TWI635993B - 用於加工板片形式元件的機器 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用於加工板片形式元件(10)之機器，該機器包含鏈條組(80)及在該等鏈條組中產生張力之至少一張力器裝置(50)。
根據本發明，該鏈條組張力器裝置包含能夠產生一可變力(Fv)之驅動構件(51)，該可變力(Fv)之強度取決於機器之瞬時生產率。
鏈條組磨損經極大地減少，且該等鏈條組(80)之壽命經相當大地延長。

Description

用於加工板片形式元件的機器
本發明係關於用於加工板片形式元件之機器，其包含鏈條組張力器。
本發明之有利(但非排他)應用可見於用於轉換紙或紙板之板片以用於製造包裝之機器的領域中。
用於加工板片形式元件之機器包含一系列工作台，可能包括一包含用於轉換板片之平板壓機的工作台。
實際上，常見實踐為在用於加工板片形式元件之機器中進行轉換紙或紙板之板片的操作。此可(例如)為印刷操作，包括藉由熱壓印(即，藉由使用壓力來塗覆自一或多個壓印條獲取之著色或金屬化薄膜)來印刷文字及/或圖案。此操作亦可涉及壓紋或刻痕，此意謂使板片變形以便將凸紋印於其上。其亦可涉及切割以便切割板片以將其轉換為一或多個複製品。在工業中，此轉換操作通常係使用垂直平板壓機而執行，板片經一次一個地引入至該垂直平板壓機中。
在圖1中示意性地描繪之機器的實施例中，在工作台300中執行轉換每一板片之操作，工作台300包含在水平固定之平板與經裝設有按垂直往復運動而運動之能力的平板之間的平板壓機。其他台可(例如)在切割之後執行排出廢料之工作，或在切割之後執行分離複製品之工作，或執行接收複製品或已轉換之板片的工作。因為用於加工板片 形式元件之此類型之機器為自動化的，所以提供輸送器裝置70以將每一板片依次運送至工作台中之每一者。
實務上，此通常為裝配有夾持器之一系列橫向棒。通常已知為夾持棒75之此等橫向棒各自又在將板片依次牽拉至機器之各種工作台中之前在其前邊緣處抓取板片。
夾持棒75之末端各自分別連接至形成環(通常已知為鏈條組80)之側向鏈條。專利EP-B-448 943及EP-B-680 906詳細描述夾持棒及鏈條組之範例性實施例。
由於傳輸至鏈條組80之運動，所有夾持棒75將自靜止位置起動、將加速、將達到最大速度、將減速且接著停止，因此描述對應於板片自一工作台至下一工作台之傳送的加速度及速度循環。每一台與通常已知為機器循環之此循環同步地執行其工作。運動、加速度、速度、力常常表示於對應於機器循環之曲線上，其中橫座標值在0°與360°之間變化。在此種曲線上之橫座標值通常已知為壓力角(AM)。在圖1中示意性地描繪之機器包含八個夾持棒75。結果，在此機器中，夾持棒將每八個機器循環佔用一給定位置。
振動現象沿鏈條組80發生且干擾其動態行為。為了限制此等振動現象，彈簧用以充當鏈條組80之張力器，從而將力施加至與鏈條接觸的導引裝置，該導引裝置(例如)可能為滑輪。
隨著機器生產率增加，夾持棒75及鏈條組80經受愈來愈高之機械應力且因此必須愈來愈強。振動現象亦更為 劇烈，且指示使用施加增加之張力的愈來愈強力之彈簧，且此進一步增加鏈條組80上之機械應力，藉此減少其使用壽命且增加故障或斷裂的風險。接著有必要加強鏈條組80，且因此增加將在每一循環期間使鏈條組80加速及減速之驅動及制動元件的動力。
藉由本發明之標的所處理的技術問題因此為改良用於減少沿鏈條組80之振動現象之裝置。
根據本發明，所述技術問題之解決方案在於：用於加工板片形式元件之機器組合地包含由技術方案1所定義的所有特徵。
