[0001] Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Bogenverarbeitung. Sie betrifft eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausbrechen von wenigstens einem durch eine Ausbrechlinie
begrenzten Nutzen aus einem Bogen während der Bogen gefördert wird. Die Vorrichtung
enthält eine Ausbrecheinrichtung zum Ausbrechen wenigstens eines Nutzens aus einem
Bogen in einer Ausbrechzone. Ferner enthält die Vorrichtung eine Zufördereinrichtung
zum Zufördern des Bogens in einer Zuförderrichtung zur Ausbrecheinrichtung. Die Ausbrecheinrichtung
lenkt den Bogen unter Ausbildung der Ausbrechzone aus der Zuförderrichtung aus.
[0002] Die Ausbrechzone entspricht also jenem Bereich, in welchem der Bogen unter Ausbrechen
der Nutzen aus der Zuförderrichtung ausgelenkt wird. Das Ausbrechen von Nutzen aus
einem Bogen wird in Fachkreisen auch Nutzentrennung bezeichnet.
[0003] Es sind im Stand der Technik Vorrichtungen bekannt, gemäss welchen durch Umlenken,
das heisst Biegen des Bogens während seiner Förderung die Nutzen aus dem Bogen heraus
gebrochen und getrennt vom Bogenabfall weggefördert werden.
[0004] Das Grundprinzip, gemäss welchen diese Vorrichtungen aufgebaut sind, besteht darin,
durch mechanische Mittel eine Auslenkung bzw. Biegung des Bogens zu erwirken. Die
mechanischen Mittel wirken dabei ausschliesslich auf Bogenbereiche ausserhalb der
Nutzen ein, welche den späteren Bogenabfall ausbilden.
[0005] So werden diese mechanischen Mittel in der Publikationsschrift
UK 1 377 443 durch Finger ausbildet, welche auf die seitlich und zwischen den Nutzen in Förderrichtung
durchgehend verlaufenden Bogenstege einwirken. Die Bogenstege bilden Teile eines Bogengitters
aus, welches nach der Nutzentrennung als Abfall anfällt. Die Finger lenken nun den
Bogen aufgrund ihrer besonderen Ausgestaltung aus seiner Zuförderrichtung heraus.
Dabei werden die Nutzen aus dem ausgelenkten Bogen herausgebrochen.
[0006] Gemäss der Publikationsschrift
US 5,197,938 werden die mechanischen Mittel durch umlaufende, schmale Entgitterungs-Riemen ausbildet,
welche auf die seitlich und zwischen den Nutzen in Förderrichtung durchgehend verlaufenden
Bogenstege eines die Nutzen umgebenden Bogengitters einwirken. Die Entgitterungs-Riemen
lenken durch die Riemenführung den Bogen aus seiner Zuförderrichtung heraus. Dabei
werden die Nutzen aus dem ausgelenkten Bogen herausgebrochen.
[0007] Anstelle von Fingern oder umlaufende Entgitterungs-Riemen sind auch absenkbare Ausbrechrollen
bekannt, welche beim Eintreffen eines Bogens auf diesen abgesenkt werden. Die Ausbrechrollen
bilden in der abgesenkten Stellung mit Gegenwalzen, auf welchen der Bogen aufliegt,
einen Klemmspalt aus, welcher unterhalb der Förderebene des Bogens angeordnet ist.
Die Ausbrechrollen führen den Bogen in den Klemmspalt ein und lenken diesen auf diese
Weise aus der Zuförderrichtung nach unten aus. Die Ausbrechrollen wirken dabei ausschliesslich
auf die seitlich und zwischen den Nutzen in Förderrichtung durchgehend verlaufenden
Bogenstege des Bogengitters ein.
[0008] Die oben genannten Vorrichtungen weisen jedoch den Nachteil auf, dass der Bogen wenigstens
einen in Förderrichtung durchgehenden Bereich, insbesondere Steg, ausserhalb der Nutzen
aufweisen muss, auf welchem die genannten mechanischen Mittel zwecks Auslenkung des
Bogens aus seiner Zuförderrichtung permanent einwirken können.
[0009] Bei der Herstellung von Stanzprodukten soll die Abfallproduktion aus Kostengründen
und auch aus ökologischen Gründen möglichst tief gehalten werden. Dies heisst, der
Bogen soll optimal ausgenutzt und der Bogenabfall durch eine geschickte Anordnung
der Nutzen möglichst gering gehalten werden. So können die Nutzen auf dem Bogen beispielsweise
in einer verzahnenden Anordnung platziert sind. Dies kann insbesondere bei asymmetrisch
ausgestalteten Nutzen der Fall sein. Dadurch werden in Förderrichtung keine durchgehende
Bogenbereiche bzw. Stege mehr ausgebildet. Die Bogenbereiche werden in Förderrichtung
vielmehr durch Nutzenabschnitte durchbrochen.
[0010] Folglich sind die oben erwähnten Vorrichtungen nicht mehr geeignet, um Nutzen aus
solchen Bogen auszubrechen.
[0011] Die Publikationsschrift
WO 2014/177713 A2 schlägt nun zur Behebung dieses Nachteils vor, die weiter oben beschriebenen Ausbrechrollen
während der Förderung des Bogens und Ausbrechen der Nutzen getaktet auf und ab zu
bewegen, derart dass die Ausbrechrollen beim Passieren eines Bogengitterabschnittes
in die Ablenkposition auf den Bogen abgesenkt und beim Passieren eines Nutzens wieder
angehoben werden. Auf diese Weise lassen sich Nutzen aus Bogen ausbrechen, welche
in Förderrichtung keine durchgehenden Stege aufweisen.
[0012] Die Vorrichtung und das dazugehörige Verfahren weisen allerdings den Nachteil auf,
dass die getaktete Steuerung der Ausbrechrollen recht aufwändig ist und bei einer
neuen Bogenserie mit anders gestalteten Nutzen jeweils angepasst werden muss. Ferner
ist durch die getaktete, diskontinuierliche "Auf" und "Ab" Bewegung der Ausbrechrollen
die Verarbeitungsgeschwindigkeit begrenzt. Im Weiteren ist bei schnellen Hubbewegungen
auch der Wartungsaufwand und Verschleiss erhöht.
