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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen eines Hilfsstapels
während
des Erneuerns eines Hauptstapels bei der Zufuhr von Bogen zu einer
drucktechnischen Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In
DE 42 15 791 A1 ist
ein Stapeltisch beschrieben, bei dem zum vorrübergehenden Halten eines Hilfsstapels
parallel in einer Ebene angeordnete Ketten vorgesehen sind, die
nach Auflage auf Tragschienen in Richtung der Gewichtskraft des
Hilfsstapels tragfähig
sind. Aus einer Bereitschaftsposition heraus sind die Ketten mit
einem Motor in Nuten einer Hauptstapelpalette einführbar. Vor
dem Einführen
der Ketten in die Nuten wird die Kettenführung in vertikaler und horizontaler
Richtung mit Hilfe eines Sensors bezüglich der Nuten vorpositioniert.
Der Sensor ist auf die Außenkante
der Palette gerichtet.
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Zum
vertikalen und horizontalen Ausrichten von Tragstäben zu Palettennuten
sind bei der Lösung nach
DE 101 21 038 A1 Sensoren
vorgesehen, die an der Führung
für die
Tragstäbe
befestigt sind und die auf die vertikal verlaufenden Kanten der
Palettennuten gerichtet sind.
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Bei
der Stapelvorrichtung nach
JP
10-45267 (A) geschieht die seitliche Ausrichtung von Tragstäben zur
Aufnahme eines Hilfsstapels mit Sensoren, die auf eine Marke gerichtet
sind, welche an einer Palette mit Palettennuten angeordnet ist.
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Bei
den Lösungen
nach dem Stand der Technik besteht die Gefahr, dass die Tragelemente
für den Hilfsstapel
aufgrund von Maß-
und Positionierungenauigkeiten die Palettennuten nicht genau treffen,
so dass zeitaufwendige Nachpositionierungen erforderlich sind und
die Tragelemente und/oder die Palette beschädigt werden können.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Hilfsstapels
zu entwickeln, die ein rasches und zuverlässiges Positionieren von Tragelementen
unter den Hilfsstapel ermöglicht.
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Die
Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale nach
Anspruch 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Wenn
ein Tragelement beim Positionieren unter einen Hilfsstapel auf einen
Widerstand stößt, dann
wird das Tragelement in horizontaler und/oder vertikaler Richtung
ausgelenkt. Wenn die Tragelemente vorn konisch ausgebildet sind,
dann kann das Einfahren der Tragelemente in Palettennuten trotz mechanischem
Widerstand durchgeführt
werden. Insbesondere können
die Tragelemente mit Einführschrägen ausgestattet
sein, durch die ein Einfädeln der
Tragelemente in die Palettennuten möglich ist. Das Positioniersystem
für den
Halter bzw. die Tragelemente in horizontaler und vertikaler Richtung
kann mit geringeren Anforderungen ausgeführt werden. Die Tragelemente
brauchen lediglich vorpositioniert werden. Durch die Geometrie der
Tragelemente und durch die Nachgiebigkeit in horizontaler und vertikaler
Richtung ergibt sich eine Eigenführung
der Tragelemente bezüglich
der Palettennuten. Damit können Ungenauigkeiten,
wie Toleranzen der Palette und Fehler beim Positionieren der Tragelemente,
ausgeglichen werden. Ein Sensorsystem zum Erkennen der Position
der Palettennuten ist entbehrlich oder kann mit einer geringeren
Messgenauigkeit ausgeführt
werden. Spezielle Abtastelemente an der Palette sind nicht erforderlich.
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Die
Tragelemente sind zu einem Rechen zusammengefasst, der beweglich
gegenüber
einer Palette auf einem Hilfsstapelträger angeordnet und gegen diesen
angefedert ist. Nach der Vorpositionierung des Rechens gegenüber den
Palettennuten wird der Rechen in die Nuten gefahren und kann sich auch
bei verbliebenen Positionierfehlern in den Nuten zentrieren.
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Es
ist möglich,
an dem Hilfsstapelträger
Sensoren anzuordnen, mit denen die Palttennuten gesucht bzw. erkannt
werden können.
