorderen Greiferplatte 38 verstellbar (GB). Mit der Verstellung GB wird die Buchblockbreite B berücksichtigt. Die zyklische Bewegung des Greifers 36 ist in der Fig. 4 durch die Darstellung der Bewegungsprofile 40 a,b für die oberen Greiferplatten 38, 39 bzw. die untere Platte 37 wiedergegeben.
Erfindungsgemäß ist im Übergangsbereich vom Transportband 5 zum Beschleunigungsförderer 6 eine Trenneinrichtung 11 angeordnet. Sie dient zum Zurückhalten eines nachfolgenden Schuppenteils, wodurch eine Lücke im Schuppenstrom 2 für das Öffnen und Schließen des ersten oberen Magazinzwischenbodens 18 geschaffen wird. Die Trenneinrichtung 11 ist gebildet aus einer über der Beschleunigungswalze 7 angeordneten Andrück- bzw. Trennrolle 12 zur Weiterförderung des vorderen Schuppenteils und einem in Förderrichtung gesehen hinter der Trennrolle 12 angeordneten Trennfinger 13 zum Zurückhalten des nachfolgenden Schuppenteils. Trennrolle 12 und Trennfinger 13 sind in einem von einem Pneumatikzylinder 15 gesteuert auf und ab bewegten Halter 14 aufgenommen, wobei die Trennrolle 12 frei drehbar gelagert und der Trennfinger 13 senkrecht zur Förderrichtung verschieblich in einer Führung 14a geführt ist.
Zum Trennen des Schuppenstroms 2 und Zurückhalten des nachfolgenden Schuppenteils wird die Trenneinrichtung 11 mit der Trennrolle 12 und dem Trennfinger 13 auf den Schuppenstrom 2 abgesenkt. Die Trennrolle 12 liegt dabei mit der durch den Pneumatikzylinder 15 erzeugten Andrückkraft auf den vorderen Schuppenteil auf, sodass die noch zu fördernden Buchblocks 1 sicher vom Beschleunigungsförderer 6 weitergefördert werden. Der Trennfinger 13 legt sich aufgrund seines Eigengewichtes und der relativen Beweglichkeit zur Trennrolle 12 auf den Schuppenstrom 2 auf und hält den nächsten im Schuppenstrom 2 geförderten Buchblock 1 zurück. Nach Schaffung einer ausreichenden Lücke im Schuppenstrom 2 für das Öffnen und Schließen des oberen Magazinzwischenbodens 18 wird die Trenneinrichtung 11 angehoben zum Überführen des nachfolgenden Schuppenteils in die Stapeleinrichtung 16.
Mit dem Abwerfen des letzten Buchblocks 1 des vorderen Schuppenteils in das Magazin 17 wird der obere Magazinzwischenboden 18 geöffnet. Die Finger 21 der beiden Einzelplattformen 19 a,b gelangen dabei durch ihre rotative Bewegung von oben kommend wieder in das Magazin 17 und drücken den Stapel 3 quasi nach unten auf den unteren Magazinzwischenboden 25, während bereits der erste Buchblock 1 des danach zu bildenden Stapels 3 auf die Einzelplattformen 19 a,b fällt.
Für das Abzählen der im Schuppenstrom 2 geförderten Buchblocks 1 ist ein (Laser-) Exemplarzähler 10 vorgesehen, der in Förderrichtung gesehen hinter der Trenneinrichtung 11 also oberhalb des Transportbandes 5 des Zuführungsförderers 4 angeordnet ist. Die Zählimpulse des Exemplarzählers 10 werden in einer nicht näher gezeigten Steuereinrichtung unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit vs des Schuppenstroms 2 ausgewertet zum exakten Auslösen des Trennvorgangs.
Die oben dargelegten Ausführungen beziehen sich auf die Betriebsart Zählstapelbetrieb mit im Schuppenstrom 2 zugeführten Buchblocks 1. Es können auch einzeln zugeführte Buchblocks im Zählstapelbetrieb verarbeitet werden. Die Trenneinrichtung 11 wird dann nicht benötigt. Für die Betriebsart Magazinbetrieb, wo die Trenneinrichtung ebenfalls nicht eingesetzt wird, werden zusätzlich die Magazinzwischenböden 18 und 25 aus dem Magazin 17 herausgefahren. Einzeln oder im Schuppenstrom zugeführte Buchblocks werden direkt auf den Ablagetisch 28 abgeworfen. Es bildet sich ein stapelförmig übereinander geschichteter Buchblockvorrat, aus dem jeweils ein Teilstapel von dem Ausschieber 29 ausgeschoben wird, wobei die Anzahl der Buchblocks im Teilstapel durch die Höhe des auswechselbaren Ausschiebers 29 definiert ist. Von Vorteil ist die Rückbewegung des Ausschiebers 29, die nämlich im Wesentlichen gegengleich zur Bewegung des den Stapel am ausgeschobenen Ende übernehmenden und aus dem Magazin 17 herausziehenden Greifers 36 erfolgt. Dem nachsackenden Buchblockvorrat wird quasi ein zweigeteilter und dabei synchron öffnender Magazinzwischenboden dargeboten zur sicheren Ablage auf den Ablagetisch 28.
Bezugszeichenliste
- 1
- Buchblock
- 2
- Schuppenstrom
- 3
- Stapel
- 4
- Zuführungsförderer
- 5
- Transportband
- 6
- Beschleunigungsförderer
- 7
- Beschleunigungswalze
- 8
- Förderriemen
- 9
- Andrückrolle
- 10
- (Laser-) Exemplarzähler
- 11
- Trenneinrichtung
- 12
- Trennrolle
- 13
- Trennfinger
- 14
- Halter
- 14a
- Führung
- 15
- Pneumatikzylinder
- 16
- Stapeleinrichtung
- 17
- Magazin
- 17 a..d
- Magazinseitenwände
- 18
- oberer Magazinzwischenboden
- 19 a,b
- Einzelplattform
- 20
- Welle
- 21
- Finger
- 22
- Kegelradgetriebe
- 23
- Keilwelle
- 24
- Getriebemotor
- 25
- unterer Magazinzwischenboden
- 26 a,b
- Einzelplattform
- 27
- Pneumatikzylinder
- 28
- Ablagetisch
- 29
- Ausschieber
- 30
- Halter
- 31
- Führungswelle
- 32
- Zahnstange
- 33
- Zahnrad
- 34
- Getriebeservomotor
- 35
- Einfuhreinrichtung
- 36
- Greifer
- 37
- untere Platte
- 38
- obere, vordere Greiferplatte
- 39
- obere, hintere Greiferplatte
- 40 a,b
- Bewegungsprofil
- 41
- Schneidstation
- 42
- Pressstempel
- 43
- Frontmesser
- 44
- Schneidtisch
- H
- Buchblockhöhe
- B
- Buchblockbreite
- GB
- Verstellung Buchblockbreite
- F
- Höhe Frontbeschnitt
- AF
- Verstellung Höhe Frontbeschnitt
- VS
- Fördergeschwindigkeit Schuppenstrom
- VB
- Fördergeschwindigkeit auf Beschleunigungsförderer