[0013] Die Publikationsschrift
DE 601 19 288 T2 beschreibt nun eine "Auf" und "Ab" bewegbare Entnahmerolle, welche im Anschluss an
eine Walzenpaarung angeordnet ist. Die Walzenpaarung umfasst eine Ober- und Unterwalze,
die einen Förderspalt ausbilden, durch welchen der Bogen in Zuförderrichtung in die
Ausbrechzone gefördert wird.
[0014] Die Entnahmerolle wird so gesteuert, dass diese beim Austritt der vorderen Bogenkante
aus dem Förderspalt der Walzenpaarung nach unten bewegt wird. Dabei trifft die Entnahmerolle
auf die vordere Bogenkante, welche Teil des Bogengitters ist, und lenkt diese nach
unten aus. Die Entnahmerolle trifft in der unteren Endposition auf die Unterwalze
der Walzenpaarung und bildet mit dieser einen weiteren, unterhalb der Förderebene
angeordneten Förderspalt auf, in welcher die nach unten ausgelenkte, vordere Bogenkante
geklemmt wird. Die Nutzen werden nun aus dem ausgelenkten Bogen ausgebrochen und oberhalb
der Entnahmerolle hindurch geführt. Nach Abschluss des Ausbrechvorganges wird die
Entnahmerolle wieder in ihre obere Endposition angehoben.
[0015] Die Vorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass eine vergleichweise aufwendige
Mechanik zum Absenken und Anheben der Entnahmerolle bereit gestellt und betrieben
werden muss. Da ferner der Hubgeschwindigkeit der Entnahmerolle Grenzen gesetzt sind,
ist auch hier die Verarbeitungsgeschwindigkeit begrenzt.
[0016] Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs
genannten Art vorzuschlagen, welche die oben genannten Nachteile behebt.
[0017] Die Vorrichtung soll insbesondere, einfacher in der Konstruktion sowie im Betrieb
sein. Ferner soll die Vorrichtung hohe Verarbeitungsgeschwindigkeiten erlauben. Dabei
sollen insbesondere diskontinuierliche Bewegungen von Teilen der Ausbrecheinrichtung,
wie z. B. Hubbewegungen, vermieden werden.
[0018] Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 16 gelöst.
[0019] Besondere Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den
abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei sind Merkmale der
Verfahrensansprüche sinngemäss mit Merkmalen der Vorrichtungsansprüche kombinierbar
und umgekehrt.
[0020] Die Erfindung zeichnet sich also dadurch aus, dass die Ausbrecheinrichtung wenigstens
ein an einem Transportorgan angeordnetes Halteorgan enthält, welches in der Ausbrechzone
mittels des Transportorgans entlang einer Bogenbahn bewegbar ist, wobei die Ausbrecheinrichtung
in der Lage ist, mittels des wenigstens einen Halteorgans eine Bogenkante eines zugeförderten
Bogens zu erfassen und den Bogen durch Bewegen des wenigstens einen Halteorgans entlang
der Bogenbahn aus seiner Zuförderrichtung auszulenken, wodurch der wenigstens eine
Nutzen aus dem Bogen ausgebrochen wird.
[0021] Gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Transportorgan ein um eine
Drehachse drehbarer Drehkörper, an welchem das wenigstens eine Halteorgan angeordnet
ist. Die Ausbrecheinrichtung ist in der Lage, die Kante des Bogens mittels des wenigstens
einen Halteorgans zu erfassen und den Bogen durch Drehen des Drehkörpers um die Drehachse
aus seiner Zuförderrichtung auszulenken, wodurch der wenigstens eine Nutzen aus dem
Bogen ausgebrochen wird.
[0022] Das wenigstens eine Halteorgan ist also am Transportorgan angeordnet bzw. angebracht.
Das Halteorgan wird entsprechend mit dem Transportorgan mitbewegt - bei einem Drehkörper
im Speziellen mitgedreht.
[0023] Gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das Transportorgan ein um
wenigstens einen Umlenkkörper geführter flexibler, endloser Umschlingungskörper. Wie
weiter unten noch näher beschrieben, kann der Umschlingungskörper z.B. eine Kette,
ein Seil oder ein Riemen sein.
[0024] Der Bogen besteht aus oder enthält insbesondere Papier oder Karton. Der Bogen kann
insbesondere auch ein Laminat, enthaltend eine Schicht aus Papier oder Karton sein.
Der Bogen kann beispielsweise ein Flächengewicht von 200-300 g/m
2 aufweisen.
[0025] Der Bogen kann allerdings auch aus einem Metallblech bzw. einer Metallfolie sein
oder diese enthalten. Ferner kann der Bogen auch aus Kunststoff sein oder diesen enthalten.
[0026] Der Bogen setzt sich vor dem Ausbrechen des wenigstens einen Nutzens aus dem wenigstens
einen Nutzen sowie dem Bogenabfall zusammen, welcher den wenigstens einen Nutzen wenigstens
teilweise umgibt.
[0027] Der Bogen enthält insbesondere eine Mehrzahl von Nutzen. Diese sind in der Regel
derart optimiert auf dem Bogen angeordnet, dass der Bogenabfall möglichst minimal
ausfällt.
[0028] Nach dem Ausbrechen der Nutzen bleibt häufig ein gitterartiger Bogenrest übrig, welcher
dem Bogenabfall entspricht. Dieser Bogenabfall wird aufgrund der gitterartigen Struktur
in Fachkreisen auch Bogengitter genannt.
[0029] Die Nutzen können beispielsweise ein Zwischenprodukt zur Herstellung von Faltschachteln
sein.
[0030] Das Halteorgan befindet sich zum Erfassen und Halten der Kante des Bogens in einer
weiter unten noch erläuterten Bogenaufnahmeposition. In diesem Kontext ist unter dem
Begriff "Kante" bzw. "Bogenkante" ein Bogenabschnitt zu verstehen, welcher an die
geometrische Kante des Bogens angrenzt. Die geometrische Kante des Bogens entspricht
dabei einem linienförmigen Abschluss des Bogens.
