Hubsauger für eine bogenverarbeitende Maschine, bogenverarbeitende Maschine

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Hubsauger (1) für eine bogenverabeitende Maschine (2), mit einem Gehäuse (3), das einen Druckluftanschluss für eine Druckluft bereitstellende Einrichtung aufweist, und mit einem hülsenförmigen Unterdruckerzeuger (20), der einen axialen Einlass (21), einen axialen Auslass (22) sowie mindestens eine radiale Saugöffnung (23) aufweist, wobei der Druckluftanschluss (5) mit dem Einlass (21) wirkverbunden ist, so dass dem Druckluftanschluss (5) zugeführte Druckluft den Unterdruckerzeuger (20) axial durchströmt, wobei die radiale Saugöffnung (23) mit einem eine Saugfläche (8) für einen zu verarbeitenden Bogen bildenden Springelement (7) wirkverbunden ist. Es ist vorgesehen, dass der Druckluftanschluss (5) auch mit einer Oberdruckkammer (11) wirkverbunden ist, die von dem Gehäuse (3) und einem axial verschiebbar gelagerten Hubkolben (4) derart gebildet wird, dass der das Springelement (7) tragende Hubkolben (4) durch die Beaufschlagung der Überdruckkammer (11) mit Druckluft relativ zu dem Gehäuse (3) axial verlagerbar ist.
Ferner betrifft die Erfindung eine bogenverarbeitende Maschine.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Hubsauger für eine bogenverarbeitende Maschine, mit einem Gehäuse, das einen Druckluftanschluss für eine Druckluft bereitstellende Einrichtung aufweist, und mit einem hülsenförmigen Unterdruckerzeuger, der einen axialen Einlass, einen axialen Auslass sowie mindestens eine radiale Saugöffnung aufweist, wobei der Druckluftanschluss mit dem Einlass verbunden ist, sodass dem Druckluftanschluss zugeführte Druckluft den Unterdruckerzeuger axial durchströmt, wobei die Saugöffnung mit einem eine Saugfläche für einen zu verarbeitenden Bogen bildenden Springelement wirkverbunden ist.

[0002] Ferner betrifft die Erfindung eine bogenverarbeitende Maschine, insbesondere zum Vereinzeln von Papierbögen, mit wenigstens einer Druckluft bereitstellenden Einrichtung und mit mindestens einem Hubsauger, der einen mit der Druckluft bereitstellenden Einrichtung verbundenen Druckluftanschluss aufweist, sowie einen von der Druckluft axial durchströmbaren Unterdruckerzeuger, der wenigstens eine radiale Saugöffnung umfasst, die mit einem eine Saugfläche für einen zu verarbeitenden Bogen bildenden Springelement des Hubsaugers wirkverbunden ist.

Stand der Technik

[0003] Hubsauger sowie Hubsauger aufweisende, bogenverarbeitende Maschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Hubsauger bogenverarbeitender Maschinen dienen im Wesentlichen dazu, den obersten Bogen eines Bogenstapels von dem Stapel zu lösen und/oder zu transportieren. Ein Hubsauger kann hierbei entweder als ein Vereinzelungssauger ausgebildet sein, der zumindest im Wesentlichen nur eine axiale Bewegung senkrecht zu einem Bogenstapel ausführt, oder als Transportsauger, der zusätzlich zu einer axialen Bewegung zum Erfassen des abgehobenen Bogens auch eine seitliche Bewegung zum Transportieren des Bogens ausführt. Dazu müssen die Hubsauger oder zumindest deren jeweilige Saugfläche zumindest in ihrer Höhe verstellbar sein. Häufig werden die Aufgaben derart verteilt, dass eine erste Gruppe Hubsauger zum Abheben des Bogens von dem Stapel dient, während eine zweite Gruppe von Hubsaugem den abgehobenen Bogen nimmt und transportiert. Zum Abheben und/oder Halten des Bogens weisen die Hubsauger die Saugfläche auf, die einen Bogen durch Erzeugen eines Unterdrucks ansaugt und an dem Hubsauger hält. Die Saugfläche wird in der Regel von einem Springelement gebildet, das mit dem Unterdruck beaufschlagbar ist und das seinen Namen daher hat, dass es bei Kontakt mit dem anzuhebenden Bogen automatisch hochspringt und den Bogen dadurch anhebt. Dazu ist das Springelement relativ zu dem Gehäuse des Hubsaugers verlagerbar angeordnet. Der Hubsauger weist einen Druckluftanschluss auf, durch den Druckluft einem axialen Einlass eines hülsenförmigen Unterdruckerzeugers zuführbar ist, wobei die Druckluft den Unterdruckerzeuger axial durchströmt und dabei wenigstens eine radiale Saugöffnungen passiert, durch welche den Unterdruckerzeuger umgebende Luft angesaugt und somit ein Unterdruck außerhalb des Unterdruckerzeugers erzeugt wird, wobei die radiale Saugöffnung mit dem Springelement wirkverbunden ist, so dass dieses mit dem Unterdruck beaufschlagt wird. Ein entsprechender Hubsauger ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift DE 199 01 341 B4 bekannt.

[0004] Bekannte Hubsauger haben den Nachteil, dass zum insbesondere axialen Zuführen des Hubsaugers beziehungsweise des Springelements an den Bogen eine aufwendige Mechanik notwendig ist.

Aufgabe der Erfindung

[0005] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Hubsauger sowie eine bogenverarbeitende Maschine zu schaffen, die auf einfache Art und Weise ein Zuführen des Hubsaugers und insbesondere des Springelements zu dem zu greifenden beziehungsweise anzuhebenden Bogen ermöglicht.

