EP2447197B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Wenden von Stapeln aus bogenförmigem Material - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Wenden von Stapeln aus bogenförmigem Material Download PDF

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EP2447197B1
EP2447197B1 EP11183098.0A EP11183098A EP2447197B1 EP 2447197 B1 EP2447197 B1 EP 2447197B1 EP 11183098 A EP11183098 A EP 11183098A EP 2447197 B1 EP2447197 B1 EP 2447197B1
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stack
pivot
grippers
fork
stacks
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Wolfgang Diehr
Uwe Hartstock
René Heider
Tomasz Ollek
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Masterwork Machinery Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for turning stacks of sheet material according to the preamble of claims 1 and 10.
  • sheets are first printed on a wide web in a printing press.
  • several benefits of the carton to be produced are printed in each case, which are then punched out in a flatbed punch with the printed side up and stored in stacks.
  • the punched out and stacked folding box blanks are then fed to a folding box gluing machine with the printed side down to be processed into folding boxes here.
  • the stacked folding box blanks must therefore be turned before processing in the folding box gluer. This is an extremely laborious step. An operator may need to turn several tons of carton a day.
  • the turning table has a clamping plate and a clamping and conveying unit.
  • a closing movement between the clamping plate and conveyor unit is realized for jamming an object.
  • the device is rotated in the transport direction of the object to center mounted on the turning table pivot 180 °, so that the clamped, stacked carton blanks are turned. After the turning process, these rest on the conveyor unit and are transported away from it by the turning device.
  • This turning device is from the EP 1 350 748 A2 known.
  • This turning device has a turning clamp, which is pivotable about a centrally arranged horizontal axis.
  • the turning clamp comprises two transport elements, one of which is in the form of a series of rollers.
  • This transport element serves to receive the stack entering the device.
  • the second transport element is designed as a conveyor belt and serves to transport the stack after the turn by means of a pushcarriage out of the device.
  • Another turning device for stacks is from the US 5,743,374 known.
  • This device has a clamp for receiving the stack.
  • the device is laterally moved by means of a first motor for receiving and transporting the stack.
  • a second motor By means of a second motor, the staple of the device is moved along a U-shaped path in the device via rollers on an outer side of the staple, whereby the stack is turned over and placed on an insert.
  • EP 0 802 137 A2 discloses a device according to the preamble of claim 1. Further, this document discloses a method for turning stacks of sheet material, comprising the following steps: feeding a stack into a pivoting fork to stack stops attached to bottom loops, the opening of the pivoting fork already as a starting position in a swivel angle is pivoted upward. Aligning the stack with the staple stops of the sub-grippers and gripping the stack. The stack is aligned by the inclination on the stack stop. Clamping the stack between lower grippers and upper grippers by height adjustment of the lower gripper. Execution of the slewing process up to the final position and retraction of the upper gripper, which previously formed the lower gripper. Discard the turned stack by singulating from below with the help of a rotary feeder, and finally turning back the pivoting fork and extending the upper gripper to the starting position.
  • the object of the present invention is to provide an alternative turning device which turns arcuate stacks easily, safely and reliably.
  • the apparatus for turning stacks of sheet material comprises means for transporting the stacks into a pivoting fork of a turning station.
  • the turning station has a pivoting fork with upper grippers, lower grippers and a stack stop.
  • the pivot fork has on one side an opening for the import of stacks and at its other end it is pivotally mounted about a horizontal pivot axis extending transversely to the direction of entry of the stack, wherein the pivot axis is arranged eccentrically to the pivoting fork.
  • An adaptation to different formats is achieved by the stack stop, which is advantageously carried out adjustable to the lower looper.
  • the stack stop is executed two or more times divided. This allows for easy adaptation to and guidance of unsymmetrical blanks.
  • the pivot axis in the upper region of the pivot fork is arranged eccentrically to this, so that in a simple manner and pivot angle of the pivot fork more than 180 ° can be realized. This allows the stack to be deposited even on an inclined plane. Due to the eccentric arrangement of the pivot axis in the upper region a horizontal path change and a change in height of the stack is achieved during the pivoting movement.
  • the lower grippers are arranged in the side parts of the device and adjustable in height relative to the upper grippers.
  • the height adjustment takes place here advantageously by servomotors or pneumatic or hydraulic cylinders.
  • the upper gripper are designed as roller rails.
  • This embodiment has several advantages. On the one hand, after the turning process, the roller rails can be moved out from under the stack without causing any sanding marks on the blanks, since the belts unroll directly under the pile. At the same time it is possible when using multiple rails, even stacks of unbalanced blanks to give the maximum support, since the rails can be retracted differently far relative to the stack and can also be moved individually when pulling out.
  • the lower looper and / or upper looper are arranged freely positionable transversely to the inlet direction of the stack. This is a simple adaptation to different Blank formats possible. When using more than two sub-grippers and / or upper grippers, a further adaptation to asymmetrical blanks is additionally possible in a simple manner.
  • the pivoting fork is adjustable via a height adjustment device.
  • the height adjustment device is in this case attached to the side parts of the device and the pivot axis is mounted in guides in the side parts of the device.
  • the pivoting fork can be further adapted to the degrading residual stack in the inserter. As a result, the distance between the upper edge of the rest of the stack and lower edge of the turned stack remains almost constant, which has a positive effect on the falling behavior of the turned stack.