本發明亦係關於在隨後之描述的過程期間將變得顯而易見之可選有利特徵，且應單獨或以附屬技術方案2至10定義之任何技術組合考慮該描述。
藉由非限制性實施例給出的此描述意欲提供對本發明之本質及可體現本發明之方式的較好理解。該描述係參看所附圖式而給出。
應理解，遍及此本文，術語「板片(sheet)」或「板片形式元件(element in sheet form)」或甚至「板片元件(sheet element)」極其一般而言表示呈板片形式之任何印刷支撐件，諸如紙板、紙、塑膠等之板片。
圖1描繪用於板片之轉換的平板壓機。此加工機器1習知地由若干個工作台組成，該若干個工作台彼此並置但 彼此相互依賴以便形成單元總成。因此，存在饋送台100、饋送板200、平板型轉換裝置300、廢料排放台400及接收台500。
圖2示意性地描繪習知壓印機。饋送台100係自堆疊有複數個板片10(例如，紙板之板片)之集裝架101饋送。藉由夾持棒75接連地自堆疊之頂部取出此等板片，該夾持棒75能夠將該等板片輸送至直接鄰近之饋送板200。在某些機器中，自堆疊之底部移除板片。應注意，此饋送台100及饋送板200完全為標準的，且因此僅出於清晰起見，此處未更詳細地描繪饋送台100及饋送板200。
在饋送板200處，直接藉由夾持棒75將板片(10)安放於一層中，此意謂該等板片(10)係相繼部分重疊地安放。接著朝向平板型轉換裝置300向前驅動整個層。為此，使用習知帶式輸送器系統，再次出於清晰之明顯理由而未描述該帶式輸送器系統。在層之末端處，(例如)使用前規及側規準確地系統地定位鉛片。
在圖2中示意性地描繪之機器中，緊接地位於饋送板200之後的工作台300包含平板型轉換裝置。最後，在圖2中描繪之壓印機包含允許經由工作台300及400將自饋送板200引出之每一板片個別地向前移動遠至接收台500之輸送組件。
正如在圖1中示意性地描繪之機器中，輸送器裝置70使用經由側向地配置於壓印機之每一側上的兩個鏈條組80而裝設以具有橫向平移行動性之一系列夾持棒75。每一鏈 條組80以環形行進，此允許夾持棒75沿接連地通過平板壓機300、廢料排放台400及接收台500的軌道而行。
在機器中加工板片之過程結束於接收台500，接收台500之主要功能為將已轉換之板片10形成回一堆疊。在圖2中描繪之壓印機的狀況下，此等已轉換之板片10可為已經歷壓印操作之板片10。在其他機器中，此等已轉換之板片10可為藉由在平板型切割壓機中切割板片10所獲得之複製品。為了執行該操作，輸送器裝置70經配置以在板片10或複製品與此新堆疊對齊時自動地釋放板片10或複製品，且因此板片10或複製品筆直地掉落至堆疊之頂部上。
在根據先前技術之加工機器中，兩個鏈條組80經受由一或多個張力器產生之張力。此或此等張力器可沿鏈條組80之路徑以相等優先性定位於機器中，且將力施加至鏈條導引裝置(例如，滑輪)。由張力器裝置施加至鏈條導引裝置之力由鏈條組80及鏈條組80驅動之夾持棒75經受的最大振動現象判定，即，由機器之最大生產率判定。當鏈條組80之磨損使其動態行為降級時，機器之生產率接著不得不減小或張力器之動力不得不增加。張力器裝置最常由在牽引或在壓縮下工作之彈簧組成。然而，所施加之力亦可由任何類型之回復裝置(諸如，懸垂塊狀物)產生。張力器裝置亦能夠適應由鏈條組磨損及膨脹導致之任何晃動。
正如在先前技術中，根據本發明之張力器裝置可位於沿鏈條組80之路徑的任何位置處。
