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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und eine Verfahren zum Sammeln
nacheinander zugeführter
flacher Gegenstände,
insbesondere Blätter, nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 13.
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Sammeleinrichtungen
der eingangs genannten Art werden z.B. in Papierhandhabungsanlagen für die Zusammenstellung
aufeinanderfolgend zugeführter
Blätter
zu gewünschten
Blattgruppen bzw. Blattstapeln verwendet. Dabei werden die z.B.
von einer Schneideinrichtung und/oder einer Blattzuführungseinrichtung
bereitgestellten und dann anschließend einzeln oder geschuppt
weitertransportierten Einzelblätter
zu einem Blattstapel zusammengestellt, der dann für die weitere
Verarbeitung zu einer nachfolgenden Bearbeitungsstation wie z.B.
einer Falzeinrichtung, einer Kuvertieranlage oder dgl. transportiert
werden kann.
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Aus
der
EP 0 528 493 B1 ist
eine gattungsgemäße Vorrichtung
zum Sammeln einer Anzahl von der Reihe nach zugeführten Blättern zu
Stapeln bekannt. Dort werden die aufeinanderfolgend zugeführten Einzelblätter zwischen
einem oberen und unteren endlosen Transportriemen zu einem Anschlag
transportiert. Dieser besteht aus einem Anschlaggatter, das zwischen
einer oberen Schwenkstellung, bei der die Blätter an dem Anschlaggatter
abgebremst und zu einem Stapel zusammengestellt werden, und einer
unteren Schwenkstellung zur Freigabe des gebildeten Stapels verschwenkt
werden kann. Bei einer derartigen Sammelvorrichtung muß jedoch
eine gesammelte Blättergruppe
zunächst
vollständig
an dem nach unten verschwenkten Anschlaggatter vorbeitransportiert
werden, bevor dieses zum Sammeln der nächsten Blättergruppe wieder nach oben
verschwenkt werden kann. Zwischen dem letzten Blatt einer vorhergehenden
Blättergruppe
und dem ersten Blatt einer folgenden Blättergruppe muß daher
eine relativ große
Lücke vorgesehen
werden, um den ordnungsgemäßen Abtransport
der gesammelten Blättergruppe
zu gewährleisten.
Da die in Transportrichtung vor einer Sammelvorrichtung angeordneten
Zubringer in der Regel deutlich höhere Fördergeschwindigkeiten als die
Sammelvorrichtung ermöglichen, müssen geeignete
Maßnahmen
vorgesehen werden, um die Blattzuführung zur Sammeleinheit entsprechend
unterbrechen oder verzögern
zu können.
Dies ist jedoch mit einem erheblichen Antriebs- und Steuerungsaufwand
verbunden. Außerdem
wird der Durchsatz einer Papierhandhabungsanlage und damit deren
Taktleistung durch eine derartige Sammelvorrichtung beschränkt.
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In
der
EP 0 455 494 B1 ist
eine Einrichtung zum Sammeln von Blättern offenbart, die zur Verbesserung
des Durchsatzes zwei übereinander
angeordnete separate Zusammentrageinheiten aufweist. Jede der beiden
Zusammentrageinheiten enthält über Umlenkrollen
geführte
obere und untere endlose Transportbänder, zwischen denen eine Sammelstation
zur Erzeugung eines gewünschten
Blattstapels gebildet wird. Zum Sammeln der einer Zusammentrageinheit
nacheinander zugeführten
Blätter sind
auf den jeweiligen Antriebswellen der in Transportrichtung hinteren
Umlenkrollen einander gegenüberliegende
Lagerwalzen angeordnet, die zur Bildung eines Blattstapels stillgesetzt
und für
den Abtransport des gesammelten Blattstapels zur Drehung wieder
freigegeben werden können.
Zwischen einem Blattzubringer und den beiden übereinander angeordneten Zusammentrageinheiten
ist eine Umlenkeinrichtung vorgesehen, durch welche die der Sammeleinrichtung
zugeführten
Blätter
entweder in die obere oder die untere Zusammentrageinheit geleitet werden
können.
Dadurch kann ein zu langes Anhalten des Blattzubringers während eines
normalen Betriebes vermieden werden. Allerdings muss auch bei dieser
bekannten Sammelvorrichtung eine Lücke zwischen dem letzten Blatt
einer vorhergehenden Gruppe und dem ersten Blatt einer nachfolgenden Gruppe
geschaffen werden, damit die Umlenkeinrichtung verschwenken kann.