Offenbarung der Erfindung

[0006] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen Hubsauger gelöst, der sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet, sowie durch eine bogenverarbeitende Maschine, die sich durch die Merkmale des Anspruchs 14 auszeichnet. Erfindungsgemäß ist der Druckluftanschluss auch mit einer insbesondere ringförmigen Überdruckkammer wirkverbunden, die von dem Gehäuse und einem axial verschiebbar gelagerten Hubkolben derart gebildet wird, dass der das Springelemente tragende Hubkolben durch Beaufschlagung der Überdruckkammer mit Druckluft relativ zu dem Gehäuse axial verlagerbar ist. Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass der Druckluftanschluss sowohl mit dem Unterdruckerzeuger als auch mit der Überdruckkammer wirkverbunden ist. Die Überdruckkammer wird von dem Gehäuse des Hubsaugers und dem darin axial verschiebbar gelagerten Hubkolben derart gebildet, dass letzterer durch die Druckluftbeaufschlagung in eine gewünschte Richtung verlagerbar ist beziehungsweise verlagert wird. Der Hubkolben trägt dabei das bereits bekannte Springelement, sodass durch Verlagern des Hubkolbens das Springelement und damit die den Bogen greifende Saugfläche in eine gewünschte Richtung verlagerbar ist. Während das Gehäuse des Hubsaugers somit ortsfest angeordnet sein kann, lässt sich das Springelement durch axiales Verlagern des Hubkolbens dem Bogen näherbringen. Hierdurch wird eine aufwendige Mechanik zum axialen Verlagern, also zumindest im Wesentlichen senkrecht zu dem zu erfassenden Bogen, des gesamten Hubsaugers auf einfache Art und Weise überflüssig gemacht oder zumindest vereinfacht.

[0007] Bevorzugt ist die Überdruckkammer dem Einlass des Unterdruckerzeugers vorgeschaltet. Das bedeutet, dass die Überdruckkammer zwischen dem Einlass des Unterdruckerzeugers und dem Druckluftanschluss angeordnet ist, sodass die dem Druckluftanschluss zugeführte Druckluft zunächst die Unterdruckkammer, und erst anschließend den Unterdruckerzeuger durchströmt. Die zugeführte Druckluft wird somit zweifach genutzt: Einmal zum Erzeugen des Unterdrucks zum Betätigen des Springelements und zum Ansaugen des Bogens und einmal zum Verlagern des Hubkolbens. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Überdruckkammer und der Unterdruckerzeuger parallel zueinander geschaut sind, sodass der von dem Druckluftanschluss kommende Druckluftstrom zunächst in zwei Druckluftteilströme aufgeteilt und dann der jeweilige Druckluftteilstrom dem Überdruck- beziehungsweise dem Unterdruckerzeuger zugeführt wird.

[0008] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Unterdruckerzeuger in den Hubkolben integriert angeordnet ist. Der Unterdruckerzeuger wird somit mit dem Hubkolben mitbewegt. Durch die integrierte Anordnung des Unterdruckerzeugers in dem Hubkolben lässt sich der Unterdruckerzeuger, insbesondere die mindestens eine Saugöffnung des Unterdruckerzeugers auf einfache Art und Weise durch entsprechende, durch den Hubkolben führende Kanäle mit dem Springelement beziehungsweise der Saugfläche des Springelements verbinden. Das Springelement ist vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet und weist mindestens einen sich von dem hubkolbenseitigen Ende bis zu dem saugflächenseitigen Ende erstreckenden Saugkanal auf. Der Saugkanal des Springelements ist zweckmäßigerweise mit mindestens einem durch den Hubkolben führenden Kanal mit der Saugöffnung des Unterdruckerzeugers verbunden.

[0009] Vorzugsweise weist der Hubkolben eine axiale Aufnahme auf, die über einen Kanal, insbesondere Radialkanal mit der Überdruckkammer verbunden ist, wobei in der Aufnahme der Unterdruckerzeuger liegt. Die Aufnahme erstreckt sich koaxial beziehungsweise axial durch den Hubkolben, zumindest über eine gewisse Länge hinweg, und ist mit der Überdruckkammer insbesondere durch den Radialkanal verbunden. Der Radialkanal wird vorzugsweise durch eine Stichbohrung gebildet. In dem Axialkanal ist der Unterdruckerzeuger vorzugsweise koaxial angeordnet. Bevorzugt ist der Unterdruckerzeuger zumindest abschnittsweise oder bereichsweise formschlüssig und gegebenenfalls kraftschlüssig in dem Hubkolben gehalten.

[0010] Bevorzugt ist zwischen der Aufnahme und dem Unterdruckerzeuger abschnittsweise ein Ringraum gebildet, der über mindestens einen Verbindungskanal mit dem Springelement beziehungsweise mit dem Saugkanal des Springelements wirkverbunden ist. In den Ringraum münden die wenigstens eine, vorzugsweise mehrere Saugöffnungen des Unterdruckerzeugers, sodass in dem Ringraum der an der Saugfläche wirkenden Unterdruck erzeugt wird. Zum Bilden des Ringraums weist entweder der Unterdruckerzeuger einen verringerten Außendurchmesser und/oder der Hubkolben einen vergrößerten Innendurchmesser auf.

[0011] Vorzugsweise mündet der Verbindungskanal des Hubkolbens in einer Unterdruckkammer, die von einem Ende des Hubkolbens und dem darin axial verlagerbar angeordneten Springelement gebildet ist. Wird dem Druckluftanschluss Druckluft zugeführt, so wird durch den Unterdruckerzeuger ein Unterdruck erzeugt, der sich durch den Verbindungskanal bis in die Unterdruckkammer auswirkt, sodass insbesondere, wenn das Springelement mit der Saugfläche einen Bogen erfasst hat, der Unterdruck in der Unterdruckkammer dazu führt, dass das Springelement in den Hubkolben hineingezogen wird. Wird die Druckluftzufuhr unterbunden oder bis unter einen Grenzwert verringert, so fällt das Springelement vorzugsweise aufgrund seines Eigengewichts, alternativ unter Zuhilfenahme eines Federelements in seine ausgelagerte Ausgangsstellung zurück.