  • the height adjustment device is mounted obliquely in the side parts of the device and the pivot axis is mounted in inclined guides in the side parts of the device.
  • the height adjustment for example, consist of a rack and a driven gear.
  • any other motorized, pneumatic or hydraulic height adjustment is possible.
  • the transport device for the transport of the stack in the pivoting fork is designed in two parts.
  • the first part of the transport device is located in the Stapelzu 1500vorraum and goes until just before the start of the pivoting fork.
  • the second part of the transport device extends over the depth of the pivoting fork.
  • both transport devices have independent individual drives. As a result, they can be operated separately via sensors and controllers. Also different speeds are possible. As a result, gaps of different sizes between the individual stacks can be compensated for and it can always be ensured that a new stack is in the waiting position while the pivoting fork turns a stack.
  • the stacks are aligned up to a pivot angle of about 70 °. Because the pivoting angle can also be greater than 180 °, the stacks can also be deposited on an inclined plane.
  • FIG. 1 shows the inventive device 1 for turning of stacks 5.
  • the stack 5 are fed via a Stapelzu slaughterbach 2 of the pivoting fork 12 of a turning station 3.
  • the feed of the stack 5 via roller cheeks 6, wherein the stack 5 are aligned laterally on a Stapelausrichteblech 7.
  • the Stapelausrichteblech 7 may advantageously have height marks 37. This helps the operator to place the allowable stack weights in each case to stay within the allowable tolerances.
  • the stacks 5 are transported up to a stack stop 11 of the pivoting fork 12 by the roller cheeks 6. Alternatively, the transport can also be done by a split roller cheek system 6, 6 ', as later Figure 7a is explained in more detail.
  • the upper fork 9 further comprises upper grippers 9, which are arranged via drive heads 24 and the lower grippers 10 via a cross-beam 26 and side parts 25 pivotably about a pivot axis 8 at this.
  • the stack 5 aligns with the lower gripper 10 and the stack stop 11 and is clamped by further height adjustment of the lower looper 10 relative to the upper grippers 9 between them.
  • the upper gripper 9 are moved back and the stack 5 falls through a four-sided closed shaft, formed from positioning tabs 14, side stack guides 13 and the stack stop 11 in the depositor 4.
  • FIG. 2 the state is shown at the end of the pivoting movement.
  • the stack 5 is turned, clamped between upper looper 9 and lower looper 10th
  • FIG. 3 and 4 the essential parts of the turning station 3 according to the invention are shown within the device 1.
  • the turning station 3 has a pivoting fork 12, the upper gripper 9 and lower gripper 10 and a stack stop 11 has.
  • the stack stop 11 is mounted adjustably on the lower looper 10.
  • the pivot fork 12 can be easily adjusted to different, even asymmetric stack formats.
  • the stack can be turned with only one lower looper 10.
  • a slip-on shoe 35 can advantageously be attached to the lower looper 10. This increases the contact surface for the stack, which facilitates alignment of the lower looper to the center of gravity of the stack.
  • the slip-on shoe is narrower than two lower loops next to each other.
  • the upper grippers 9 are designed as rollers 22, which are driven by belts 21, which are driven by a motor 17, a toothed belt pulley 20, a toothed belt 23 and a square shaft 16 (see below) FIG. 5 detailed).
  • the roller rails 22, depending on the position of the pivoting fork 22 could slowly slide downwards. This is advantageously prevented by the torque of the short-circuited motor 17 and by a spring-applied brake 36.
  • the upper grippers 9 are mounted in so-called drive heads 24.
  • the drive heads 24 are mounted on the pivot axis 8, around which the complete pivot fork 12 can be pivoted.
  • the lower looper 10 are attached to a crossbeam 26, which are mounted in guides 18 in the side parts 25 of the pivot fork 12 and can be adjusted by a linear drive 15 relative to the upper grippers 9 in height.
  • the linear drive may be a servomotor, pneumatic cylinder or hydraulic cylinder.
  • the functioning of the upper gripper 9 is off FIG. 5 to recognize.
  • a belt 21 which is guided over various rollers 34 and a drive shaft 16 extends.
  • the belt tension is adjustable.
  • the roller rail is displaced relative to the drive head 24 in the arrow direction.
  • FIG. 6a It is shown how the stack 5 is retracted into the pivoting fork 12 to the stack stop 11 of the Stapelzu slaughtersupervised 2.
  • FIG. 6b begins the pivoting fork 12 with its pivoting movement about the pivot axis 8 and raises the stack 5 at.
  • the stack 5 aligns with the lower looper 10 and the stack stop 11.
  • This alignment process is completed at about 70 ° of the pivoting movement and the lower looper 10 move in the direction of upper gripper 9 (FIG. FIG. 6c ) and clamp the stack 5 between upper gripper 9 and lower gripper 10 a.
  • the stack 5 is further pivoted to its end position, which is in the present representation at about 195 ° pivot angle ( FIG. 6d ).
  • FIG. 6d also shows two sensors 29, 30.
  • the sensor 29 is manually adjustable in height by the operator and provides signals to the pivot fork 12 when the stack 4 still in the stacker is processed to a desired height, so that a new stack 5 turned and should be launched.