Außerdem
werden durch die doppelstöckige
Ausführung
der Zusammentrageinheit der bauliche Aufwand und der Platzbedarf
erhöht.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen,
die ein schnelles Sammeln von geschuppt zugeführten flachen Gegenständen und
deren Abtransport ohne wesentliche Laufzeitverzögerung ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen
und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit dem Sammeln
der nächsten Gruppe
auch ohne Bildung von Lücken
bereits während
des Abtransports der vorherigen Flachgutgruppe begonnen werden kann.
Durch die Drehung des Rotationskörpers
kann nicht nur die gewünschte
Anzahl an gesammelten Blättern
zum schnellen Abtransport aus der Zuführungsebene abgelenkt, sondern
gleichzeitig eine neue Aufnahme für die Gegenstände der
nächsten
Gruppe in eine Sammelstellung bewegt werden. Die Drehung des Rotationskörpers kann
durch einen geeigneten Positionierantrieb in Abhängigkeit von einer Sensorik
gesteuert werden, die jeweils einen letzten Gegenstand einer zu
sammelnden Gruppe erfasst. Sobald das jeweilige Gruppenende erreicht
ist, wird der das Anschlagelement bildende Rotationskörper um
einen bestimmten Winkel gedreht. Hierdurch wird zum einen die Vorderkante
des fertig gebildeten Stapels in eine Abtransporteinheit bewegt
und zum anderen eine leere Aufnahme zur Zuführung hin gedreht. Dieses Prinzip
ermöglicht
es, noch während
des Abtransports eines fertig gesammelten Stapels bereits mit dem
Sammeln der Gegenstände
für den
nächsten
Stapel zu beginnen. Dadurch ist ein hoher Durchsatz mit sehr kurzen
Zykluszeiten möglich.
Da eine neue Aufnahme zum Sammeln der nächsten Gruppe relativ schnell
noch während
des Abtransportes der vorigen Gruppe zur Verfügung steht, ist keine Lücke zwischen
dem letztem Blatt der vorhergehend und dem ersten Blatt einer folgenden
Gruppe erforderlich. Ein bestimmter Abstand zwischen den beiden
Vorderkanten aufeinanderfolgender Blätter reicht aus, um den ordnungsgemäßen Transport
zu gewährleisten.
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In
einem besonders zweckmäßigen Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist die Anschlageinrichtung derart ausgeführt, dass
der Rotationskörper
in beiden Drehrichtungen drehbar ist und die flachen Gegenstände wahlweise
nach oben oder unten ablenken kann. Dadurch wird das Sammeln und
Weitertransportieren von aufsteigend und absteigend geschuppten
Gegenständen
ermöglicht.
Sind die der Sammeleinrichtung zugeführten Gegenstände z.B. aufsteigend
geschuppt, d.h. die Vorderkante eines folgenden Gegenstands liegt
auf dem vorherigen Blatt, kann der Rotationskörper entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn
gedreht werden. Sind die der Sammeleinrichtung zugeführten Gegenstände dagegen
absteigend geschuppt, d.h. die Vorderkante des folgenden Gegenstands
liegt unter dem vorherigen Gegenstand, kann der Rotationskörper im
Uhrzeigersinn gedreht werden. Dadurch wird eine einfache und leichte
Anpassung an die wahlweise Ansammlung von oben oder unten ermöglicht.
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Der
Rotationskörper
kann eine oder auch mehrere über
den Umfang verteilte Aufnahmen oder Sammelfächer für die Vorderkanten der zu sammelnden
Gegenstände
aufweisen. Bei nur einer Aufnahme muss der Rotationskörper um
360° gedreht
werden, während
bei mehreren Aufnahmen ein entsprechend geringerer Drehwinkel ausreicht,
um den fertig gesammelten Stapel in eine Abtransporteinheit zu bewegen
und eine leere Aufnahme in die Zuführungsebene zu drehen.
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Weitere
Besonderheiten und Vorzüge
der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung
einer Sammelvorrichtung mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Anschlageinrichtung
in unterschiedlichen Stellungen;
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Anschlageinrichtung in einer schematischen Seitenansicht;
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3 ein drittes Ausführungsbeispiel
einer Anschlageinrichtung in einer schematischen Perspektive;
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4 eine schematische Seitenansicht
der in 3 gezeigte Anschlageinrichtung
in einer Sammelstellung;
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5 eine schematische Seitenansicht
der in 3 gezeigte Anschlageinrichtung
beim Beginn eines Abtransports und
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6 eine schematische Seitenansicht
der in 3 gezeigte Anschlageinrichtung
am Ende eines Abtransports.