[0012] Bevorzugt weist der Hubkolben einen sich zumindest im Wesentlichen Ober den Umfang erstreckenden und der Überdruckkammer zugeordneten Radialvorsprung auf. Der Radialvorsprung bildet zumindest einen Absatz beziehungsweise eine Kolbenfläche des Hubkolbens, die in der Überdruckkammer liegt. Der Radialvorsprung ist vorzugsweise derart ausgebildet beziehungsweise angeordnet, dass er sich axial zwischen dem in die Überdruckkammer mündenden Druckluftanschluss und dem Radialkanal des Hubkolbens befindet. Vorzugsweise ist dabei der Druckluftanschluss im Wesentlichen einem axialen Ende der Überdruckkammer zugeordnet, während der Radialkanal dem anderen axialen Ende zugeordnet ist. Der Radialvorsprung liegt vorzugsweise nahe zu dem Radialkanal zwischen dem Radialkanal und dem Druckluftanschluss. Gemäß einer alternativen Ausführungsform sind der Radialkanal und der Druckluftanschluss auf der gleichen Seite des Radialvorsprungs angeordnet, bevorzugt auf der dem Springelement entgegengesetzten Seite des Radialvorsprungs. Der Radialvorsprung kann auch zum Führen des Hubkolbens in dem Gehäuse des Hubsaugers dienen.

[0013] Bevorzugt sind der Radialvorsprung und/oder die Überdruckkammer derart ausgebildet, dass die Druckluft von dem Druckluftanschluss kommend an dem Radialvorsprung vorbei, insbesondere in den Radialkanal des Hubkolbens gelangt, sofern dieser auf der dem Springelement zugewandten Seite des Radialvorsprungs angeordnet ist. Dazu wird vorzugsweise der Außendurchmesser des Radialvorsprungs und/oder der Innendurchmesser der Überdruckkammer derart gewählt, dass ein Spiel zwischen dem Radialvorsprung und der Innenseite der Überdruckkammer besteht. Alternativ ist es auch denkbar, den Radialvorsprung mit Axialdurchbrüchen zu versehen und/oder in Umfangsrichtung segmentartig auszubilden, sodass die Druckluft durch Freiräume des Radialvorsprungs hindurchströmen kann. Dadurch wird gewährleistet, dass sowohl ein Überdruck in der Überdruckkammer als auch ein Unterdruck mittels des in Reihe dahinter geschalteten Unterdruckerzeugers erzeugt wird.

[0014] Um den Hubkolben in die gewünschte Richtung mittels des Überdrucks verlagern zu können, muss sichergestellt werden, dass der auf den Hubkolben wirkende Druck eine Druckkraft in gewünschter Richtung ausübt. Dazu ist bevorzugt vorgesehen, dass der Radialvorsprung auf der dem Springelement abgewandten Seite eine größere Axialfläche aufweist als auf der dem Springelement zugewandten Seite. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass der Außendurchmesser des Hubkolbens bezüglich dem Radialvorsprung auf der dem Springelement abgewandten Seite kleiner gewählt ist, als auf der dem Springelement zugewandten Seite. Dadurch, dass die eine Axialfläche größer ausgebildet ist als die andere, ergibt sich ein Kräfteverhältnis, das bewirkt, dass sich der Kolben bei Vorliegen eines Überdrucks in der Überdruckkammer in Richtung der Seite des Radialvorsprungs bewegt, die die kleinere Axialfläche aufweist, und damit in Richtung des Springelements. Durch Beaufschlagen des Druckanschluss mit Druckluft wird somit der Hubkolben in Richtung des Springelements verlagert und gleichzeitig ein Unterdruck in der Unterdruckkammer erzeugt. Durch eine entsprechende Wahl des oder der Durchströmungsquerschnitte des Radialvorsprungs sowie insbesondere des Einlasses des Unterdruckerzeugers wird gewährleistet, dass die Druckluft sowohl zum Verlagern des Hubkolbens als auch zum, Erzeugen des Unterdrucks genutzt wird. Prinzipiell es natürlich auch denkbar, dass die Flächenverhältnisse des Radialvorsprungs umgekehrt vorliegen, sodass bei Vorliegen eines Überdrucks in der Überdruckkammer der Hubkolben nach oben beziehungsweise von dem Bogen weg, also in die dem Springelement entgegengesetzte Richtung verlagert wird.

[0015] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Radialvorsprung und dem Gehäuse, insbesondere auf der dem Radialkanal zugewandten Seite eine erste Druckfeder axialwirkend angeordnet ist. Die Druckfeder wird verspannt, spätestens wenn der Hubkolben in Richtung des Springelements durch den beaufschlagten Überdruck verlagert wird. Wird die Druckluftzufuhr unterbrochen oder bis zu einem bestimmten Grenzwert verringert, so sorgt die erste Druckfeder dafür, dass der Hubkolben in seine Ausgangsstellung zurückbewegt wird.

[0016] Vorzugsweise ist zwischen dem Springelement und dem Hubkolben eine zweite Druckfeder axialwirkend angeordnet. Die zweite Druckfeder wirkt dem Unterdruck entgegen, sodass bei Unterbrechen der Druckluftzufuhr die Druckfeder das Springelement in seine Ausgangsstellung zurückdrängt. Natürlich ist es auch denkbar, nur die zweite Druckfeder oder nur die erste Druckfeder alleine in dem Hubsauger vorzusehen. Durch entsprechende Materialwahl und Toleranzen kann gewährleistet werden, dass insbesondere das Springelement aufgrund seines Eigengewichts in die Ausgangsstellung zurückgelangt, sobald die Druckluftzufuhr unterbrochen wird.