根據本發明，張力器包含能夠產生可變力之至少一驅 動構件51，該可變力之強度取決於機器之瞬時生產率。此意謂張力器係動態的且根據機器之生產率恆定地調適施加至導引裝置之力。此係因為沿鏈條組80之振動隨機器生產率而增加且必須相應地調整張力。機器之瞬時生產率是界定成用於處理機器1的板片形式的元件10的速率，其可被連續地測量。
為了執行此操作，張力器裝置因此包含通常將為馬達之驅動構件51。儘管可使用任何類型之馬達，但將有利地使用線性馬達。此係因為希望控制由張力器裝置施加之力。現在，習知馬達將在運動方面受控制且將需要量測將由閉環控制調節之鏈條組中的張力，然而對於線性馬達，藉由電流控制等效於直接控制由馬達施加之力且因此等效於直接控制鏈條組中之張力。結果，藉由使用由電流控制之線性馬達，不再存在量測鏈條組80中之張力的任何需要，可使用開環控制調節該張力。
因此，鏈條組80中之張力亦將隨機器之瞬時生產率而變化，且此將提供有效保護以對抗振動現象，同時限制鏈條組80上之應力。此情形使得有可能顯著地減緩鏈條磨損及顯著地增加鏈條壽命。
圖3及圖4示意性地描繪本發明之一範例性實施例，其中張力器裝置位於對應於圖1及圖2之工作台500的機器之排出台處。
根據本發明之動態張力器可每鏈條組80包含一驅動構件，或者如在圖3中描繪之特別有利的實施例中，包含藉 由將力同時施加至兩個導引裝置90而在兩個鏈條組80中同時產生張力的單驅動構件51，此等導引裝置90為每鏈條組80有一導引裝置。
此外，動態張力器可藉由壓縮(即，藉由推動鏈條組)或者藉由牽引(換言之，藉由牽拉鏈條組)將張力施加至鏈條組80。有利地，將藉由牽引施加張力。此係因為且如在圖3中已描繪，僅此類型之施加允許使用帶55，而壓縮指示使用較複雜且較昂貴之機械組件。
此外，帶55可易於與滑輪組56合作，即，與包含用於逐步降低由驅動構件51產生之牽引力之滑輪的裝置合作。
在已在圖3中示意性地描繪之根據本發明之動態張力器的實施例中，藉由將由單一線性馬達51產生之力施加至兩個鏈條導引裝置而在鏈條組中產生牽引力。此力係經由與滑輪組56合作之帶55而施加，滑輪組56將由線性馬達51產生之力逐步降低為四分之一。此情形允許使用動力不太強大且因此較便宜之線性馬達。
圖4示意性地描繪本發明之一特別有利的實施例，其中張力器裝置藉由作用於專用鏈條導引裝置而在鏈條組80中產生張力，鏈條導引裝置之末端中之一者能夠相對於機器之框架作平移運動。此實施例使得有可能在鏈條組80中產生顯著張力，同時限制鏈條導引裝置之運動。舉例而言，若將力施加至定位於鏈條組之路徑之上部分中間之滑輪，則為了在鏈條組80中產生相同張力，相比於在圖4中描繪 之導引裝置實行之運動，將需要大得多的滑輪運動。
鏈條導引裝置之兩個末端可能夠作平移運動，但特別有利的為使僅一個末端能夠作平移運動且將鏈條導引裝置連接至擺動桿之末端，擺動棒之另一末端繞緊固至框架的樞軸銷自由旋轉。與鏈條導引裝置之兩個末端僅能夠作平移運動之實施例相比，已在圖4中描繪之此特定實施例允許鏈條導引裝置之第二末端實行接近於平移運動之運動，同時極大地減少摩擦。
作為一選項，張力器裝置50亦包含產生施加至鏈條導引裝置90之實質上恆定之力Fc的至少一回復裝置65。此係因為，總是需要在鏈條組80中產生最小張力。此最小力使得有可能(例如)適應由鏈條組80之磨損或膨脹導致之晃動。結果，產生實質上恆定之力Fc之回復裝置65的存在允許使用動力較不強大之驅動構件51且使得有可能節省由此驅動構件消耗之能量。另外，在驅動構件51或其控制電路之故障的情況下，由於在鏈條組中存在此最小張力，機器仍可使用，但生產率減小。