  • the lower sensor 30 is also adjustable in height and provides a signal when the stack still in the stacker 4 has been reduced to a critical minimum height without a new reversed stack has been placed. As a result of this signal, a subsequent machine can be turned off.
  • the pivoting fork 12 based on the height adjustment device 31 (FIGS. FIG. 1 ) lowered in height almost to the top of the rest of the pile.
  • the upper gripper 9, which, as already described, are designed as roller rails 22, pulled out.
  • the stack 5 between upper gripper 9 and lower gripper 10 remains clamped.
  • the turned stack 5 falls ( FIG. 6f ) now almost as a block through a four-sided closed shaft, formed from positioning tabs 14, lateral stack guides 13 and stack stop 11 guided in the insert.
  • the pivoting fork 12 can be lowered by means of the height adjustment device 31 in the arrow direction.
  • the control for the height adjustment device 31 takes place here via sensors 29 and a control unit, not shown.
  • pivoting fork 12 rotates back to about 15 ° before its vertical position.
  • pivot fork 12 moves in the direction of arrow by means of the height adjustment device 31 in its uppermost position.
  • FIG. 7a an alternative partial movement sequence in the supply of the stack 5 is shown in the pivoting fork 12.
  • the roller cheeks 6 and 6 'in two parts transport the stack in the Stapelzu Foodvorides 2 and have their own, not shown drive.
  • the transport of the stack 5 in the pivoting fork 12 is taken over by roller cheeks 6 ', which are driven by a separate drive, not shown.
  • the roller cheeks 6, 6 ' are controlled by sensors, which are not shown in greater detail, and a controller.
  • the stacks 5 are transported in the Stapelzu 1500vortechnisch to a parking position at the end of the roller cheeks 6. If the pivot fork 12 is in the receiving position, the two roller cheeks 6, 6 'receive the signal for transporting the next stack 5 into the swivel fork 12. Because of the independent drives, different gaps in the stack feeder 2 are compensated.
  • FIGS. 7b to 7d is another alternative partial movement sequence in the filing of the inverted stack 5 in the insert 4 shown.
  • the insert 4 may optionally include a height and retractable stackable leading edge support 28 that is now extended to receive the stack leading edge of the pivoted stack 5.
  • the pivoted stack 5 rests on the upper grippers 9 and on the stack front edge support 28.
  • the upper gripper 9 which are as already described as rolling rails, are now pulled out.
  • the stack leading edge support 28 is pulled out.
  • the turned stack 5 falls now ( FIG. 7d ), as already described above, by a four-sided closed shaft, formed from adjusting tabs 14, side stack guides 13 and the stack stop 11 guided in the insert. 4

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pile Receivers (AREA)
  • Specific Conveyance Elements (AREA)
  • Sheets, Magazines, And Separation Thereof (AREA)
  • Attitude Control For Articles On Conveyors (AREA)
  • Registering Or Overturning Sheets (AREA)
  • Discharge By Other Means (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Wenden von Stapeln aus bogenförmigem Material gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10.
  • Bei der Herstellung von Druckprodukten für die Verpackungsindustrie, beispielsweise Faltschachteln, werden zunächst Bögen breitbahnig in einer Druckmaschine bedruckt. Auf den Bögen sind jeweils mehrere Nutzen der herzustellenden Faltschachtel aufgedruckt, die dann in einer Flachbettstanze mit der bedruckten Seite nach oben ausgestanzt und in Stapeln abgelegt werden. Die ausgestanzten und gestapelten Faltschachtelzuschnitte werden anschließend einer Faltschachtelklebemaschine mit der bedruckten Seite nach unten zugeführt, um hier zu Faltschachteln verarbeitet zu werden.
  • Die gestapelten Faltschachtelzuschnitte müssen also vor Verarbeitung in der Faltschachtelklebemaschine gewendet werden. Dies ist ein äußerst mühevoller Arbeitsschritt. Ein Bediener muss unter Umständen mehrere Tonnen Karton pro Tag wenden.
  • Aus der DE 10 65 075 ist bereits ein Wendetisch für eine Stapeleinrichtung bekannt. Der Wendetisch weist eine Klemmplatte und eine Klemm- und Fördereinheit auf. Über einen Stelltrieb wird eine Schließbewegung zwischen Klemmplatte und Fördereinheit verwirklicht zur Verklemmung eines Gegenstandes. Mit einem weiteren Stelltrieb wird die Vorrichtung in Transportrichtung des Gegenstandes um mittig am Wendetisch angebrachte Drehzapfen um 180° gedreht, so dass die eingeklemmten, gestapelten Kartonzuschnitte gewendet werden. Nach dem Wendevorgang ruhen diese auf der Fördereinheit und werden von dieser aus der Wendevorrichtung abtransportiert.
  • Eine weitere Wendevorrichtung ist aus der EP 1 350 748 A2 bekannt. Diese Wendevorrichtung weist eine Wendeklammer auf, die um eine mittig angeordnete horizontale Achse schwenkbar ist. Die Wendeklammer umfasst zwei Transportelemente, von denen eines in Form einer Reihe von Rollen ausgebildet ist. Dieses Transportelement dient dazu, die in die Vorrichtung einlaufenden Stapel aufzunehmen. Das zweite Transportelement ist als Förderband ausgebildet und dient dazu, die Stapel nach der Wendung mit Hilfe eines Schubwagens aus der Vorrichtung hinaus zu transportieren.