[0017] Vorzugsweise weist der Unterdruckerzeuger wenigstens eine Durchströmungsquerschnittsverjüngung auf. Besonders bevorzugt ist der Unterdruckerzeuger als ein- oder mehrstufige Venturidüse ausgebildet, wodurch an der einen oder an den mehreren Saugöffnungen ein besonders hoher Unterdruck erzeugbar ist.

[0018] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hubsauger Mittel zum Verlagern des Hubkolbens entgegen dem in der Überdruckkammer erzeugten Druck aufweist. Der Hubsauger weist somit Mittel auf, die es erlauben, den Kolben auch dann anzuheben beziehungsweise in die dem Springelement entgegengesetzte Richtung zu verlagern, wenn durch die zugeführte Druckluft in der Überdruckkammer ein Überdruck eingestellt ist. Dadurch ist es möglich, bei Beibehalten des Druckluftstroms und des daraus resultierenden, auf das Springelement wirkenden Unterdrucks, den Hubkolben anzuheben, so dass ein angesaugter Bogen sicher an der Saugfläche verbleibt und durch Verlagern des Hubkolbens weiter angehoben werden kann.

[0019] Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass dem Druckluftanschluss ein betätigbares Ventil zum Einstellen eines Druckluftstroms zugeordnet ist. Besonders bevorzugt weist der Druckluftanschluss das Ventil auf. Das auf diese Art und Weise in den Hubsauger integrierte Ventil ist vorzugsweise elektrisch betätigbar. Insgesamt wird somit eine kompakte Hubsauger-Einheit geboten, die lediglich mit der die Druckluft bereitstellenden Einrichtung und einer entsprechenden Steuereinheit verbunden werden muss. Die zum Anheben eines Bogens notwendigen axialen Bewegungen übernimmt der Hubsauger vollständig selbst, ohne dass eine externe Verlagereinrichtung vorgesehen werden muss.

[0020] Die bogenverarbeitende Maschine zeichnet sich durch die Ausbildung des Hubsaugers wie er oben beschrieben wurde aus. Insbesondere ist der Hubsauger der bogenverarbeitenden Maschine als Vereinzelungs- beziehungsweise Anhebevorrichtung für zu bearbeitende Bögen, insbesondere Papierbögen, ausgebildet. Einen seitlichen Transport des Bogens übernehmen vorzugsweise ein oder mehrere seitlich verlagerbare Transportiersauger.

[0021] Besonders bevorzugt ist zwischen dem Druckluftanschluss und der Druckluft bereitstellenden Einrichtung ein betätigbares Ventil zwischengeschaltet. Sind mehrere entsprechende Hubsauger vorgesehen, so ist das Ventil zweckmäßigerweise zwischen der Einrichtung und einer Druckluftverzweigung, die die Druckluft den jeweiligen Hubsaugern zuführt, zwischengeschaltet, sodass durch Betätigen des einen elektrischen Ventils mehrere Hubsauger gleichzeitig betätigbar sind beziehungsweise betätigt werden. Alternativ oder zusätzlich weist jeder Hubsauger ein eigenes, integriert angeordnetes Ventil auf.

[0022] Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen im Folgenden:

Figur 1

einen vorteilhaften Hubsauger in einer Seitenansicht,

Figur 2

den Hubsauger in einer Längsschnittdarstellung und

Figuren 3A bis 3D

den Hubsauger in unterschiedlichen Betriebsstellungen.

[0023] Figur 1 zeigt in einer Seitenansicht einen Hubsauger 1 einer hier nicht näher dargestellten, bogenverarbeitenden Maschine 2, die beispielsweise als Papiervereinzeler zum Vereinzeln von Papierbögen ausgebildet ist. Der Hubsauger 1 umfasst ein Gehäuse 3, das durch beispielsweise Verschraubung oder Verklemmung mit einem Trägerelement der Maschine 2 verbindbar ist. Durch das Gehäuse 3 erstreckt sich ein Hubkolben 4, der axial verschiebbar in dem Gehäuse 3 gelagert ist Das Gehäuse 3 weist einen Druckluftanschluss 5 für eine Druckluft bereitstellende Einrichtung auf, der radial angeordnet beziehungsweise ausgerichtet ist. Der Hubkolben 4 weist an einem Ende einen Auslass 6 auf, der in die Umgebung beziehungsweise Außenluft mündet, und trägt an seinem dem Auslass 6 gegenüberliegenden Ende ein Springelement 7, das eine endseitige Saugfläche 8 bildet Das Springelement 7 ist axial verlagerbar in dem Hubkolben 4 gelagert. Die Saugfläche 8 des Springelements 7 steht in Wirkverbindung mit einem in dem Hubsauger 1 angeordneten Unterdruckerzeuger, der zum Erzeugen von Unterdruck von Druckluft, die dem Druckluftanschluss 5 zugeführt wird, durchströmbar ist. Dies soll anhand der folgenden Figur näher erläutert werden,

[0024] Figur 2 zeigt eine Längsschnittdarstellung durch den Hubsauger 1 der Figur 1. Das Gehäuse 3 ist zweiteilig ausgebildet und weist ein topfförmiges Unterteil 9 sowie ein deckelartiges Oberteil 10 auf, die im zusammengesetzten, dargestellten Zustand zusammen mit dem Hubkolben 4 eine ringförmige Überdruckkammer 11 bilden, in welche der Druckluftanschluss 5 beziehungsweise dessen Öffnung mündet. Das Oberteil 10 und das Unterteil 9 weisen zueinander fluchtende Führungsöffnungen 12, 13 auf, in welchen der Hubkolben 4 verschiebbar gelagert ist. Bevorzugt sind, wie dargestellt, in die jeweilige Führungsöffnung 12, 13 Lagerelemente 14, 15 eingesetzt, die zur reibungsarmen Gleitlagerung des Hubkolbens 4 sowie zum Abdichten der Überdruckkammer 11 dienen.