在圖4中，所描繪之回復裝置為在壓縮下工作的彈簧。然而，可使用任何類型之回復裝置，例如，經由其重量之作用而施加牽引力的塊狀物。
最後，圖5b至圖5e之系列說明特別有利之實施例。圖5a描繪對於相同瞬時機器生產率在機器循環期間(壓力角AM因此為自0°變化至360°的橫座標軸)力Fv(Fv因此為曲線之縱座標)的變化，在該循環期間由驅動構件51產生 之可變力Fv僅取決於此瞬時生產率。該曲線在邏輯上為直線，且在此機器循環上為恆定之Fv的值僅取決於在此循環期間之機器的生產率。
現在，已見到，在機器循環期間，鏈條組80為靜止的以使得可在工作台中轉換板片形式元件10，且接著加速以輸送板片形式元件10，接著在板片形式元件10正確地定位於下一工作台中時減緩至停止。結果，在鏈條組80內之振動現象在機器循環期間極大地變化。振動現象在鏈條組80靜止時為零，接著隨著鏈條組80加速而急劇增加，接著減小，等等。因此，特別有利為使由驅動構件51產生之可變力Fv不僅隨機器之瞬時生產率而變化，而且隨在機器循環期間自0°變化至360°之壓力角AM而變化。
因此，圖5b表示在機器循環期間由驅動構件51產生之可變力Fv的改變，在機器循環之過程中，機器之生產率為恆定的，假設鏈條組中之振動現象在鏈條組正減速時低於鏈條組正加速時或其處於最大速度時。在此情形中，由驅動構件51產生之可變力Fv僅在鏈條組正加速時或在鏈條組處於其最大速度時處於最大值。該圖完全說明能量節省且尤其是由鏈條組內之張力施加至該等鏈條組之應力的極其顯著之減小。此類型之控制允許相當大地增加鏈條組之壽命同時減少鏈條磨損。
圖5c說明由驅動構件51產生之可變力Fv之改變亦取決於其他參數的事實。對應於圖5c之機器的鏈條組將比對應於圖5b之機器的鏈條組更快速地加速及減速，此事實由 可變力Fv之變化的較陡梯度表明。
圖5d及圖5e說明在機器循環期間之振動現象的精細分析可允許使可變力Fv在機器循環之過程期間以較複雜方式變化以便最佳化鏈條組80之壽命的事實。
在圖5b至圖5e中，由驅動構件51產生之可變力Fv有時具有零值。此係因為，此等圖對應於張力裝置50亦包含回復裝置65之實施例，回復裝置65產生實質上恆定之力Fc，如較早所解釋。圖5d及圖5e因此對應於裝備有極其有效之張力器裝置50的機器。
應注意，在本發明之上下文中，加工機器之觀念涵蓋廣泛多種實施例，此係因為此等總成之模組結構。取決於所使用之工作台的數目、性質及佈局，實際上有可能獲得眾多不同的加工機器。
強調除了在機器之描述之上下文中已提及的彼等工作台，亦存在其他類型之工作台亦係重要的。舉例而言，此處之想法轉向切割台、複製品分離台、廢料排出台、壓印條饋送台等。最後，必須理解，同一加工機器可極其良好地裝備有相同類型之若干個台。
1‧‧‧加工機器
10‧‧‧板片/板片形式元件
50‧‧‧張力器裝置
51‧‧‧驅動構件
55‧‧‧帶
56‧‧‧滑輪組
65‧‧‧回復裝置
70‧‧‧輸送器裝置
75‧‧‧夾持棒
80‧‧‧鏈條組
90‧‧‧鏈條導引裝置
91‧‧‧鏈條導引裝置之末端
95‧‧‧擺動側向桿
96‧‧‧擺動側向桿之一末端
97‧‧‧擺動側向桿之另一末端
100‧‧‧饋送台
101‧‧‧集裝架
200‧‧‧饋送板
300‧‧‧平板型轉換裝置
400‧‧‧廢料排放台
500‧‧‧接收台
AM‧‧‧壓力角
Fc‧‧‧恆定力
Fv‧‧‧力
圖1以極其示意性方式說明用於加工板片形式元件之機器；圖2展示平板型壓印機；圖3為本發明之一特定實施例之自上部的示意圖；及圖4為本發明之一特定實施例的示意性側視圖。