Die Führungen der
Tragelemente und damit der gesamte Hilfsstapelrechen sind bezüglich der
Palttennuten horizontal und vertikal beweglich angeordnet und gegenüber einer
Tragschiene angefedert, welche den Hilfsstapelrechen trägt.
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Es
ist vorteilhaft, wenn die Palettennuten durch mindestens drei optische
Sensoren detektiert werden. Für
jede Positionierrichtung können
zwei Sensoren vorgesehen werden, die sich abstandsmäßig innerhalb
der Begrenzung der Palettennuten befinden. Wenn ein Sensor sowohl
für die
vertikale als auch die horizontale Ausrichtung der Tragelemente für den Hilfsstapel
verwendet wird, sind drei Sensoren ausreichend. Anstelle einer Palettennut
kann mit Sensoren ein Steg zwischen zwei Palettennuten erfasst werden.
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Um
die Positionierung der Tragelemente schneller und sicherer zu machen,
kann eine Palette auf einer Stapelplatte in seitlicher Richtung
grob ausgerichtet werden. Damit liegen die Palettennuten in vorgegebenen
Grenzen. Wenn beim Einfahren der Tragelemente in die Palettennuten
ein Elektromotor verwendet wird, dann kann durch Überwachung
des Motorstromes kontrolliert werden, ob ein Tragelement klemmt
oder mit einem Palettensteg kolliediert.
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Die
Tragelemente kommen mittels Federn in eine Vorzugslage, wenn die
Tragelemente außerhalb der
Palettennuten frei beweglich sind. Die Tragelemente bzw. ein Halter
für die
Tragelemente werden mittels eines Rollenhebels und einer Feder so
beaufschlagt, dass die Vorzugslage auch bei Vorhandensein einer
gewissen Reibung eingenommen wird. Bei geringen Auslenkungen aus
der Vorzugslage hebt der Rollenhebel mit einer Rolle von einer Auflagefläche ab und
spannt eine Feder, die sofort eine Rückstellkraft bewirkt. Bei Erreichen
der Vorzugslage liegen zwei Rollen an den Anlageflächen an,
so dass keine Rückstellkraft
wirksam ist.
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Um
das Gewicht der Tragelemente einschließlich des Halters für die Tragelemente
auszugleichen, kann ein Gegengewicht vorgesehen werden, dass die
vertikal beweglichen Teile im Gleichgewicht hält. Dadurch werden Schwingungen
auf den Halter bzw. die Tragelemente vermieden, die bei einer getakteten
Hubbewegung des Hilfsstapels auftreten würden.
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Wenn
der Halter für
die Tragelemente an einer Tragschiene angeordnet ist, dann ist es
zweckmäßig, Sensoren
für Palettennuten
an der Tragschiene zu befestigen. Das Signal der Sensoren bleibt auch
dann erhalten, wenn der Halter bzw. die Tragelemente eine Ausgleichsbewegung
bei der Positionierung in Palettennuten ausführen.
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Die
Vorrichtung ist in der Lage, in horizontaler Richtung Fehler in
der Nutteilung der Palettennuten auszugleichen. Beim Einführen der
Tragelemente in die Palettennuten können die Tragelemente eine Position
erreichen, die eine über
alle Nuten vermittelten Position entspricht. Die Erfindung soll
nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles
erläutert werden,
es zeigen:
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1:
ein Schema einer Vorrichtung zum Aufnehmen eines Hilfsstapels im
Anleger einer Bogendruckmaschine,
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2 und 3:
ein Schema mit Details zu einer horizontalen und vertikalen Ausgleichsbewegung
in zwei Ansichten,
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4:
eine Anordnung von Sensoren für
Palettennuten, und
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5:
eine Darstellung der Abtastgeometrie für einen Sensor für eine Palettennutenkante.
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In 1 ist
schematisch ein Anleger 1 und ein erstes Druckwerk 2 einer
Bogenoffsetdruckmaschine dargestellt. Das Druckwerk 2 enthält ein Farbwerk 3,
ein Feuchtwerk 4, einen Formzylinder 5, einen Übertragungszylinder 6,
einen Druckzylinder 7, einen Zuführzylinder 8 und eine
Transporttrommel 9. Zum Anleger gehört eine Palette 10,
auf der sich ein Stapel 11 befindet. Die Palette 10 liegt
auf einem Stapeltisch 12, der mit Hilfe von Ketten 13, 14 eines
Kettengetriebes in vertikaler Richtung 15 positionierbar ist.