[0031] Die Ausbrecheinrichtung ist insbesondere dazu ausgelegt, in Förderrichtung betrachtet
die vordere Bogenkante, d.h. die in Förderrichtung vorlaufende Kante des Bogens, zu
erfassen. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, dass die Ausbrecheinrichtung dazu
ausgelegt ist, eine oder beide Seitenkanten im Bereich der vorderen Bogenkante zu
erfassen.
[0032] Die Kanten des Bogens, insbesondere die vordere Bogenkante, sind in der Regel nicht
Teil des oder der Nutzen sondern gehören zum späteren Bogenabfall. Deshalb lassen
sich die Bogen grundsätzlich immer an einer Bogenkante, insbesondere an der vorderen
Bogenkante halten, ohne mit dem Halteorgan auf einen Nutzen einzuwirken.
[0033] Mit Bezugnahme auf die erste Ausführungsform bedeutet ein um eine Drehachse drehbarer
Drehkörper, dass der Drehkörper wenigsten um einen Winkel von grösser 0° (Winkelgrade)
insbesondere um einen Winkel von grösser 20° drehbar ist.
[0034] Ist der Drehkörper um einen Winkel von grösser 0° jedoch von kleiner 360° um die
Drehachse drehbar, so wird auch von einem Schwenken gesprochen. Das heisst, der Drehkörper
wird mit dem wenigstens einen Halteorgan in einer Schwenkbewegung um die Drehachse
vor- und zurückbewegt, so dass das Halteorgan wieder in seine Bogenaufnahmeposition
zurückgeführt werden kann.
[0035] Gemäss einer besonderen Ausführungsvariante ist der Drehkörper als Rotationskörper
ausgebildet. Der Drehkörper kann also vollständige Drehungen von 360° um die Drehachse
ausführen. Das wenigstens eine Halteorgan bildet folglich durch eine gleichsinnige
Drehung des Drehkörpers um die Drehachse eine geschlossene Bewegungsbahn aus. Das
wenigstens eine Halteorgan wird so nach einer vollen Umdrehung wieder in die Bogenaufnahmeposition
zurückgeführt.
[0036] Das Transportorgan ist relativ zur Zufördereinrichtung insbesondere derart angeordnet,
dass das wenigstens eine Halteorgan in einer definierten Drehposition bzw. Bewegungsposition
des Transportorgans eine Bogenaufnahmeposition einnimmt. Das Halteorgan ist in der
Bogenaufnahmeposition in der Lage, eine Bogenkante eines aus der Zufördereinrichtung
zugeförderten Bogens zu erfassen.
[0037] Das Halteorgan bildet einen Haltebereich aus, in welchem die Bogenkante erfasst und
gehalten werden kann. Der Haltebereich des Halteorgans liegt nun in der Bogenaufnahmeposition
mit dem durch die Zufördereinrichtung zugeförderten Bogen insbesondere in einer gemeinsamen
Ebene.
[0038] Der Haltebereich des Halteorgans liegt in der Bogenaufnahmeposition insbesondere
mit einer Auflagefläche der Zufördereinrichtung in einer gemeinsamen Ebene.
[0039] Auf diese Weise wird die zu haltende Bogenkante des zugeförderten Bogens insbesondere
umlenkungsfrei in den Haltebereich hinein bewegt.
[0040] Das wenigstens eine Halteorgan kann als separates Organ ausgebildet sein, welches
am Transportorgan angebracht ist. Das wenigstens eine Halteorgan kann auch durch das
Transportorgan selbst oder durch Teile des Transportorgans ausgebildet bzw. mitausgebildet
werden.
[0041] Das wenigstens eine Halteorgan ist insbesondere als Greifer ausgebildet. Der Greifer
enthält insbesondere wenigstens einen Greiferschenkel.
[0042] Unter Greifer sind insbesondere jegliche Formen von Halteorganen zu verstehen, mittels
welchen die Bogenkante klemmend gehalten werden kann. Entsprechend sind unter einem
Greiferschenkel insbesondere jegliche Formen von Klemmelementen zu verstehen, welche
sich im Zusammenspiel mit einem Gegenelement von einer Halteposition, d.h. Klemmposition,
in eine Freigabeposition, d.h. Offenposition, und umgekehrt bewegen lassen.
[0043] Der Greifer kann z. B. auch eine Klammer sein. Im Zusammenhang mit einem Greifersystem
wird auch der Begriff Zange verwendet.
[0044] Der wenigstens eine Greiferschenkel ist insbesondere um eine Schwenkachse schwenkbar
gelagert. Der Greiferschenkel kann als Finger oder als eine, sich insbesondere parallel
zur Drehachse des Drehkörpers erstreckende, Leiste ausgebildet sein.
[0045] Der wenigstens eine Greiferschenkel kann mit einem relativ zum Greiferschenkel stationären
Element des Transportorgans, insbesondere eines Drehkörpers, wie Ausbrechzylinders,
zusammenwirken und mit diesem einen Haltebereich, d.h. Klemmbereich, zum Erfassen
und Halten einer Bogenkante ausbilden.
[0046] Der Greifer kann jedoch auch einen zweiten, ebenfalls um eine Schwenkachse schwenkbaren
Greiferschenkel ausbilden, wobei die beiden Greiferschenkel einen Haltebereich, d.h.
Klemmbereich, zum Erfassen und Halten einer Bogenkante ausbilden.
[0047] Das wenigstens eine Halteorgan kann jedoch auch anderweitig ausgebildet sein, sofern
dieses eine genügende Haltekraft zum Halten einer Bogenkante aufbringen kann. So ist
es z. B. denkbar, dass die Kante des Bogens mittels wenigstens eines Unterdruck- bzw.
Vakuumorgans am Transportorgan, welches einen Saugzug ausbildet, angesaugt, insbesondere
an einen Drehkörper, wie Ausbrechzylinder, angesaugt und so gehalten wird.