圖5a是描繪對於相同瞬時機器生產率在機器循環期間力Fv的變化的圖表。
圖5b和5c是表示在機器循環期間由驅動構件產生之可變力Fv的改變的圖表。
圖5d和5e是說明在機器循環期間之振動現象的精細分析的圖表。

Claims (10)

  1. 一種用於加工板片形式元件(10)的機器，其包含複數個工作台(100、200、300、400、500)，一輸送器裝置(70)，其用於將每一板片(10)依次輸送至各種工作台(300、400、500)，該輸送器裝置包含連接至複數個橫向夾持棒(75)之末端的兩個側向鏈條組(80)，該複數個橫向夾持棒(75)能夠藉由其前邊緣抓取該等板片(10)，至少一張力器裝置(50)，其在該等鏈條組(80)中產生一張力，每鏈條組(80)之至少一鏈條導引裝置(90)，其特徵在於：該張力器裝置(50)包含能夠產生一可變力(Fv)之至少一驅動構件(51)，該可變力(Fv)之強度取決於該機器之瞬時生產率，該可變力(Fv)被施加至至少一個鏈條導引裝置(90)，且該張力器裝置亦包含至少一回復裝置(65)，該回復裝置(65)配置成施加一實質上恆定之力(Fc)至鏈條組，該恆定力(Fc)係結合由該驅動構件(51)產生之該可變力(Fv)而施加。
  2. 如申請專利範圍第1項之用於加工板片形式元件的機器，其特徵在於：該驅動構件(51)為一線性馬達。
  3. 如申請專利範圍第2項之用於加工板片形式元件的機器，其特徵在於：該線性馬達(51)由電流控制。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之用於加工板片形式元件的機器，其特徵在於：該回復裝置(65)包含一彈簧或塊狀物，其經由本身重量之作用而施加牽引力。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之用於加工板片形式元件的機器，其特徵在於：由該驅動構件(51)產生之該可變力(Fv)亦隨壓力角(AM)而變化。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之用於加工板片形式元件的機器，其特徵在於：該等鏈條導引裝置(90)之末端(91)中的一者具有相對於該機器(1)之框架的平移行動性，由該驅動構件(51)產生之該可變力(Fv)係施加至該等鏈條導引裝置(90)。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之用於加工板片形式元件的機器，其特徵在於：該驅動構件(51)產生一可變牽引力(Fv)。
  8. 如申請專利範圍第7項之用於加工板片形式元件的機器，其特徵在於：該張力器裝置(50)包含產生一可變牽引力(Fv)之一單一驅動構件(51)，該可變牽引力(Fv)係經由一帶(55)同時施加至兩個鏈條導引裝置(90)。
  9. 如申請專利範圍第8項之用於加工板片形式元件的機器，其特徵在於：該帶(55)與逐步降低由該驅動構件(51)產生之該可變牽引力(Fv)的一滑輪組(56)合作。
  10. 如申請專利範圍第6項之用於加工板片形式元件的機器，其特徵在於：施加有由該驅動構件(51)產生之該可變力(Fv)之每一鏈條導引裝置(90)連接至一擺動側向桿(95)的一末端(96)，該擺動側向桿(95)之另一末端(97)可自由地繞著固定至該機器(1)之該框架的一樞軸銷旋轉。
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