  • Eine weitere Wendevorrichtung für Stapel ist aus der US 5,743,374 bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Klammer zur Aufnahme der Stapel auf. Die Vorrichtung wird mittels eines ersten Motors seitlich bewegt zur Aufnahme und Transport des Stapels. Mittels eines zweiten Motors wird die Klammer der Vorrichtung entlang eines U-förmigen Pfades in der Vorrichtung über Rollen an einer Außenseite der Klammer bewegt, wodurch der Stapel gewendet wird und auf einem Einleger abgelegt wird.
  • EP 0 802 137 A2 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Weiter offenbart diese Schrift ein Verfahren zum Wenden von Stapeln aus bogenförmigem Material, mit den folgenden Verfahrensschritten: Zuführen eines Stapels in eine Schwenkgabel bis an Stapelanschläge die an Untergreifern befestigt sind, wobei die Öffnung der Schwenkgabel schon als Ausgangsposition in einem Schwenkwinkel nach oben Verschwenkt ist. Ausrichten des Stapels an den Stapelanschlägen der Untergreifer, und Untergreifen des Stapels. Der Stapel wird durch die Schrägstellung am Stapelanschlag ausgerichtet. Klemmen des Stapels zwischen Untergreifern und Obergreifern durch Höhenverstellung der Untergreifer. Ausführung des Schwenkvorgangs bis in die Endposition und Zurückfahren der Obergreifer, die vorher die Untergreifer bildeten. Ablegen des gewendeten Stapels durch Vereinzelung von unten mit Hilfe eines Rotationsanlegers, und schließlich Zurückdrehen der Schwenkgabel und Ausfahren der Obergreifer in die Ausgangsposition.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Wendevorrichtung zu schaffen, die bogenförmige Stapel einfach, sicher und zuverlässig wendet.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 sowie durch die Verfahrensschritte von Anspruch 10.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Wenden von Stapeln aus bogenförmigem Material eine Vorrichtung zum Transport der Stapel in eine Schwenkgabel einer Wendestation auf. Die Wendestation weist eine Schwenkgabel mit Obergreifern, Untergreifern und einem Stapelanschlag auf. Die Schwenkgabel weist auf der einen Seite eine Öffnung zur Einfuhr von Stapeln auf und an ihrem anderen Ende ist sie um eine horizontale Schwenkachse, die quer zur Einlaufrichtung der Stapel verläuft, schwenkbar gelagert, wobei die Schwenkachse außermittig zur Schwenkgabel angeordnet ist. Eine Anpassung an verschiedene Formate wird durch den Stapelanschlag erreicht, der vorteilhafter Weise verstellbar zu den Untergreifern ausgeführt ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Stapelanschlag zwei- oder mehrfach geteilt ausgeführt. Dies ermöglicht eine leichte Anpassung an und Führung von unsymmetrischen Zuschnitten.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Schwenkachse im oberen Bereich der Schwenkgabel außermittig zu dieser angeordnet, so dass auf einfache Weise auch Schwenkwinkel der Schwenkgabel mehr als 180° verwirklicht werden können. Dies ermöglicht ein Ablegen des Stapels auch auf einer schiefen Ebene. Durch die außermittige Anordnung der Schwenkachse im oberen Bereich wird bei der Schwenkbewegung eine horizontale Wegänderung sowie eine Höhenänderung des Stapels erreicht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Untergreifer in den Seitenteilen der Vorrichtung und relativ zu den Obergreifern höhenverstellbar angeordnet. Die Höhenverstellung erfolgt hierbei vorteilhafter Weise durch Servomotoren oder Pneumatik-oder Hydraulikzylinder. Hierdurch wird auf einfache Art und Weise ein Klemmen des Stapels zwischen Obergreifern und Untergreifern ermöglicht, so dass der Stapel beim Schwenkvorgang sicher gehalten wird. Da die Klemmung zu jeder Zeit während des Schwenkvorgangs ausgeübt werden kann, kann der Stapel in einer vorteilhaften Weise zunächst ungeklemmt geschwenkt werden, bis zu einem Schwenkwinkel von 70°. Hierdurch wird sich der Stapel selbständig am Stapelanschlag sowie den Untergreifern ausrichten. Falls erwünscht, kann die Ausrichtung des Stapels noch durch zusätzliche Vibrationen der Schwenkgabel unterstützt werden. Nachdem Ausrichtevorgang, also etwa ab einem Schwenkwinkel von 70° kann dann die Klemmung des Stapels erfolgen, um diesen beim weiteren Schwenkvorgang sicher zu halten.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Obergreifer als Rollschienen ausgeführt. Diese Ausführungsform hat mehrere Vorteile. Zum Einen können nach dem Wendevorgang die Rollschienen unter dem Stapel heraus bewegt werden, ohne dass es zu Schleifspuren auf den Zuschnitten kommt, da sich die Riemen direkt unter dem Stapel abrollen. Gleichzeitig ist es bei Verwendung mehrerer Rollschienen möglich, auch Stapeln aus unsymmetrischen Zuschnitten die maximale Unterstützung zu geben, da die Rollschienen unterschiedlich weit relativ zum Stapel eingefahren werden können und beim Herausziehen auch einzeln bewegt werden können.