[0048] Die Ausbrecheinrichtung kann mehrere Halteorgane zum Halten eines Bogens aufweisen.
So kann der Drehkörper an seinem Aussenumfang quer zur Drehrichtung, d.h. insbesondere
parallel zur Drehachse, mehrere nebeneinander angeordnete Halteorgane enthalten.
[0049] In gleicher Weise kann das Transportorgan mehrere nebeneinander angeordnete Halteorgane
enthalten. Es können auch zwei, oder mehrere Transportorgane mit jeweils wenigstens
einem Halteorgan nebeneinander angeordnet sein. Die Halteorgane der mehreren Transportorgane
können insbesondere taktsynchron zueinander bewegt werden.
[0050] Die Ausbrecheinrichtung kann mehrere Halteorgane zum Halten mehrerer hintereinander
folgenden Bogen enthalten. So kann der Drehkörper in Drehrichtung entlang seines Aussenumfanges
mehrere hintereinander angeordnete Halteorgane enthalten.
[0051] In gleicher Weise kann das Transportorgan in Bewegungsrichtung mehrere hintereinander
angeordnete Halteorgane enthalten.
[0052] Die Halteorgane können in der oben beschriebenen Art ausgebildet sein.
[0053] Gemäss einer besonderen Ausführungsvariante der Erfindung bildet die Zufördereinrichtung
eine Auflagefläche aus, auf welcher der Bogen in Zuförderrichtung der Ausbrecheinrichtung
zugefördert wird. Die Auflagefläche ist insbesondere eben ausgebildet. Die Auflagefläche
kann z. B. horizontal sein.
[0054] Die ebene Auflagefläche kann durch das Förderband eines Bandförderers ausgebildet
werden, welcher Teil der Zufördereinrichtung ist.
[0055] Gemäss einer besonderen Ausführungsvariante der ersten Ausführungsform ist der Drehkörper
ein Ausbrechzylinder. Der Ausbrechzylinder wird auch Ausbrechtrommel genannt.
[0056] Das wenigstens eine Halteorgan ist dabei am Aussenumfang des Ausbrechzylinders angeordnet.
[0057] Gemäss einer Weiterbildung dieser Ausführungsvariante enthält die Ausbrecheinrichtung
eine Andrückwalze, auch Andrückrolle genannt. Die Andrückwalze bildet mit dem Ausbrechzylinder
in der Bogenauslenkung ausserhalb der Ausbrechzone einen Förderspalt zum Weiterfördern
des ausgelenkten Bogens aus. Der Förderspalt wird auch Klemmspalt bezeichnet, da der
Bogen durch den Klemmspalt klemmend geführt bzw. gefördert wird.
[0058] In der Bogenauslenkung bedeutet insbesondere, dass der Förderspalt ausserhalb der
Ebene liegt, in welcher die Bogenauflagefläche der Zufördereinrichtung liegt. Je nach
Auslenkung des Bogens kann der Förderspalt oberhalb oder unterhalb dieser Bogenauflagefläche
angeordnet sein.
[0059] Die Andrückwalze ist insbesondere federnd gelagert. Die Andrückwalze dient insbesondere
dem Wegfördern des Bogens bzw. Bogenabfalls aus der Ausbrechzone.
[0060] Die Andrückwalze sorgt nämlich dafür, dass der Bogen bzw. der Bogenabfall während
dem und im Anschluss an den Ausbrechprozess auch nach Freigabe der Bogenkante durch
das wenigstens eine Halteorgan über den Förderspalt weitergefördert wird.
[0061] Die Ausbrecheinrichtung ist gemäss dieser Ausführungsform so ausgelegt, dass das
wenigstens eine Halteorgan die Bogenkante freigibt, sobald diese den Förderspalt passiert
hat oder im Anschluss daran. Das wenigstens eine Halteorgan kann so wieder zurück
in die Bogenaufnahmeposition bewegt werden, während der Bogenabfall unabhängig vom
Halteorgan weitergefördert wird.
[0062] Der Umschlingungskörper gemäss der zweiten Ausführungsform ist insbesondere umlaufend,
das heisst entlang einer geschlossenen Bewegungsbahn, um den wenigstens einen Umlenkkörper
geführt.
[0063] Das wenigstens eine Halteorgan bildet durch das umlaufende Transportorgan eine geschlossene
Bewegungsbahn aus. Das wenigstens eine Halteorgan wird so nach einem vollständigen
Umlauf wieder in die Bogenaufnahmeposition zurückgeführt.
[0064] Gemäss einer Weiterbildung dieser Ausführungsform ist der Umschlingungskörper um
wenigstens zwei entlang der Zuführrichtung der Bogen voneinander beabstandete Umlenkkörper
geführt.
[0065] Einer der beiden bzw. der wenigstens eine Umlenkkörper bildet im Bereich der Ausbrechzone
eine Bogenbahn für den Umschlingungskörper und entsprechend die Bogenbahn des Halterungsorgans
aus.
[0066] Der Umlenkkörper kann ein Rotationskörper sein, welcher um eine Rotationsachse drehbar
gelagert ist und vom Umschlingungskörper wenigstens teilumfänglich umschlingt wird.
[0067] Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung bildet die Zufördereinrichtung in Förderrichtung
betrachtet vor der Ausbrechzone, und falls gegeben insbesondere vor dem Drehkörper,
einen durch eine Walzenpaarung erzeugten Förderspalt aus, durch welchen der Bogen
die Zufördereinrichtung in Zuförderrichtung verlässt und dem wenigstens einen Halteorgan
zugefördert wird.
[0068] Der Förderspalt liegt mit einer Auflagefläche der Zufördereinrichtung insbesondere
in einer gemeinsamen Ebene.
[0069] Die Vorrichtung enthält insbesondere eine Steuerungseinrichtung. Die Bogen werden
der Ausbrecheinrichtung über die Steuerungseinrichtung insbesondere getaktet zugefördert.
[0070] Entsprechend wird die Bewegung des wenigstens einen Halteorgans zwischen einer Halte-
und Freigabestellung durch die Steuerungseinrichtung insbesondere taktsynchron zur
Bogenförderung gesteuert.