Um das Erneuern des Stapels 11 während des laufenden Betriebes
der Bogenoffsetdruckmaschine zu ermöglichen, ist eine Hilfsstapelvorrichtung
vorgesehen.
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Die
Hilfsstapelvorrichtung besteht aus einem Halter 16 für mehrere
parallel angeordnete Tragelemente 17, einer Vorschubeinrichtung 18 und
einer Führung 19 für die Tragelemente 17 und
einer vorderen Tragschiene 20. Der Halter 16 ist
mittels Ketten 21 eines Kettengetriebes zusammen mit der
Führung 19 und
der Vorschubeinrichtung 18 in vertikaler Richtung positionierbar
und mittels einer nicht dargestellten Positioniervorrichtung in
horizontaler Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene der 1 positionierbar.
Die Tragschiene 20 ist mittels Ketten 22 eines
Kettengetriebes in vertkaler Richtung 15 positionierbar.
Die Palette 10 besitzt Stege und Nuten. Der Stapel 11 liegt
auf den Stegen der Palette 10 auf. Durch die Nuten hindurch
sind mittels der Vorschubeinrichtung 18 die Tragelemente 17 soweit
positionierbar, dass sie auf der Tragschiene 20 aufliegen.
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Beim
Drucken wird der Stapel 11 mit den Ketten 13, 14 entsprechend
der Druckgeschwindigkeit gegen einen Saugkopf 23 mit Sauggreifern 24, 25 geführt. Zu
den Sauggreifern 24, 25 führen Saugluftleitungen 26.
Der Saugkopf 23 ist in horizontaler Richtung 27 hin-
und hergehend beweglich. Mit den Sauggreifern 24, 25 werden
die auf dem Stapel 11 oben liegenden Bogen 28 vereinzelt
und durch die Bewegung des Saugkopfes 23 auf einen Anlegertisch 29 gegen
Vordermarken 30 gefördert.
Von den Vordermarken 30 werden die Bogen 28 mittels
eines Schwinggreifers 31 an den Zuführzylinder 8 übergeben.
Beim Durchführen
durch den Spalt zwischen Druckzylinder 7 und Übertragungszylinder 6 wird
der Bogen 28 bedruckt. Mit der Transporttrommel 9 erfolgt
der Transport zu weiteren Druckwerken.
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Bei
der in 1 gezeigten Höhenposition des
Stapeltisches 12 ist der Zeitpunkt für das Erneuern des Stapels 11 erreicht.
Zum Erneuern des Stapels 11 wird der Hilfsstapel 11 mit
einem Rest von Bogen 28 zeitweise auf den Tragelementen 17 aufgenommen.
Hierzu wird der Halter 16 mit den Tragelementen 17 in
vertikaler und horizontaler Richtung so positioniert, dass die Spitzen 32 der
Tragelemente 17 etwa auf die Mitten der Querschnittsflächen der
Palettennuten weisen. Danach wird die Vorschubeinrichtung 18 in
Betrieb gesetzt, so dass die Tragelemente 17 durch die
Palettennuten hindurch auf die Tragschiene 20 gelangen.