  • Erfindungsgemäß sind die Untergreifer und / oder Obergreifer quer zur Einlaufrichtung der Stapel frei positionierbar angeordnet. Hierdurch ist eine einfache Anpassung an unterschiedliche Zuschnittformate möglich. Bei der Verwendung von mehr als zwei Untergreifern und /oder Obergreifern ist zusätzlich eine weitere Anpassung an unsymmetrische Zuschnitte auf einfache Weise möglich.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Schwenkgabel über eine Höhenverstellvorrichtung verstellbar. Die Höhenverstellvorrichtung ist hierbei an den Seitenteilen der Vorrichtung angebracht und die Schwenkachse ist in Führungen in den Seitenteilen der Vorrichtung gelagert. Hierdurch ist eine einfache Höhenanpassung des gewendeten Stapels relativ zum Reststapel im Einleger möglich. Ebenso kann während des Herausziehens der Rollschienen die Schwenkgabel dem sich abbauenden Reststapel im Einleger weiter angepasst werden. Dadurch bleibt der Abstand zwischen Oberkante des Reststapels und Unterkante des gewendeten Stapels nahezu konstant, was sich positiv auf das Fallverhalten des gewendeten Stapels auswirkt. Vorteilhafter Weise ist die Höhenverstellvorrichtung schräg in den Seitenteilen der Vorrichtung angebracht und die Schwenkachse ist in schräg verlaufenden Führungen in den Seitenteilen der Vorrichtung gelagert. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Höhenverstellvorrichtung beispielsweise aus einer Zahnstange und einem angetriebenen Zahnrad bestehen. Jedoch ist auch jede andere motorische, pneumatische oder hydraulische Höhenverstellung möglich.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Transportvorrichtung für den Transport der Stapel in die Schwenkgabel zweigeteilt ausgeführt. Der erste Teil der Transportvorrichtung befindet sich in der Stapelzuführvorrichtung und geht bis kurz vor Beginn der Schwenkgabel. Der zweite Teil der Transportvorrichtung erstreckt sich über die Tiefe der Schwenkgabel. Vorteilhafter Weise besitzen beide Transportvorrichtungen unabhängige Einzelantriebe. Hierdurch können sie über Sensoren und Steuerungen separat betrieben werden. Auch unterschiedliche Geschwindigkeiten sind hierdurch möglich. Dadurch können unterschiedlich große Lücken zwischen den einzelnen Stapeln kompensiert und immer gewährleistet werden, dass sich ein neuer Stapel in Warteposition befindet, während die Schwenkgabel einen Stapel wendet.
  • In einem Erfindungsgemäßen Verfahren werden die Stapel in folgenden Verfahrensschritten gewendet:
    1. a) Zuführen eines Stapels in die Schwenkgabel bis an einen Stapelanschlag
    2. b) Anheben des Stapels mittels höhenverstellbarer Untergreifer oder durch Drehen der Schwenkgabel
    3. c) Schwenken der Schwenkgabel bis zu einem Schwenkwinkel von etwa 70°
    4. d) Ausrichten des Stapels am Stapelanschlag und Untergreifern
    5. e) Klemmen des Stapels zwischen Untergreifern und Obergreifern durch weitere Höhenverstellung der Untergreifer
    6. f) Weiterführung des Schwenkvorgangs bis in die Endposition
    7. g) Zurückfahren der Obergreifer
    8. h) Ablegen des gewendeten Stapels
    9. i) Zurückdrehen der Schwenkgabel und Ausfahren der Obergreifer in die Ausgangsposition
    10. j) Wiederholung der Schritte a) bis i), bis alle Stapel abgearbeitet sind.