[0071] Ferner wird die Bewegung des wenigstens einen Halteorgans entlang seiner Bewegungsbahn,
insbesondere um die Drehachse des Drehkörpers, durch die Steuerungseinrichtung insbesondere
taktsynchron zur Bogenförderung gesteuert.
[0072] Die Vorrichtung kann einen Bogendetektor enthalten, welcher den zugeförderten Bogen
detektiert. Der Bogendetektor liefert so die notwenigen Informationen an die Steuerungseinrichtung
für eine taktsynchrone Steuerung der Bewegung des Halteorgans.
[0073] Die Vorrichtung enthält insbesondere auch eine Übernahmeeinrichtung zum Übernehmen
des wenigstens einen aus dem Bogen ausgebrochenen Nutzens.
[0074] Die Übernahmeeinrichtung ist insbesondere eine Wegfördereinrichtung zum Wegfördern
des wenigstens einen ausgebrochenen Nutzens. Die Wegfördereinrichtung kann in Förderrichtung
betrachtet nach der Ausbrecheinrichtung bzw. dem Transportorgan, d.h. nach der Ausbrechzone,
einen durch eine Walzenpaarung ausgebildeten Förderspalt aufweisen, über welchen der
wenigstens eine ausgebrochene Nutzen aus der Ausbrechzone weggefördert wird.
[0075] Die Ausbrechlinien der Nutzen sind insbesondere Stanzlinien. Beim Bogen handelt es
sich entsprechend um einen gestanzten Bogen.
[0076] So kann die Vorrichtung in Förderrichtung betrachtet vor der Zufördereinrichtung
eine Stanzeinrichtung zum Stanzen der Bogen enthalten.
[0077] In der Stanzeinrichtung werden also die Nutzen in den Bogen gestanzt. Die Stanzeinrichtung
kann insbesondere eine Rotationsstanzmaschine sein. Die Stanzeinrichtung kann auch
eine Flachbettstanzmaschine bzw. Hubstanzmaschine sein.
[0078] Die Ausbrechlinien der Nutzen können auch Prägelinien sein. Beim Bogen handelt es
sich entsprechend um einen geprägten Bogen.
[0079] So kann die Vorrichtung in Förderrichtung betrachtet vor der Zufördereinrichtung
eine Prägeeinrichtung zum Prägen des Bogens enthalten.
[0080] Das dazugehörige Verfahren zum Ausbrechen von wenigstens einem durch eine Ausbrechlinie
begrenzten Nutzen aus einem Bogen mit einer oben beschriebenen, erfindungsgemässen
Vorrichtung zeichnet sich durch folgende Schritte aus:
- Fördern eine Bogens mit wenigstens einem, durch eine Ausbrechlinie begrenzten Nutzen
in einer Zuförderrichtung zu einer Ausbrecheinrichtung;
- Erfassen einer Kante des Bogens durch das wenigstens eine Halteorgan in der Bogenaufnahmeposition;
- Auslenken des Bogens durch Bewegen des Halteorgan entlang einer Bogenbahn aus der
Zuförderrichtung und dadurch
- Ausbrechen des wenigstens einen Nutzens aus dem, aus der Zuförderrichtung ausgelenkten
Bogen in der Ausbrechzone.
[0081] Die Auslenkung des Bogens erfolgt insbesondere durch das sich mit dem Drehkörper
um die Drehachse mitdrehende Halteorgan.
[0082] Durch das Auslenken des Bogens aus der Zuförderrichtung wird dieser in der Ausbrechzone
insbesondere aus einer Flach- bzw. Planlage gebogen.
[0083] Ist der Drehkörper ein Ausbrechzylinder, so liegt der Bogen während des Ausbrechprozesses
mit einem Bogenabschnitt insbesondere dem Aussenumfang des Ausbrechzylinders an. Der
Bogenabschnitt weist in der Ausbrechzone entsprechend eine Biegung auf, deren Radius
dem Radius des Ausbrechzylinders entspricht.
[0084] Der wenigstens eine Nutzen wird wie oben bereits erörtert, durch das wenigstens eine
Halteorgan nicht gehalten. Da der wenigstens eine Nutzen über die Ausbrechlinie mit
dem Bogen verbunden ist, werden die auf den Bogen wirkenden Biegekräfte auch auf den
wenigstens einen Nutzen übertragen. Die Eigenspannung des Bogenmaterials wirkt jedoch
dieser Biegekraft entgegen. Ist nun die Ausbrechlinie schwach genug, wofür in der
Regel gesorgt ist, so bricht der Nutzen entlang der Ausbrechlinie aufgrund der Bogeneigenspannung
aus dem Bogen heraus. Die Eigenspannung des Bogenmaterials führt den ausgebrochenen
Nutzen zurück in seine Planlage bzw. hält ihn in der Planlage, während der Bogenabfall
aus seiner Planlage ausgelenkt wird.
[0085] Die Eigenspannung des Bogenmaterials, auch Steifigkeit genannt, ist umso grösser
je dicker der Bogen ist. So ist die Eigenspannung bei dickem Papier und Karton besonders
hoch und entsprechend effektiv.
[0086] Der wenigstens eine aus dem Bogen ausgebrochene Nutzen wird insbesondere durch eine
Übernahmeeinrichtung der oben beschriebenen Art übernommen und aus der Ausbrechzone
weggeführt bzw. weggefördert.
[0087] Der Bogenabfall wird insbesondere unter anderem durch das Transportorgan aus der
Ausbrechzone weggefördert.
[0088] In einer bereits weiter oben beschriebenen Weiterbildung der Erfindung ist der Drehkörper
ein Ausbrechzylinder. Dieser wirkt mit einer ebenfalls bereits weiter oben beschriebenen
Andrückwalze zusammen.
[0089] Die Förderung bzw. Wegförderung des Bogens bzw. Bogenabfalls geschieht nun in einer
ersten Förderphase über das Halten der Bogenkante durch das wenigstens eine Halteorgan
an dem sich drehenden Drehkörper.