Die Tragelemente 17 bestehen aus gelenkig verbundenen Gliedern,
die außerhalb
der Palettennuten und einer Führung
im Halter 16 der gekrümmten
Form der Führung 19 folgen. Nach
dem Durchgang durch die Führung
im Halter 16 und nach dem Aufliegen auf der Tragschiene 20 sind die
Glieder der Tragelemente 17 biegesteif für die Last
des Hilfsstapels 11. Das Heranführen des Hilfsstapels 11 an
die Sauggreifer 24, 25 geschieht im weiteren durch
vertikalen Antrieb des Halters 16 und der Tragschiene 20 über die
Kettengetriebe an den Ketten 21, 22. Dabei ist
der Hilfsstapel 11 mit seinem Gewicht vollständig auf
den Tragelementen 17 aufgenommen. Während dem Heranführen des
Hilfsstapels 11 an den Saugkopf 23 mittels der
Ketten 21, 22 abgesenkt, bis er eine untere Position
für die
Aufnahme eines neuen Hauptstapels einnimmt. Noch bevor der Hilfsstapel 11 abgearbeitet
ist, wird der neue Hauptstapel unter die Tragelemente 17 des
Hilfsstapels herangeführt,
so dass Hauptstapel und Hilfsstapel 11 fluchten. Anschließend werden
die Tragelemente 17 mittels der Vorschubeinrichtung 18 in
Richtung der Führung 19 eingezogen,
so dass sich Hilfsstapel 11 und der neue Hauptstapel zu
einem Stapel 11 vereinigen. Das weitere Heranführen des
vereinigten Stapels 11 an den Saugkopf 23 geschieht
mittels dem Kettengetriebe und den Ketten 13, 14.
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Anhand
der 2 und 3 wird nachstehend der konstruktive
Aufbau des Halters 16 beschrieben. Der Halter 16 umfasst
eine Tragschiene 33, die an den Ketten 21 aufgehängt ist.
An der Tragschiene 33 ist eine Horizontalführung 34 für ein Lagerelement 35 ausgebildet.
Am Lagerelement 35 ist eine Vertikalführung 36 für eine Tragsäule 37 ausgebildet.
An der Tragsäule 37 sind
Führungen 38 für die gegliederten
Tragelemente 17 ausgebildet. Mittels der Vorschubeinrichtung 18 sind
die Tragelemente 17 entgegen und in Richtung 39 des
Bogenlaufes positionierbar. Die Tragelemente 17 besitzen
am vorderen Ende Einführschrägen 40, 41.
Der Halter 16 ist durch Positionieren der Tragschiene 33 mit
den Ketten 21 in vertikaler Richtung 15 und mit
nicht dargestellten Positionierelementen in horizontaler Richtung 42 in
eine Vorzugslage gebracht, aus der heraus der Vorschub der Tragelemente 17 in
Richtung der Palettennuten 43 gestartet wird. Wie in 2 dargestellt,
wurden die Tragelemente 17 nicht so exakt vorpositioniert,
dass die Spitzen 32 der Tragelemente 17 auf die
Mittellinien 44 der Palettennuten 43 weisen. Durch
diese unvermeidliche Fehlpositionierung liegen die Einführschrägen 40 beim
Vortrieb der Tragelemente 17 an der unteren, vorderen Kante 45 des Stapels 11 an.
Dadurch entstehen beim Einführen der
Tragelemente 17 in die Palettennuten 43 auf die Tragelemente 17 Kräfte mit
einer Komponente in vertikaler Richtung 15. Beim Vortrieb
der Tragelemente 17 in die Palettennuten 43 werden
die Tragelemente 17 aus der Vorzugslage heraus in vertikaler
Richtung 15 gegen die Kraft einer Feder 46 in
der Vertikalführung 36 nach
unten gedrückt.
Die Feder 46 stützt
sich auf der einen Seite an einem Absatz 47 der Tragsäule 37 und
auf der anderen Seite an einem Absatz 48 eines Rollenhebels 49 ab.
Der Rollenhebel 49 ist mittig an der Tragsäule 37 drehbar
um einen Bolzen 50 gelagert. An den Enden des Rollenhebels 49 sitzen Rollen 51, 52,
die in der Vorzugslage der Tragelemente 17 gegen parallele,
horizontale Flächen 53, 54 anliegen,
die am Lagerelement 35 ausgebildet sind. Wenn, wie oben
beschreiben, an den Tragelementen 17 vertikale Einführkräfte wirken
und die Tragsäule 37 nach
unten bewegt wird, dann hebt die Rolle 52 von der Fläche 53 ab
und die Feder 46 wird gespannt. Die Feder 46 bewirkt
dann eine Rückstellkraft.
Sobald die Tragelemente 17 aus den Palettennuten 43 herausgefahren
sind, nehmen die Tragelemente 17 durch die Rückstellkraft
wieder die Vorzugslage ein.