  • Die Stapeln werden dabei bis zu einem Schwenkwinkel von etwa 70° ausgerichtet. Dadurch, dass der Schwenkwinkel auch größer als 180° sein kann, können die Stapel auch auf einer schiefen Ebene abgelegt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Stapelzuführvorrichtung, Wendestation und Einleger
    Fig. 2
    zeigt die Vorrichtung von Fig. 1 nach Abschluss des Wendevorganges
    Fig. 3
    zeigt die wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Wendestation in einer perspektivischen Seitenansicht
    Fig. 4
    zeigt die wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Wendestation in einer weiteren perspektivischen Seitenansicht
    Fig. 5
    zeigt einen Schnitt durch einen Obergreifer
    Fig. 6a-6h
    zeigen den Bewegungsablauf des Schwenkvorganges in schematischen Darstellungen
    Fig. 7a-7d
    zeigen alternative Teilbewegungsabläufe beim Schwenkvorgang in schematischen Darstellungen
  • Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Wenden von Stapeln 5. Die Stapel 5 werden über eine Stapelzuführvorrichtung 2 der Schwenkgabel 12 einer Wendestation 3 zugeführt. Die Zuführung der Stapel 5 erfolgt über Rollenwangen 6, wobei die Stapel 5 an einem Stapelausrichteblech 7 seitlich ausgerichtet werden. Das Stapelausrichteblech 7 kann vorteilhafter Weise Höhenmarkierungen 37 aufweisen. Dies hilft dem Bediener, jeweils die zulässigen Stapelgewichte aufzulegen, um innerhalb der zulässigen Toleranzen zu bleiben. Die Stapel 5 werden bis an einen Stapelanschlag 11 der Schwenkgabel 12 von den Rollenwangen 6 transportiert. Alternativ kann der Transport auch durch ein geteiltes Rollenwangensystem 6, 6' geschehen, wie später anhand Figur 7a näher erläutert wird. Unterhalb zwischen den Rollenwangen 6 sind Untergreifer 10 der Schwenkgabel 12 angeordnet. Diese sind höhenverstellbar und heben den in die Schwenkgabel 12 eingeführten Stapel 5 an. Der Stapel wird alternativ auch durch Verschwenken der Schwenkgabel angehoben. Die Schwenkgabel 12 weist weiterhin Obergreifer 9 auf Die Obergreifer 9 sind über Antriebsköpfe 24 und die Untergreifer 10 über eine Quertraverse 26 und Seitenteile 25 schwenkbar um eine Schwenkachse 8 an dieser angeordnet. Beim Schwenkvorgang richtet sich der Stapel 5 an den Untergreifer 10 und dem Stapelanschlag 11 aus und wird durch weitere Höhenverstellung der Untergreifer 10 relativ zu den Obergreifern 9 zwischen diesen eingeklemmt. Bei der weiteren Schwenkbewegung ruht der Stapel 5 nun auf den Obergreifern 9. Am Ende der Schwenkbewegung werden die Obergreifer 9 zurückgefahren und der Stapel 5 fällt durch einen von vier Seiten geschlossenen Schacht, gebildet aus Stellzungen 14, seitlichen Stapelführungen 13 und dem Stapelanschlag 11 geführt in den Einleger 4.
  • In Figur 2 ist der Zustand am Ende der Schwenkbewegung dargestellt. Der Stapel 5 befindet sich gewendet, eingeklemmt zwischen Obergreifern 9 und Untergreifern 10.
  • In Figur 3 und 4 sind die wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Wendestation 3 innerhalb der Vorrichtung 1 dargestellt. Die Wendestation 3 weist eine Schwenkgabel 12 auf, die Obergreifer 9 und Untergreifer 10 sowie einen Stapelanschlag 11 aufweist. Der Stapelanschlag 11 ist auf den Untergreifern 10 verstellbar angebracht. Hierdurch kann die Schwenkgabel 12 einfach auf unterschiedliche, auch asymmetrische Stapelformate eingestellt werden. Bei kleinen Zuschnittbreiten kann der Stapel mit nur einem Untergreifer 10 gewendet werden. Um ein Kippen des Stapels zu verhindern, kann vorteilhafter Weise auf den Untergreifer 10 ein Aufsteckschuh 35 angebracht werden. Hierdurch erhöht sich die Auflagefläche für den Stapel, was eine Ausrichtung des Untergreifers zum Stapelschwerpunkt erleichtert. Vorteilhafter Weise ist der Aufsteckschuh schmaler als zwei Untergreifer nebeneinander. Die Obergreifer 9 sind als Rollschienen 22 ausgebildet, die über Riemen 21, die über einen Motor 17, eine Zahnriemenscheibe 20, einen Zahnriemen 23 und eine Vierkantwelle 16 angetrieben werden (wie weiter unten zu Figur 5 näher ausgeführt). Beim Wenden des Stapels oder im Falle der Notaus-Funktion könnten die Rollschienen 22, je nach Position der Schwenkgabel 22 (z. B. in senkrechter Stellung), langsam nach unten rutschen. Dies wird vorteilhafter Weise durch das Drehmoment des kurzgeschlossenen Motors 17 sowie durch eine Federkraftbremse 36 verhindert.
  • Die Obergreifer 9 sind in sogenannten Antriebsköpfe 24 gelagert. Die Antriebsköpfe 24 sind auf der Schwenkachse 8 gelagert, um die die komplette Schwenkgabel 12 geschwenkt werden kann. Die Untergreifer 10 sind an einer Quertraverse 26 befestigt, die in Führungen 18 in den Seitenteilen 25 der Schwenkgabel 12 gelagert sind und über einen Linearantrieb 15 relativ zu den Obergreifern 9 in der Höhe verstellt werden können. Bei dem Linearantrieb kann es sich um einen Stellmotor, Pneumatikzylinder oder Hydraulikzylinder handeln.
  • Die Funktionsweise der Obergreifer 9 ist aus Figur 5 zu erkennen. Innerhalb der Rollschiene 22 verläuft ein Riemen 21, der über diverse Rollen 34 und eine Antriebswelle 16 geführt ist. Mittels eines Spannelements 27 ist die Riemenspannung einstellbar. Durch den Antrieb des Riemens 21 über die Antriebswelle 16 wird die Rollschiene in Pfeilrichtung relativ zum Antriebskopf 24 verschoben.
  • In den Figuren 6a - 6h ist nun in schematischen Darstellungen der Bewegungsablauf der erfindungsgemäßen Wendevorrichtung dargestellt.