[0090] Der ausgelenkte Bogen bzw. Bogenabfall wird nun im Anschluss an die Ausbrechzone
in den Förderspalt zwischen Ausbrechzylinder und Andrückwalze eingezogen und in einer
zweiten Förderphase mittels der Paarung Ausbrechzylinder und Andrückwalze weitergefördert.
Sobald oder nachdem die zweite Förderphase eingeleitet ist, d. h. der Bogen bzw. Bogenabfall
vom Förderspalt erfasst wird, gibt das wenigstens eine Halteorgan die Bogenkante wieder
frei.
[0091] Das Halteorgan wird nun im Anschluss an die Freigabe der Bogenkante durch den sich
weiterdrehenden Ausbrechzylinder entlang seiner geschlossenen Umlaufbahn wieder in
die Bogenaufnahmeposition zurückgeführt. Der Bogenabfall wird dahingegen im Anschluss
an den Förderspalt durch den sich weiterdrehenden Ausbrechzylinder vom Ausbrechzylinder
weggefördert. So kann der Bogenabfall im Anschluss an den Förderspalt insbesondere
im Wesentlichen tangential vom Ausbrechzylinder weggefördert werden. Der Antrieb zur
Förderung des Stanzbogens erfolgt dabei durch den Förderspalt.
[0092] Die Wegförderung des Bogenabfalls erfolgt insbesondere in eine von der Wegführrichtung
bzw. Wegförderrichtung des Nutzens unterschiedliche Richtung.
[0093] Die Wegförderung des Bogenabfalls erfolgt insbesondere in eine von der Zuförderrichtung
unterschiedliche Richtung.
[0094] Der Ausbrechzylinder mit integriertem Greifersystem erlaubt eine kompakte und einfache
Bauweise der Ausbrecheinrichtung. Diese enthält keine mechanischen Ausbrech-Bauteile
mehr, welche Hubbewegungen durchführen. Dies erlaubt den Betrieb der Vorrichtung mit
höheren Geschwindigkeiten.
[0095] So kann beispielsweise das Halteorgan bereits wieder in Richtung Bogenübernahmeposition
zurückbewegt werden während der Bogen immer noch mit einem Endabschnitt durch die
Ausbrechzone bewegt wird.
[0096] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels, welches
in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen jeweils
schematisch:
- Figur 1a:
- eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung vor der Zuförderung
eines Bogens in die Ausbrecheinrichtung;
- Figur 1b:
- die erfindungsgemässe Vorrichtung nach Figur 1a zum Zeitpunkt der Zuförderung des
Bogens zum Greifer;
- Figur 1c:
- die erfindungsgemässe Vorrichtung nach Figur 1a und 1b zum Zeitpunkt der Klemmung
des Bogens durch den Greifer;
- Figur 1d:
- die erfindungsgemässe Vorrichtung nach Figur 1a bis 1c bei fortschreitender Auslenkung
des Bogens durch den Ausbrechzylinder;
- Figur 1e:
- die erfindungsgemässe Vorrichtung nach Figur 1a bis 1d zum Zeitpunkt der Freigabe
der Bogenkante durch den Greifer;
- Figur 1f:
- die erfindungsgemässe Vorrichtung nach Figur 1a bis 1e nach Freigabe der Bogenkante
durch den Greifer;
- Figur 2:
- die erfindungsgemässe Vorrichtung nach Figur 1d in Kombination mit einer rotativen
Stanzeinrichtung;
- Figur 3:
- eine Draufsicht eines gestanzten Bogens.
[0097] Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel steht beispielhaft für den Erfindungsgegenstand
oder dient seiner Erläuterung und hat keine beschränkende Wirkung.
[0098] Die Vorrichtung 1 gemäss Figur 1a bis 1f umfasst eine Zufördereinrichtung 20 mit
einem Bandförderer 21, über welchen ein Bogen 2, insbesondere ein Stanzbogen, einer
Ausbrecheinrichtung 10 in Zuförderrichtung F
Z zugefördert wird. Das Förderband 22 des Bandförderers 21 bildet eine ebene Bogenauflagefläche
B aus. Die Zufördereinrichtung 20 bildet zur Ausbrecheinrichtung 10 hin mit einer
unteren Umlenkwalze 23 des Bandförderers 21 und einer oberhalb angeordneten federnd
gelagerten Andrückwalze 24 einen Förderspalt S1 aus, durch welchen der Bogen 2 zur
Ausbrecheinrichtung 10 hin aus der Zufördereinrichtung 20 entlassen wird.
[0099] Die Ausbrecheinrichtung 10 enthält einen um eine Drehachse D in Drehrichtung R drehbar
gelagerten Ausbrechzylinder 11. Am Aussenumfang des Ausbrechzylinders 11 ist ein Greifer
12 mit einem um eine Schwenkachse A schwenkbar gelagerten Greiferschenkel 13 angeordnet,
welcher in der Lage ist, mit dem Ausbrechzylinder 11 in einen Klemmbereich H eine
Klemmung auszubilden. Der Greifer 12 rotiert mit der Drehung des Ausbrechzylinders
11 entsprechend um die Drehachse D.
[0100] Die Vorrichtung 1 enthält im Weiteren eine Wegfördereinrichtung 30 zum Wegfördern
der ausgebrochenen Nutzen 3. Die Wegfördereinrichtung 30 umfasst einen Bandförderer
31 mit einem umlaufenden Förderband 32. Das Förderband 32 bildet eine ebene Auflagefläche
für die ausgebrochenen Nutzen 3 aus. Die Auflagefläche befindet sich auf der Höhe
der Bogenauflagefläche B der Zufördereinrichtung 21. Sie kann jedoch auch tiefer als
die Bogenauflagefläche B der Zufördereinrichtung 21 angeordnet sein.
[0101] Die Wegfördereinrichtung 30 bildet zur Ausbrecheinrichtung 10 hin mit einer unteren
Umlenkwalze 33 des Bandförderers 31 und einer oberhalb angeordneten federnd gelagerten
Andrückwalze 34 einen Förderspalt S2 aus, durch welchen die Nutzen 3 von der Wegfördereinrichtung
30 eingezogen werden.