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In 1 ist das Ablaufprinzip
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Sammeln einer bestimmten Anzahl nacheinander zugeführter Blätter 1 zu
einem gewünschten
Blattstapel gezeigt. Die dort in verschiedenen Stellungen schematisch
dargestellte Sammelvorrichtung enthält eine erste Fördereinrichtung 2 zum
Transport der aufeinanderfolgenden Blätter 1, eine Anschlageinrichtung 3 zur
Zusammenstellung der durch die Fördereinrichtung 2 gelieferten Blätter zu
dem gewünschten
Blattstapel und eine zweiten Fördereinrichtung 4 zum
Ab- oder Weitertransport des zusammengestellten Blattstapels. Bei der
gezeigten Ausführung
werden die Blätter 1 der Anschlageinrichtung 3 geschuppt übereinander
liegend zugeführt.
Das bedeutet, dass zwischen den beiden Vorderkanten zweier aufeinanderfolgender Blätter 1 ein
gewisser Abstand vorhanden ist. In dieser Form können die Blätter 1 z.B. durch
eine auch als Merger bezeichnete Zusammenführungseinrichtung bereitgestellt
werden, die zuvor geschnittene und in Transportrichtung nebeneinander
angeordnete Einzelblätter
derart zusammenführt,
dass diese mit einem leichten Versatz in Transportrichtung übereinander
liegend angeordnet sind. Derartige Zusammenführungseinrichtungen sind als
solches bekannt, so dass auf deren nähere Beschreibung oder Darstellung
verzichtet werden kann.
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Die
erste und zweite Fördereinrichtung 2 und 4 sind
bei der gezeigten Ausführung
als Rollen- oder Walzenförderer mit
einander gegenüberliegenden und
sich gegensinnig drehenden Transportrollen bzw. -walzen 5a, 5b bzw. 6a, 6b ausgeführt. Zwischen
den Transportrollen bzw. -walzen 5a, 5b und 6a und 6b wird
jeweils ein Spalt 7 bzw. 8 für die zu transportierenden
Blätter 1 gebildet.
Die Transportrollen bzw. -walzen 5a, 5b und 6a und 6b können in an
sich bekannter Weise zumindest an ihrer Außenseite aus einem flexiblen
Material mit hoher Reibung bestehen. Die Fördereinrichtungen 2 und 4 können aber
auch als Bandförderer
oder dgl. ausgeführt
sein.
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Die
in 1 dargestellte Anschlageinrichtung 3 enthält einen
quer zur Transportrichtung angeordneten und um eine Mittelachse 9 verdrehbaren Rotationskörper 10,
der vier in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte und durch Stege 11 voneinander
getrennte Aufnahmen 12 für die in Transportrichtung
vorderen Kanten der durch die Fördereinrichtung 2 gelieferten
Blätter 1 enthält. Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind die in Form einer Radialnut ausgeführten Aufnahmen 12 in
Umfangsrichtung des Rotationskörpers 10 um
jeweils 90° zueinander
versetzt. Der durch einen nicht dargestellten Antrieb motorisch
verdrehbare Rotationskörper 10 ist derart
angeordnet, dass seine Mittelachse 9 in einer zwischen
den Fördereinrichtungen 2 und 4 verlaufenden
Transportebene 13 liegt. Der Rotationskörper 10 ist so verdrehbar,
dass in einer Ruhestellung jeweils eine der nutförmigen Aufnahmen 12 in
der Transportebene 13 liegt und zu den durch die Fördereinrichtung 2 gelieferten
Blättern 1 hin
ausgerichtet ist. Durch Drehung des Rotationskörpers 10 um jeweils 90° kann so
die nächste
nutförmige
Aufnahme 12 in eine Sammelstellung gebracht werden. An
der Außenseite
der Stege 11 sind in 1 nur
schematisch angedeutete Rollen oder Walzen 14 angebracht,
die zum Andrücken
der bei der Drehung des Rotationskörpers 10 abgelenkten
Blätter 1 an
ein unterhalb des Rotationskörpers 10 angeordnetes
und motorisch angetriebenes Transportelement 15 dienen.
Bei der gezeigten Ausführung
ist das Transportelement 15 als Transportwalze bzw. -rolle
ausgeführt.
Diese und/oder die Rollen oder Walzen 14 können zumindest
an ihrer Außenseite
aus einem elastischen Material mit guten Reibungseigenschaften bestehen,
so dass die bei der Drehung des Rotationskörpers 10 nach unten
abgelenkten Blätter
zwischen diesen möglichst
schlupffrei weitertransportiert und über nicht dargestellte Führungen
zu der wieder in der Transportebene 13 angeordneten zweiten
Fördereinrichtung 4 geleitet
werden. Das Transportelement 15 kann aber auch als Bandförderer oder
dgl. ausgeführt sein.