  • In Figur 6a ist dargestellt, wie der Stapel 5 in die Schwenkgabel 12 bis an den Stapelanschlag 11 von der Stapelzuführeinrichtung 2 eingefahren wird. Danach (Figur 6b) beginnt die Schwenkgabel 12 mit ihrer Schwenkbewegung um die Schwenkachse 8 und hebt den Stapel 5 an. Während dieser Bewegung richtet sich der Stapel 5 an den Untergreifern 10 und dem Stapelanschlag 11 aus. Dieser Ausrichtevorgang ist bei etwa 70° der Schwenkbewegung abgeschlossen und die Untergreifer 10 bewegen sich in Richtung Obergreifer 9 (Figur 6c) und klemmen den Stapel 5 zwischen Obergreifer 9 und Untergreifer 10 ein. Der Stapel 5 wird weiter geschwenkt bis in seine Endlage, die in der vorliegenden Darstellung bei etwa 195° Schwenkwinkel liegt (Figur 6d).
  • Figur 6d zeigt weiterhin zwei Sensoren 29, 30. Der Sensor 29 ist manuell vom Bediener in der Höhe einstellbar und liefert Signale an die Schwenkgabel 12, wenn der im Einleger 4 noch befindliche Stapel bis auf eine Sollhöhe abgearbeitet ist, so dass ein neuer Stapel 5 gewendet und aufgelegt werden sollte. Der untere Sensor 30 ist ebenfalls in seiner Höhe einstellbar und liefert ein Signal, wenn der im Einleger 4 noch befindliche Stapel bis auf eine kritische Minimalhöhe abgebaut worden ist, ohne dass ein neuer gewendeter Stapel aufgelegt wurde. Als Folge dieses Signals kann eine nachfolgende Maschine abgeschaltet werden. Nach dem abgeschlossenen Wendevorgang wird nun, wie in Figur 6e dargestellt, die Schwenkgabel 12 anhand der Höhenverstellvorrichtung 31 (Figur 1) in der Höhe bis nahezu auf die Oberkante des Reststapels abgesenkt. Nun werden die Obergreifer 9, die, wie bereits beschrieben, als Rollschienen 22 ausgebildet sind, herausgezogen. Beim Herausziehen der beweglichen Rollschienen 22 bleibt der Stapel 5 zwischen Obergreifer 9 und Untergreifer 10 geklemmt. Durch die Klemmung wird ein zu frühes Herausrutschen aus der Schwenkgabel 12 vermieden. Nachdem die Rollschienen 22 komplett unter dem Stapel 5 herausgezogen worden sind, fällt der gewendete Stapel 5 (Figur 6f) nun nahezu als Block durch einen von vier Seiten geschlossenen Schacht, gebildet aus Stellzungen 14, seitlichen Stapelführungen 13 und Stapelanschlag 11 geführt in den Einleger. Zur Unterstützung kann zusätzlich die Schwenkgabel 12 mittels der Höhenverstellvorrichtung 31 in Pfeilrichtung abgesenkt werden. Die Steuerung für die Höhenverstelleinrichtung 31 erfolgt hierbei über Sensoren 29 und eine nicht näher dargestellte Steuereinheit. Danach dreht die Schwenkgabel 12 zurück bis etwa 15° vor ihrer senkrechten Position. Gleichzeitig fährt die Schwenkgabel 12 in Pfeilrichtung mittels der Höhenverstelleinrichtung 31 in ihre oberste Position. Danach fahren die ausfahrbare Rollschienen 22 in Ausgangsstellung und die Schwenkgabel dreht komplett zurück in Ausgangsstellung (Figur 6h).
  • In Figur 7a ist ein alternativer Teilbewegungsablauf bei der Zuführung des Stapels 5 in die Schwenkgabel 12 dargestellt. Im Unterschied zu der Stapelzuführung gemäß Figur 6a sind in Figur 7a die Rollenwangen 6 und 6' zweigeteilt. Die Rollenwangen 6 transportieren die Stapel in der Stapelzuführvorrichtung 2 und haben einen eigenen, nicht weiter dargestellten Antrieb. Der Transport des Stapels 5 in die Schwenkgabel 12 wird von Rollenwangen 6', die von einem eigenen, nicht näher dargestellten Antrieb angetrieben werden, übernommen. Gesteuert werden die Rollenwangen 6, 6' über nicht näher dargestellte Sensoren und eine Steuerung. Die Stapel 5 werden in der Stapelzuführvorrichtung bis in eine Parkposition am Ende der Rollenwangen 6 transportiert. Befindet sich die Schwenkgabel 12 in Aufnahmeposition, erhalten die beiden Rollenwangen 6, 6' das Signal für den Transport des nächsten Stapels 5 in die Schwenkgabel 12. Aufgrund der unabhängigen Antriebe werden unterschiedliche Lücken bei der Stapelzuführvorrichtung 2 kompensiert.