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Um
das Gewicht der Tragelemente 17, der Führung 38 und der Tragsäule 37 auszugleichen,
ist ein Gegengewicht 55 vorgesehen, welches in Verbindung
mit gelenkig verbundenen Balken 56, 57 die vertikal
beweglichen Elemente im Gleichgewicht hält. Das Gewicht 55 befindet
sich an einem Ende des im wesentlichen horizontal ausgerichteten
Balkens 56. Das andere Ende des Balkens 56 ist
gelenkig an der Tragsäule 37 befestigt.
Der Balken 57 ist gelenkig am Lagerelement 35 und
am Balken 57 befestigt. Der Abstand a der Gelenkpunkte 58, 59 an
der Tragsäule 37 und
am Balken 56 ist geringer als der Abstand b zwischen dem
Schwerpunkt des Gewichtes 55 und dem Gelenkpunkt 59.
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Wie
aus 3 näher
hervorgeht, sind die Tragelemente 17 ähnlich wie in vertikaler Richtung 15 auch
in horizontaler Richtung 42 gegen Einführkräfte in die Palettennuten 43 nachgiebig
ausgebildet. Hierzu ist eine weitere Feder 60 vorgesehen,
die sich mit dem einen Ende an einem Absatz 61 an der Tragschiene 33 und
mit dem anderen Ende gegen einen Absatz 62 an einem Rollenhebel 63 abstützt. Der Rollenhebel 63 ist
mit einem Bolzen 64 drehbar an der Tragschiene 33 gelagert.
An den Enden des Rollenhebels 63 befinden sich Rollen 65, 66,
die in Vorzugslage der Tragelemente 17 gegen parallele,
vertikale Flächen 67, 68 anliegen.
Die Flächen 67, 68 sind gegenüberliegend
am Lagerelement 35 ausgebildet. Wenn beim Einführen der
Tragelemte 17 in die Palettennuten 43 eine Einführschräge eines
Tragelementes 17 gegen eine vertikale Kante einer Palettennut 43 gleitet,
treten Einführkräfte mit
einer horizontalen Komponente senkrecht zur Richtung 39 des
Bogenlaufs auf. Wie zur vertikalen Richtung 15 beschrieben,
werden dann die Tragelemente 17, deren Führung 38 und
das Lagerelement 35 aus der Vorzugslage in horizontaler
Richtung 42 ausgelenkt, wobei je nach Richtung der Auslenkung
eine der Rollen 65, 66 von der jeweiligen Fläche 67, 68 abhebt
und die Feder 60 unter Bildung einer Rückstellkraft spannt.
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Die
Steuerung der Vorpositionierung der Tragelemente 17 bezüglich der
Palettennuten 43 kann mittels optischen Reflexlichtdetektoren 69–71 durchgeführt werden,
die fix mit der Tragschiene 33 verbunden sind, was näher in den 4 und 5 gezeigt
ist.
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4 zeigt
einen Ausschnitt aus dem Bereich der Unterkante des Stapels 11 mit
Blick entgegen der Richtung 39 des Bogentransportes. Die
Palette 10 besitzt gleichabständige in Bogentransportrichtung 39 liegende
Palettennuten 43 und Stege 72, auf denen die Bogen 28 des
Stapels 11 aufliegen. Für die
horizontale Positionierung der Tragelemente 17 sind zwei
Reflexlichtdetektoren 69, 70 auf einer gemeinsamen
horizontalen Linie angeordnet. Zur vertikalen Positionierung der
Tragelemente 17 ist ein weiterer Reflexlichtdetektor 71 in
Verbindung mit dem Reflexlichtdetektor 70 vorgesehen. Die
Reflexlichtdetektoren 69 und 70 sind inversen
Kanten 73, 74 zweier verschiedener Palettennuten 43 bzw.
Stege 72 zugeordnet. Die Abtastpunkte 75, 76 liegen
jeweils neben den Kanten 73, 74 in Richtung der
jeweiligen Palettennut 43. Der Reflexlichtdetektor 71 ist
der unteren Stapelkante 77 im Bereich einer Palettennut 43 zugeordnet.