[0102] Gemäss der Figur 1a befindet sich der Greifer 12 zu Beginn des Ausbrechprozesses
in einer Bogenübernahmeposition P. In der Bogenübernahmeposition P liegt der Haltebereich
H des Greifers 12 mit der Bogenauflagefläche B der Zufördereinrichtung 20 in einer
gemeinsamen Ebene E. Der Haltebereich H wird zwischen dem Greifer 12 in der Freigabestellung
und dem Ausbrechzylinder 11 ausgebildet.
[0103] Auf diese Weise wird der Bogen 2 nach Verlassen des Förderspaltes S1 im Anschluss
an die Zufördereinrichtung 20 mit seiner vorderen Bogenkante 6 in Zuförderrichtung
F
Z direkt und umlenkungsfrei in den Haltebereich H des Greifers 12 geführt (siehe auch
Figur 1b).
[0104] Sobald die vordere Bogenkante des Stanzbogens 2 in den besagten Haltebereich H eingeführt
ist, wird der Greifer 12 in Schliessrichtung K geschlossen. Dabei wird der Greiferschenkel
13 zum Ausbrechzylinder 11 hin geschwenkt, wodurch eine Klemmung ausbildet wird (siehe
Figur 1c).
[0105] Durch Drehung des Ausbrechzylinders 11 in Drehrichtung R wird der durch den Greifer
12 klemmend gehaltene Bogen 2 aus der Zuförderrichtung F
Z ausgelenkt. Der Bogen 2 liegt dabei am Aussenumfang des Ausbrechzylinders 11 an.
Der Bogen 2 wird quasi teilumfänglich um den Ausbrechzylinder 11 gewickelt (siehe
Figur 1d). Durch die Auslenkung des Bogens 2 werden die Nutzen 3 in der Ausbrechzone
Z ausgebrochen. Die ausgebrochenen Nutzen 3 werden in einer der Zuförderrichtung F
Z entsprechenden Wegförderrichtung F
W durch die Wegfördereinrichtung 30 weggefördert. Dabei werden die Nutzen durch den
Förderspalt S2 der Wegfördereinrichtung 30 eingezogen und auf dem Förderband 32 der
Wegfördereinrichtung 30 abgelegt (siehe Figur 1d).
[0106] Die Ausbrecheinrichtung 10 enthält im Weiteren eine federnd gelagerte Andrückwalze
14, welche zusammen mit dem Ausbrechzylinder 11 einen Förderspalt S3 ausbildet. Der
Förderspalt S3 ist auf einem tieferen Niveau als die Bogenauflagefläche B der Zufördereinrichtung
20 angeordnet.
[0107] Der durch die Klemmung des Greifers 12 um den Ausbrechzylinder 11 ausgelenkte Bogen
2 bzw. Bogenabfall 4 wird nun durch den Förderspalt S3 geführt (siehe Figur 1d).
[0108] Nachdem der Bogen 2 durch den Förderspalt S3 geführt worden ist, wird der Greifer
12 durch Schwenken des Greiferschenkels 13 in die Freigabestellung wieder geöffnet
und die vordere Bogenkante 6 wird freigegeben. Dies geschieht gemäss vorliegendem
Ausführungsbeispiel nach einem Drehwinkel von 90° (Winkelgrade) ausgehend von der
Bogenübernahmeposition P (siehe Figur 1e).
[0109] Der Bogen 2, respektive mittlerweile der Bogenabfall 4 wird durch den Förderspalt
S3 weitergefördert und aus der Ausbrechzone Z abgeführt. Der freigegebene Bogenabfall
4 wird im Anschluss an den Förderspalt S3 tangential vom Ausbrechzylinder 11 weggeführt
(siehe Figur 1e).
[0110] Der Greifer 12 wird derweil durch den weiterdrehenden Ausbrechzylinder 11 entlang
seiner geschlossenen Umlaufbahn um die Drehachse R wieder in die Bogenaufnahmeposition
P zurückgeführt (siehe Figur 1f).
[0111] Sobald der Greifer 12 wieder seine Bogenaufnahmeposition P gemäss Figur 1 a erreicht
hat, wird ein neuer Bogen 2 zugeführt und durch den Greifer 12 geklemmt. Ein neuer
Ausbrechzyklus kann eingeleitet werden.
[0112] Die Figur 2 zeigte die zuvor beschriebene Vorrichtung 1 in der Prozessstellung gemäss
Figur 1d. Die Vorrichtung 1 umfasst neben den bereits beschriebenen Einrichtungen
eine in Verarbeitungsrichtung bzw. Förderrichtung F vorgelagerte, rotative Stanzeinrichtung
40 mit einem Stanzzylinder 41 und einem Gegenzylinder 42. Die Stanzbogen 2 werden
durch eine Zuführeinrichtung 50 der rotativen Stanzeinrichtung 40 zugeführt, gestanzt
und anschliessend der Zufördereinrichtung 20 zur Weiterförderung übergeben.
[0113] Die Figur 3 zeigt beispielhaft einen Bogen 2 mit einer Mehrzahl von kreisförmigen
Nutzen 3, welche durch kreisförmige Stanzlinien 5 begrenzt sind. Der die Nutzen 3
umgebende Bogenbereich bildet ein so genanntes Bogengitter 4 aus, welches nach dem
Ausbrechen der Nutzen 3 als Abfall entsorgt wird.