  • In den Figuren 7b bis 7d ist ein weiterer alternativer Teilbewegungsablauf bei der Ablage des gewendeten Stapels 5 in den Einleger 4 dargestellt. Der Einleger 4 kann optional eine in der Höhe sowie ein- und ausfahrbare Stapelvorderkantenstütze 28 aufweisen, die nun ausgefahren wird, um die Stapelvorderkante des geschwenkten Stapels 5 aufzunehmen. Der geschwenkte Stapel 5 liegt auf den Obergreifern 9 und auf der Stapelvorderkantenstütze 28 auf. Wie in den Figuren 7c und 7d dargestellt, werden nun die Obergreifer 9, die wie bereits beschrieben als Rollschienen ausführt sind, herausgezogen. Gleichzeitig wird die Stapelvorderkantenstütze 28 herausgezogen. Der gewendete Stapel 5 fällt nun (Figur 7d), wie bereits weiter oben beschrieben, durch einen von vier Seiten geschlossenen Schacht, gebildet aus Stellzungen 14, seitlichen Stapelführungen 13 und dem Stapelanschlag 11 geführt in den Einleger 4.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung zum Wenden von Stapeln
    2
    Stapelzuführvorrichtung
    3
    Wendestation
    4
    Einleger
    5
    Stapel
    6, 6'
    Rollenwangen
    7
    Stapelausrichteblech
    8
    Schwenkachse
    9
    Obergreifer
    10
    Untergreifer
    11
    Stapelanschlag
    12
    Schwenkgabel
    13
    seitliche Stapelführungen im Einleger
    14
    Stellzungen
    15
    Linearantrieb
    16
    Antriebswelle
    17
    Motor
    18
    Führung
    19
    Führungselement
    20
    Zahnriemenscheibe
    21
    Riemen
    22
    Rollschiene
    23
    Zahnriemen
    24
    Antriebskopf
    25
    Seitenteil der Schwenkgabel
    26
    Quertraverse
    27
    Spannelement
    28
    Stapelvorderkantenstütze
    29
    Sensor
    30
    Sensor
    31
    Höhenverstellvorrichtung
    32
    Seitenteil der Vorrichtung
    33
    schräg verlaufende Führungen
    34
    Umlenkrollen
    35
    Aufsteckschuh
    36
    Federkraftbremse
    37
    Höhenmarkierung

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Wenden von Stapeln (5) aus bogenförmigem Material mit einer Vorrichtung zum Transport (2) der Stapel (5) in eine Schwenkgabel (12), einer Wendestation (3), wobei die Schwenkgabel (12) mindestens einen Obergreifer (9), mindestens einen Untergreifer (10) und mindestens einen Stapelanschlag (11) aufweist, und wobei die Schwenkgabel (12) auf der einen Seite eine Öffnung zur Einfuhr von Stapeln (5) aufweist und an ihrem anderen Ende um eine horizontale Schwenkachse (8), die quer zur Einlaufrichtung der Stapel (5) verläuft, schwenkbar gelagert ist, wobei
    die Schwenkachse (8) außermittig zur Schwenkgabel (12) angeordnet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Untergreifer (9) und / oder Obergreifer (10) quer zur Einlaufrichtung der Stapel (5) frei positionierbar angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schwenkachse (8) im oberen Bereich der Schwenkgabel (12) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Schwenkwinkel der Schwenkgabel (12) größer als 180° sein kann.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Untergreifer (10) in Führungen in den Seitenteilen (25) der Schwenkgabel (12) und relativ zu den Obergreifern (9), höhenverstellbar, angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Höhenverstellung der Untergreifer (10) über Servomotoren oder Pneumatik- oder Hydraulikzylinder erfolgt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Obergreifer (10) als Rollschienen (22) ausgeführt sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Obergreifer (10) senkrecht zur Schwenkachse 8 frei in ihrer Länge einstellbar sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schwenkgabel (12) mehr als zwei Untergreifer (9) und / oder mehr als zwei Obergreifer (10) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schwenkgabel (12) über eine Höhenverstellvorrichtung (31) in ihrer Höhe verstellt werden kann.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Höhenverstellvorrichtung (31) an den Seitenteilen (32) der Vorrichtung (1) angebracht ist und die Schwenkachse (8) in Führungen (33) in den Seitenteilen (32) der Vorrichtung (1) gelagert ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Höhenverstellvorrichtung (31) über Sensoren (29) gesteuert wird.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Führungen (33) schräg in den Seitenteilen (32) der Vorrichtung (1) verlaufen.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Transportvorrichtung für den Transport der Stapel (5) in die Schwenkgabel (12) zweigeteilt ausgeführt ist, wobei die Transportvorrichtung en 6 und 6' jeweils eigene unabhängige Antriebe aufweisen.
  14. Verfahren zum Wenden von Stapeln aus bogenförmigem Material,
    gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
    a) Zuführen eines Stapels in die Schwenkgabel bis an einen Stapelanschlag
    b) Anheben des Stapels mittels höhenverstellbarer Untergreifer oder durch Drehen der Schwenkgabel (12)
    c) Schwenken der Schwenkgabel bis zu einem Schwenkwinkel von etwa 70°
    d) Ausrichten des Stapels am Stapelanschlag und Untergreifern
    e) Klemmen des Stapels zwischen Untergreifern und Obergreifern durch Höhenverstellung der Untergreifer
    f) Weiterführung des Schwenkvorgangs bis in die Endposition
    g) Zurückfahren der Obergreifer
    h) Ablegen des gewendeten Stapels
    i) Zurückdrehen der Schwenkgabel und Ausfahren der Obergreifer in die Ausgangsposition
    j) Wiederholung der Schritte a) bis i), bis alle Stapel abgearbeitet sind.
  15. Verfahren nach Anspruch 14 mit dem zusätzlichen Verfahrensschritt, dass die Schwenkgabel zur Anpassung an die Position des Reststapels in ihrer Höhe verstellt wird.
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