Der Abtastpunkt 78 des Reflexlichtdetektors 71 liegt
dicht unterhalb der Stapelkante 77, wobei sich der Abtastpunkt 76 im
unteren Drittel der Palettennut 43 befindet. Wenn keiner
der Reflexlichtdetektoren 69 bis 71 einen Steg 72 oder
die vordere Fläche
des Stapels 11 erfasst, dann befinden sich die Tragelemente 17,
wie in 4 gezeichnet, in der Vorzugslage zum Einfahren
in die Palettennuten 43.
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5 zeigt
den Strahlengang des Reflexlichtdetektors 69. Die Reflexlichtdetektoren 69 bis 71 enthalten
jeweils einen Lichtsender 79, einen Lichtempfänger 80 und
optische Elemente 81, 82 zur Abbildung eines Sendelichtstrahles
auf den Abtastpunkt 75 und eines Empfangslichtstrahles 84 vom
Abtastpunkt 75 auf den Lichtempfänger 80. Mit der Höhen- und Seitenpositionierung
der Tragschiene 33 werden die Reflexlichtdetektoren 69 bis 71 bezüglich der
Palettennuten 43 positioniert, bis die Reflexlichtdetektoren 69 bis 71 die
gewünschten
Signale zur Freigabe des Einfahrens der Tragelemente 17 in
die Palettennuten 43 geben.
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Zum
Abtasten der Kanten 73, 74 der Palettennuten 43 können auch
linienförmig
fokussierende Detektoren verwendet werden. In jedem Fall besitzen die
Reflexlichtdetektoren 69 bis 71 eine gewisse Erfassungstiefe
in Richtung 39 des Bogentransports, so dass die Palettennuten 43 auch
zuverlässig
erkannt werden können,
wenn der Abstand zwischen den Reflexlichtdetektoren 69 bis 71 und
der Palette 10 einen gewissen Toleranzbereich aufweist
oder die Palettennuten 43 eingangsseitig Einführschrägen 85 bis 87 besitzen.
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- 1
- Anleger
- 2
- Druckwerk
- 3
- Farbwerk
- 4
- Feuchtwerk
- 5
- Formzylinder
- 6
- Übertragungszylinder
- 7
- Druckzylinder
- 8
- Zuführzylinder
- 9
- Transporttrommel
- 10
- Palette
- 11
- Stapel
- 12
- Stapeltisch
- 13,
14
- Kette
- 15
- Richtung
- 16
- Halter
- 17
- Tragelement
- 18
- Vorschubeinrichtung
- 19
- Führung
- 20
- Tragschiene
- 21,
22
- Kette
- 23
- Saugkopf
- 24,
25
- Sauggreifer
- 26
- Saugluftleitung
- 27
- Richtung
- 28
- Bogen
- 29
- Anlegertisch
- 31
- Schwinggreifer
- 32
- Spitze
- 33
- Tragschiene
- 34
- Horizontalführung
- 35
- Lagerelement
- 36
- Vertikalführung
- 37
- Tragsäule
- 38
- Führung
- 39
- Richtung
- 40,
41
- Einführschräge
- 42
- Richtung
- 43
- Palettennut
- 44
- Mittellinie
- 45
- Kante
- 46
- Feder
- 47,
48
- Absatz
- 49
- Rollenhebel
- 50
- Bolzen
- 51,
52
- Rolle
- 53,
54
- Fläche
- 55
- Gewicht
- 56,
57
- Balken
- 58,
59
- Gelenkpunkt
- 60
- Feder
- 61,
62
- Absatz
- 63
- Rollenhebel
- 64
- Bolzen
- 65,
66
- Rolle
- 67,
68
- Fläche
- 69–71
- Reflexlichtdetektor
- 72
- Steg
- 73,
74
- Kante
- 75,
76
- Abtastpunkt
- 77
- Stapelkante
- 78
- Abtastpunkt
- 79
- Lichtsender
- 80
- Lichtempfänger
- 81,
82
- Optisches
Element
- 83
- Sendelichtstrahl
- 84
- Empfangslichtstrahl
- 85–87
- Einführschräge