[0025] Der Hubkolben 4 ist ebenfalls zweiteilig ausgebildet und weist einen auslassseitigen Teil 16 sowie einen sphrigelementseitigen Teil 17 auf. Das dem Teil 17 zugewandte Ende des Teils 16 weist ein Außengewinde auf, während das dem Teil 16 zugewandte Ende des Teils 17 ein Innengewinde aufweist, sodass die beiden Teile 16 und 17 miteinander verschraubbar sind. Die durch das Innengewinde und das Außengewinde gebildete Schraubverbindung 18 ist vorzugsweise derart angeordnet, dass sie stets beziehungsweise in jeder Stellung des Hubkolbens 4 zumindest im Wesentlichen außerhalb des Gehäuses 3 liegt, sodass der Hubkolben 4 stets durch das Teil 17 in dem Gehäuse 3 gelagert Ist.

[0026] Die Teile 16 und 17 bilden zusammen eine Aufnahme 19, die sich axial über einen Abschnitt des Hubkolbens 4 erstreckt. In der Aufnahme 19 ist ein Unterdruckerzeuger 20 koaxial gehalten. Der Unterdruckerzeuger 20 ist hülsenförmig ausgebildet und weist einen axialen Einlass 21, einen axialen Auslass 22 sowie mehrere radial in der Mantelwand ausgebildete Saugöffnung 23 auf, von denen hier nur einige mit Bezugszeichen versehen sind. An seinem den Auslass 22 aufweisenden Ende ist der Unterdruckerzeuger 20 radial formschlüssig in dem Teil 18 des Hubkolbens 4 gehalten. Der Auslass 22 geht dabei in den Auslass 6 des Hubkolbens 4 über. Bevorzugt ist der Unterdruckerzeuger 20 in der Art einer Venturidüse gebaut und weist dazu wenigstens eine Durchchströmungsquerschnittsverjüngung auf, insbesondere im Bereich einer der radialen Saugöffnungen 23. Mit seinem den Einlass 21 aufweisenden/bildenden Ende dringt der Unterdruckerzeuger 20 bereichsweise in einen Axialkanal 24 des Hubkolbens 4 ein. Bei der Montage wird der Unterdruckerzeuger 20 zunächst in das Teil 17 bis zum Anschlag eingeschoben, und anschließend das Teil 16 auf das Teil 17 aufgeschraubt, bis der Unterdruckerzeuger 20 axial zwischen den Teilen 16 und 17 verspannt und somit festgehalten ist. Die Aufnahme 19 und der Unterdruckerzeuger 20 sind dabei derart ausgebildet, dass sie im montierten Zustand zwischen sich einen Ringraum 25 bilden, der sich über einen wesentlichen axialen Abschnitt des Unterdruckerzeugers 20 erstreckt. Bevorzugt weist dazu die Aufnahme 19 in dem genannten Abschnitt einen vergrößerten Innendurchmesser auf. Über wenigstens einen vorzugsweise axial in dem Ringraum 25 mündenden Verbindungskanal 26 ist der Ringraum 25 strömungstechnisch mit dem Springelement 7 verbunden. Hierauf soll später näher eingegangen werden.

[0027] Das Teil 17 des Hubkolbens 4 weist weiterhin einen Radialkanal 27 auf, der vorzugsweise als Stichbohrung ausgebildet ist und in den Axialkanal 24 der Aufnahme 19 mündet, sodass der Einlass 21 des Unterdruckerzeugers 20 über den Axialkanal 24 und den Radialkanal 27 mit der Überdruckkammer 11 in Verbindung steht.

[0028] Der Hubkolben 4 weist weiterhin einen Radialvorsprung 28 auf, der sich im Wesentlichen über den gesamten Umfang des Hubkolbens 4 erstreckt und eine erste, den Druckluftanschluss 5 zugewandte Axialfläche 29 und eine zweite, dem Radialkanal 27 zugeordnete Axialfläche 30 bildet, wobei die Axialflächen 29 und 30 parallel zueinander ausgerichtet sind und unterschiedliche Größen aufweisen. Dazu weist der Teil 17 des Hubkolbens 4 auf der den Radialkanal 27 aufweisenden Seite einen größeren Durchmesser auf als auf der dem Druckluftanschluss 5 zugeordneten Seite. Dadurch ist die Axialfläche 30 kleiner als die Axialfläche 29 ausgebildet. Die durch den Druckluftanschluss 5 in die Überdruckkammer 11 führbare Druckluft gelangt sowohl in den Bereich der Überdruckkammer 11, der zwischen der Axialfläche 29 und dem Oberteil 10 gebildet wird, als auch in den Bereich, der von der Axialfläche 30 und dem Boden des topfförmigen Unterteils 9 begrenzt wird. Hierzu ist der Außendurchmesser des Radialvorsprungs 28 zweckmäßigerweise derart gewählt, dass ein Spiel zwischen dem Radialvorsprung 28 und der Innenseite des Gehäuses 3 beziehungsweise des Unterteils 9 besteht, durch welches die Druckluft sich in der gesamten Überdruckkammer 11 ausbreiten kann. Alternativ ist es auch denkbar, den Radialvorsprung 28 mit einer oder mehreren Axialaussparungen vorzusehen, durch welche die Druckluft an dem Radialvorsprung 28 vorbei gelangt.