1. Vorrichtung zum Ausbrechen von wenigstens einem durch eine Ausbrechlinie (5) begrenzten
Nutzen (3) aus einem Bogen (2) während der Bogen (2) gefördert wird, enthaltend:
- eine Ausbrecheinrichtung (10) zum Ausbrechen wenigstens eines Nutzens (3) aus dem
Bogen (2) in einer Ausbrechzone (Z),
- eine Zufördereinrichtung (20) zum Zufördern eines Bogens (2) in einer Zuförderrichtung
(FZ) zur Ausbrecheinrichtung (10),
wobei die Ausbrecheinrichtung (10) den Bogen (2) aus der Zuförderrichtung (F
Z) auslenkt und so die Ausbrechzone (Z) ausbildet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Ausbrecheinrichtung (10) wenigstens ein an einem Transportorgan (11) angeordnetes
Halteorgan (12) enthält, welches in der Ausbrechzone (Z) mittels des Transportorgans
(11) entlang einer Bogenbahn bewegbar ist, wobei die Ausbrecheinrichtung (10) in der
Lage ist, mittels des wenigstens einen Halteorgans (12) eine Bogenkante (6) eines
zugeförderten Bogens (2) zu erfassen und den Bogen (2) durch Bewegen des wenigstens
einen Halteorgans (12) entlang der Bogenbahn aus seiner Zuförderrichtung (F
Z) auszulenken, wodurch der wenigstens eine Nutzen (3) aus dem Bogen (2) ausgebrochen
wird.
2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Halteorgan (12) ein Greifer mit wenigstens einem Greiferschenkel
(13) ist.
3. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufördereinrichtung (20) eine ebene Bogenauflagefläche (B) ausbildet, auf welcher
der Bogen (2) in Zuförderrichtung (FZ) der Ausbrecheinrichtung (10) zugefördert wird.
4. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufördereinrichtung (20), in Förderrichtung (F) betrachtet, vor der Ausbrechzone
(Z) einen durch eine Walzenpaarung (23, 24) erzeugten Förderspalt (S1) ausbildet,
durch welchen der Bogen (2) die Zufördereinrichtung (20) in Zuförderrichtung (FZ) verlässt und der Ausbrechzone (Z) zugefördert wird.
5. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des wenigstens einen Halteorgans (12) zwischen einer Halte- und Freigabeposition
sowie entlang seiner Bewegungsbahn getaktet gesteuert werden kann.
6. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Halteorgan (12) ein Greifer mit wenigstens einem um eine Schwenkachse
(S) schwenkbaren Greiferschenkel (13) enthält, welcher mit dem Transportorgan (11)
einen Klemmbereich (H) zum Halten der Bogenkante (6) ausbildet.
7. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportorgan (11) relativ zur Zufördereinrichtung (20) derart angeordnet ist,
dass ein durch das Halteorgan (12) ausgebildeter Haltebereich (H), in welchem die
Bogenkante (6) erfasst und gehalten wird, in einer Bogenaufnahmeposition (P) mit dem
durch die Zufördereinrichtung (20) zugeförderten Bogen (2) in einer gemeinsamen Ebene
(E) liegt, so dass die zu haltende Bogenkante (6) des zugeförderten Bogens (2) in
Zuförderrichtung (FZ) umlenkungsfrei in den Haltebereich (H) hinein bewegt werden kann.
8. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportorgan ein um eine Drehachse (D) drehbarer Drehkörper (11) ist, an welchem
das wenigstens eine Halteorgan (12) angeordnet ist, wobei die Ausbrecheinrichtung
(10) in der Lage ist, die Bogenkante (6) mittels des wenigstens einen Halteorgans
(12) zu erfassen und den Bogen (2) durch Drehen des Drehkörpers (11) um die Drehachse
(D) aus seiner Zuförderrichtung (FZ) auszulenken, wodurch der wenigstens eine Nutzen (3) aus dem Bogen (2) ausgebrochen
wird.
9. Vorrichtung gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (11) ein Ausbrechzylinder ist und das wenigstens eine Halteorgan (12)
insbesondere am Aussenumfang des Ausbrechzylinders (11) angeordnet ist.
10. Vorrichtung gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbrecheinrichtung (10) eine Andrückwalze (14) enthält, welche mit dem Ausbrechzylinder
(11) in der Bogenauslenkung einen Förderspalt (S3) zum Weiterfördern des ausgelenkten
Bogens (2) ausbildet.
11. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (11) vollständig um die Drehachse (D) rotierend ausgebildet ist, so
dass das wenigstens eine Halteorgan (12) in Drehrichtung (R) eine geschlossene Bewegungsbahn
um die Drehachse (D) ausführen kann.
12. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportorgan ein um wenigstens einen Umlenkkörper geführter flexibler, endloser
Umschlingungskörper ist.
13. Verfahren zum Ausbrechen von wenigstens einem durch eine Ausbrechlinie (5) begrenzten
Nutzen (3) aus einem Bogen (2) mit einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1
bis 12,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Fördern eine Bogens (2) mit wenigstens einem, durch eine Ausbrechlinie (5) begrenzten Nutzen (3) in einer Zuförderrichtung (FZ) zu einer Ausbrecheinrichtung (10);
- Erfassen einer Bogenkante (6) durch das wenigstens eine Halteorgan (12) in der Bogenübernahmeposition (P);
- Auslenken des Bogens (2) durch Bewegen des Halteorgan (12) entlang einer Bogenbahn aus der Zuförderrichtung (FZ) und dadurch
- Ausbrechen des wenigstens einen Nutzens (3) aus dem aus der Zuförderrichtung (FZ) ausgelenkten Bogen (2) in der Ausbrechzone (Z).
14. Verfahren gemäss Anspruch 13,
gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:
- Übernehmen des wenigstens einen ausgebrochenen Nutzens (3) durch die Übernahmeeinrichtung (30) und Wegführen aus der Ausbrechzone (Z);
- Wegfördern des Bogenabfalls (4) aus der Ausbrechzone (Z) durch das Transportorgan (11).
15. Verfahren gemäss Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Ausbrechzylinder (11) ausgelenkte Bogen (2) zwecks Wegförderung in
den durch die Andrückwalze (14) und den Ausbrechzylinder (11) ausgebildeten Förderspalt
(S3) eingezogen wird und anschliessend das Halteorgan (12) die Bogenkante (6) freigibt,
und das Halteorgan (12) im Anschluss an die Freigabe der Bogenkante (6) entlang seiner
geschlossenen Umlaufbahn in die Bogenübernahmeposition (P) zurückgeführt wird während
der Bogen (2) im Anschluss an den Förderspalt (S3) vom Ausbrechzylinder (11) weggefördert
wird.