[0029] Das das Springelement 7 tragende Ende des Hubkolbens 4 beziehungsweise des Teils 17 weist eine randoffene, topfartige Aussparung 31 auf, in welcher das Springelement 7 mit seinem hubkolbenseitigen Ende 32 axial verlagerbar gehalten ist. Der Bewegungsweg des Springelements 32 wird dabei bevorzugt durch zwei Sicherungsringe, beispielsweise O-Ringe 33 begrenzt. Das Springelement 7 ist hülsenartig ausgebildet und weist einen sich von dem hubkolbenseitigen Ende bis zu der Saugfläche 8 erstreckenden Saugkanal 34 auf. Der Aufbau von Springelementen ist prinzipiell bekannt, sodass hier nicht näher darauf eingegangen werden soll. Das Ende 32 sowie die Aussparung 31 bilden zusammen eine Unterdruckkammer 35, in welche der Verbindungskanal 26 mündet, sodass der Ringraum 25 Ober den Verbindungskanal 26 mit der Unterdruckkammer 35 und dem Springelement 7 in Verbindung steht.

[0030] Im Folgenden soll nunmehr die Funktion des vorteilhaften Hubsaugers 1 näher erläutert werden. Durch den Druckluftanschluss 5 wird dem Hubsauger 1 Druckluft, also Luft oder ein anderes Gas, das einen Überdruck aufweist, dem Hubsauger 1 zugeführt. Die Druckluft gelangt in die Überdruckkammer 11, wodurch der Druck in der Überdruckkammer 11 erhöht wird. Aufgrund des Flächenverhältnisses der Axialflächen 29 und 30 bewirkt der in der Überdruckkammer 11 erzeugte Druck, dass der Hubkolben 4 zunächst in Richtung des Springelements 7, wie durch einen Pfeil 36 angedeutet, verlagert wird. Dadurch wird das Springelement 7 zu einem zu verarbeitenden Bogen (hier nicht dargestellt) geführt, ohne dass das Gehäuse 3 beziehungsweise der gesamte Hubsauger 1 bewegt werden müsste. Gleichzeitig strömt die Druckluft durch den Radialkanal 27 und den Axialkanal 24 in den Einlass 21 des Unterdruckerzeugers 20 und durchströmt diesen axial. Dadurch wird über die Saugöffnungen 23 Luft aus dem Ringraum 25 angesaugt, sodass ein Unterdruck erzeugt wird, der sich bis in die Unterdruckkammer 35 über den Verbindungskanal 26 auswirkt. Sobald das Springelement 7 mit der Saugfläche 8 auf den zugreifenden Bogen trifft, wird dieser an die Saugfläche 8 angesaugt, wodurch der Saugkanal 34 verschlossen wird, wodurch sich der Unterdruck in der Unterdruckkammer 35 erhöht, was zur Folge hat, dass das Springelement 7 in die Unterdruckkammer 35 hineingezogen wird, wie durch einen Pfeil 37 angedeutet. Dadurch wird der Bogen automatisch angehoben, sobald der axial nach unten bewegte Hubkolben 4 mit dem Springelement 7 auf den Bogen trifft.

[0031] Vorzugsweise ist zwischen der Axialfläche 30 und dem Boden des Unterteils 9 eine erste Druckfeder vorgesehen, die entgegen der Richtung des Pfeils 36 wirkt beziehungsweise verspannbar ist, sodass die erste Druckfeder bei Unterbrechen der Druckluftzufuhr den Hubkolben 4 zurück in seine Ausgangsstellung verlagert. Alternativ oder zusätzlich kann eine zweite Druckfeder zwischen dem Springelement 7 und dem Boden der Aussparung 31 vorgesehen sein, welche das Springelement 7 entgegen der Saugrichtung nach außen in seine Ausgangsstellung drängt. Wird die Druckluftzufuhr unterbrochen oder verringert, werden der Hubkolben 4 und das Springelement 7 in ihre jeweilige Ausgangsposibon automatisch zurückverlagert. Besonders bevorzugt sind die erste und/oder die zweite Druckfeder derart ausgelegt, das wenn die Druckluftzufuhr verringert wird, zunächst die erste Druckfeder und erst mit weiter verringerter Druckluftzufuhr die zweite Druckfeder in ihre zumindest im Wesentlichen entspannte Ruhestellung gelangt. Besonders bevorzugt ist die erste Druckfeder derart ausgebildet, dass sie bei Unterschreiten eines ersten Grenzwertes der Druckluftzufuhr den Hubkolben 4 in seine Ausgangsstellung verlagert, und die zweite Druckfeder derart, dass sie bei Unterschreiten eines zweiten Grenzwertes, der unterhalb des ersten Grenzwertes liegt, das Springelement 7 in seine Ausgangsposition zurückverlagert.

[0032] Anhand der Figuren 3A bis 3D soll nunmehr der Verlauf eines Hubvorgangs mittels des Hubsaugers 1 erläutert werden, wobei die Figurren 3A bis 3D den Hubsauger 1 in unterschiedlichen Betriebsstellungen während des Hubvorgangs zeigen. Dabei ist der Hubsauger 1 jeweils in einer Längsschnittdarstellung gezeigt, für die jedoch ein anderer Schnitt durch den Hubsauger 1 gewählt wurde, sodass der Druckluftanschluss 5 sowie der Radalkanal 27 nicht erkennbar sind.

[0033] Figur 3A zeigt den Hubsauger 1 in seiner Ausgangsstellung, in welcher der Hubkolben 4 sich in einer zurückgezogenen Endstellung befindet. Diese wird insbesondere durch die oben beschriebene erste Druckfeder erreicht. Das Springelement 7 befindet sich in seiner ausgelagerten beziehungsweise ausgefahrenen Endstellung, die beispielsweise durch das Eigengewicht des Springelements 7 oder durch die optional vorgesehene zweite Druckfeder erreicht wird. Die Saugfläche 8 befindet sich somit auf einer neutralen Ausgangsebene.

[0034] Wird nun der Druckluftanschluss 5 mit Druckluft beaufschlagt, so erhöht sich der Druck in der Überdruckkammer 11, wobei aufgrund der Flächenverhältnisse der Axialflächen 29 und 30 der Hubkolben 4 in Richtung des Pfeils 36 nach unten in Richtung des Bogens verlagert wird, bis er die in Figur 3B gezeigte, ausgefahrene Endstellung erreicht. Zweckmäßigerweise ist der Aufbau der bogenverarbeitenden Maschine 2 derart gewählt, dass der Verfahrweg in Richtung des Pfeils 36 größer ist, als der Abstand zwischen der Saugfläche 8 und dem zu verarbeitenden Bogen im eingezogenem, in Figur 3A dargestellten Zustand, sodass, wenn sich der Hubkolben 4 in seiner ausgefahrenen Endstellung, wie in Figur 3B dargestellt, befindet, das Springelement 7 auf dem zu verarbeitenden Bogen aufliegt und gegebenenfalls ein Stück weit in die Aussparung 31 hineingeschoben ist. Sobald das Springelement 7 mit der Saugfläche 8 auf dem Bogen aufliegt, wird der durch das Springelement 7 führende Kanal verschlossen. Durch die durch den Unterdruckerzeuger 20 strömende Druckluft wird- wie oben beschrieben - ein Unterdruck in der Unterdruckkammer 35 erzeugt. Dieser Unterdruck sorgt dafür, dass der zu verarbeitende Bogen an der Saugfläche 8 gehalten wird. Sobald der Bogen den Saugkanal des Springelements 7 verschlossen hat, erhöht sich der Unterdruck in der Unterdruckkammer 35 derart, dass das Springelement 7 in Richtung des Pfeils 37 in die Aussparung 31 hineingezogen wird, bis es eine eingezogene Endstellung, wie in Figur 3C dargestellt, erreicht. Dabei wird der Bogen mit in Richtung des Springelements 7 gezogen und somit insbesondere von darunter befindlichen Bögen abgehoben beziehungsweise entfernt. Auf diese Art und Weise erfolgt eine besonders sichere Bogenvereinzelung.

[0035] Wird nunmehr der zugeführte Druckluftstrom derart verringert, dass der in der Überdruckkammer 11 herrschende Druck nicht mehr ausreicht, um die erste Druckfeder zu verspannen, verlagert die erste Druckfeder den Hubkolben 4 zurück in seine zurückgezogene Stellung, wie in Figur 3D dargestellt. Wird der Druckluftstrom nicht vollständig unterbrochen, so bleibt der Bogen weiterhin durch die Unterdruckwirkung an der Saugfläche 8 des Springelements 7 hängen. Sobald die Saugfläche 8 und damit der erfasste Bogen eine gewünsche Höhe beziehungsweise Ebene erreicht hat, und gegebenenfalls ein Transportsauger den vereinzelten Bogen erfasst hat, wird die Druckluftzufuhr vollständig unterbrochen, sodass der Bogen freigegeben wird und das Springelement 7 in seine ausgelagerte Endstellung, wie in Figur 3A gezeigt, zurückfällt oder durch die zweite Druckfeder gedrängt wird.

[0036] Gemäß einer bevorzugten, hier nicht dargestellten Ausführungsform, ist dem Druckluftanschluss 5 ein betätigbares Ventil zugeordnet, mittels dessen der Druckluftstrom einstellbar ist. Dadurch bildet der Hubsauger 1 eine besonders kompakte Baueinheit Besonders bevorzugt ist das Ventil in dem Druckluftanschluss 5 angeordnet. Alternativ ist es denkbar, das Ventil der die Druckluft bereitstellenden Einrichtung oder einem Verbindungskanal, der von der Einrichtung zu dem Hubsauger führt, zuzuordnen. Dadurch ist es prinzipiell auch möglich, mehrere Hubsauger der bogenverarbeitenden Maschine gleichzeitig mit einem gewünschten Druckluftstrom zu versorgen.

[0037] Gemäß einer vorteilhaften, hier nicht dargestellten Ausführungsform, ist der hülsenförmige Unterdruckerzeuger 20 als mehrstufige Venturidüse ausgebildet, wobei er in Durchströmungsrichtung gesehen sich vergrößernde Querschnitte beziehungsweise Durchmesser aufweist, denen jeweils zumindest eine Saugöffnung 23 und vorzugsweise auch jeweils eine Durchströmungsquerschnittsverjüngung zugeordnet ist, um die Saugwirkung zu erhöhen.

[0038] Vorzugsweise weist der Hubkolben 4 Mittel 38 auf, die ein Verlagern des Hubkolbens entgegen dem in der Druckkammer 11 erzeugten Druck ermöglichen. Vorliegend werden die Mittel 38 von einem weiteren Radialvorsprung 39 gebildet, der an dem Hubkolben 4 nahe zu dem Auslass 6 beziehungsweise an dem dem Springelement 7 gegenüberliegenden Ende des Hubkolbens 4 angeordnet ist. An dem weiteren Radialvorsprung 39 kann eine Aktorik angreifen, die den Hubkolben 4 in Richtung des Pfeils 37 bewegt, auch wenn der maximale Druckluftstrom durch den Druckluftanschluss 5 in die Überdruckkammer 11 strömt.

[0039] In einer bevorzugten Ausführungsform, ist die Aktorik als Bestandteil des Hubsaugers 1 ausgebildet. Dabei kann die Aktorik beispielsweise einen pneumatischen, elektrischen oder elektromagnetischen Aktor umfassen, der den Hubkolben 4 an dem weiteren Radialvorsprung 39 mit einer Kraft entgegen der in der Überdruckkammer 11 erzeugten Druckkraft beaufschlagt. Dadurch ist es möglich, den Unterdruck in der Unterdruckkammer 35 beizubehalten, während der Hubkolben 4 nach oben bewegt wird. Hierdurch lässt sich also die in Figur 3D gezeigte Betriebstellung der Hubsaugers 1 auch ohne Verringerung des Druckluftstroms und/oder entsprechend ausgelegte Druckfedern erreichen. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Atkorik zum Verlagern des Hubkolbens 4 entgegen dem in der Überdruckkammer 11 erzeugten Druck als Bestandteil der bogenverarbeitenden Maschine ausgebildet und dem Hubsauger 1 oder mehreren entsprechend ausgebildeten Hubsaugem 1 zugeordnet.

[0040] Insgesamt erlaubt der vorteilhafte Hubsauger 1 beziehungsweise die den Hubsauger 1 aufweisende Maschine 2 ein schnelles und sicheres Vereinzeln von Bögen, insbesondere von Papierbögen, wobei das axiale Verfahren allein durch den Hubkolben 4 und das Springelement 4 erfolgt, ohne dass der gesamte Hubsauger 1 axial verlagert werden müsste, um einen erfassten Bogen anzuheben beziehungsweise um die Saugfläche 8 dem Bogen zuzuführen.

Ansprüche

1. Hubsauger (1) für eine bogenverabeitende Maschine (2), mit einem Gehäuse (3), das einen Druckluftanschluss für eine Druckluft bereitstellende Einrichtung aufweist, und mit einem hülsenförmigen Unterdruckerzeuger (20), der einen axialen Einlass (21), einen axialen Auslass (22) sowie mindestens eine radiale Saugöffnung (23) aufweist, wobei der Druckluftanschluss (5) mit dem Einlass (21) wirkverbunden ist, so dass dem Druckluftanschluss (5) zugeführte Druckluft den Unterdruckerzeuger (20) axial durchströmt, wobei die radiale Saugöffnung (23) mit einem eine Saugfläche (8) für einen zu verarbeitenden Bogen bildenden Springelement (7) wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftanschluss (5) auch mit einer Überdruckkammer (11) wirkverbunden ist, die von dem Gehäuse (3) und einem axial verschiebbar gelagerten Hubkolben (4) derart gebildet wird, dass der das Springelement (7) tragende Hubkolben (4) durch die Beaufschlagung der Überdruckkammer (11) mit Druckluft relativ zu dem Gehäuse (3) axial verlagerbar ist.

2. Hubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überdruckkammer (11) dem Einlass (21) des Unterdruckerzeugers (20) vorgeschaltet ist.

3. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruckerzeuger (20) in den Hubkolben (4) integriert angeordnet ist.

4. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolben (4) eine axiale Aufnahme (19) aufweist, die über einen Radialkanal (27) mit der Überdruckkammer (11) verbunden ist, wobei in der Aufnahme (19) der Unterdruckerzeuger (20) insbesondere koaxial liegt.

5. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Aufnahme (19) und dem Unterdruckerzeuger (20) abschnittsweise ein Ringraum (25) gebildet ist, der über mindestens einen Verbindungskanal (26) mit dem Springelement (7) wirkverbunden ist.

6. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (26) in eine Unterdruckkammer (35) mündet, die von einem Ende des Hubkolbens (4) und dem darin axial verlagerbar angeordneten Springelement (7) gebildet ist.

7. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolben (4) einen sich zumindest im Wesentlichen über seinen Umfang erstreckenden und der Überdruckkammer (11) zugeordneten Radialvorsprung (28) aufweist.

8. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialvorsprung (28) und/oder die Überdruckkammer (11) derart ausgebildet sind, dass die Druckluft an dem Radialvorsprung (28) vorbei gelangt.

9. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialvorsprung (28) auf der dem Springelement (7) abgewandten Seite eine größere Axialfläche (29) aufweist als auf der dem Springelement (7) zugewandten Seite.

10. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Radialvorsprung (28) und dem Gehäuse (3), insbesondere auf der dem Radialkolben (28) zugeordneten Seite eine erste Druckfeder axialwirkend angeordnet ist.

11. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Springelement (7) und dem Hubkolben (4) eine zweite Druckfeder axialwirkend angeordnet ist.

12. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubsauger (1) Mittel (38) zum Verlagern des Hubkolbens (4) entgegen dem in der Übdruckkammer (11) erzeugten Druck aufweist.

13. Hubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Druckluftanschluss (5) ein betätigbares Ventil zum Einstellen eines Druckluftstroms zugeordnet ist.

14. Bogenverarbeitende Maschine (2), insbesondere zum Vereinzeln von Papierbögen, mit wenigstens einer Druckluft bereitstellenden Einrichtung sowie mit mindestens einem Hubsauger (1), der einen mit der Druckluft bereitstellenden Einrichtung verbundenen Druckluftanschluss (5) aufweist, sowie einen von der Druckluft axial durchströmbaren Unterdruckerzeuger (20), der wenigstens eine radiale Saugöffnung (23) umfasst, die einer Saugfläche (8) eines Springelements (7) des Hubsaugers (1) zugeordnet ist, gekennzeichnet durch die Ausbildung des Hubsaugers (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.

15. Bogenverarbeitende Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckluftanschluss (5) und der Druckluft bereitstellenden Einrichtung ein betätigbares Ventil zwischengeschaltet ist.

Zeichnung