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In
der oberen Darstellung von 1 ist
der Rotationskörper 10 in
einer Sammelstellung gezeigt. Eine der Aufnahmenuten 12 ist
zur Fördereinrichtung 2 gerichtet
in der Transportebene 13 angeordnet. In dieser Aufnahmenut 12 werden
die vorderen Kanten der durch die Fördereinrichtung 2 gelieferten
Blätter abgebremst,
wobei ein gewünschter
Blattstapel gebildet wird.
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Sobald
das letzte Blatt 1 eines gewünschten Blattstapels die Aufnahmenut 12 erreicht
hat, kann der Rotationskörper 10 durch
einen z.B. als Schrittmotor ausgebildeten Positionierantrieb um
90° entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht werden, wie dies durch den Pfeil 16 in
der mittleren Darstellung von 1 dargestellt
ist. Der gesammelte Blattstapel wird dabei innerhalb der Aufnahmenut 12 gehalten und
aus der Transportebene 13 heraus nach unten in Richtung
des als Transportwalze oder -rolle ausgebildeten Transportelements 15 umgelenkt.
Zwischen den Rollen oder Walzen 14 des Rotationskörpers 10 und
der angetriebenen Transportwalze oder -rolle 15 wird dann
der gebildete Blattstapel abtransportiert.
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Wie
aus der unteren Darstellung von 1 hervorgeht,
gelangt gleichzeitig mit der Umlenkung des fertig gesammelten Blattstapels
bereits eine nächste
Aufnahmenut 12 des Rotationskörpers 10 in eine Sammelstellung,
so dass mit dem Sammeln der Blätter
für den
nächsten
Blattstapel bereits während des
Abtransports des vorherigen Blattstapels begonnen werden kann.
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2 zeigt in einer vergrößerten schematischen
Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Anschlageinrichtung, die ähnlich
wie die Anschlageinrichtung der in 1 schematisch
gezeigten Sammelvorrichtung aufgebaut ist. Auch diese Anschlageinrichtung
enthält
einen um eine Mittelachse 17 drehbaren Rotationskörper 18,
der im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel
von 1 jedoch fünf über den
Umfang des Rotationskörpers 18 gleichmäßig verteilte
nutförmige
Aufnahmen 19 für die
vorderen Kanten der Blätter
enthält.
Bei dieser Ausführung
sind die radialen Aufnahmen 19 in Umfangsrichtung um jeweils
72° zueinander
versetzt angeordnet und weisen einen sich nach außen erweiternden
Querschnitt auf. Dadurch kann gewährleistet werden, dass die
zugeführten
Blätter
sicher in die Aufnahmen 19 gelangen. An den zwischen den
Aufnahmen 19 befindlichen Stegen 20 sind in Radialrichtung
bewegliche und durch eine Feder oder dgl. nach außen vorgespannte
Rollen oder Walzen 21 zum Andrücken der bei einer Drehung
des Rotationskörpers 18 abgelenkten
Blätter
an jeweils zwei oberhalb und unterhalb der Drehachse 17 in
der Höhe
versetzt zueinander angeordnete Transportelemente 22, 23 vorgesehen.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
sind die Transportelemente 22, 23 als motorisch
angetriebene Transportrollen oder -walzen ausgeführt. Diese sind derart angeordnet,
dass in einer Sammelstellung an ihnen die beiden jeweils oberhalb
und unterhalb der Drehachse 17 angeordneten Rollen 21 anliegen.
Bei dieser Ausführung
wird der Rotationskörper 18 für den Abtransport
einer bestimmten Anzahl an Blättern
durch einen geeigneten Positionierantrieb um jeweils 72° weitergedreht,
wobei hier die innerhalb einer Aufnahme 19 angehaltenen
Blätter
durch Drehung des Rotationskörpers 18 im
oder entgegen dem Uhrzeigersinn nach oben bzw. unten umgelenkt werden
können.
Die nach oben oder unten abgelenkten Blätter werden dann zunächst zwischen
den in Transportrichtung vorderen und anschließend hinteren Transportelementen 22 bzw. 23 und
den Transportrollen oder – walzen 21 weitertransportiert.
Die Blätter
werden dabei durch obere und untere Führungsbleche 24 und 25 geführt. Die
Transportelemente 22 und 23 können kontinuierlich angetrieben werden,
wobei die oberhalb der Drehachse 17 angeordneten Transportelemente 22 bei
einer Zuführung der
Blätter
in Richtung des Pfeiles 26 entgegen dem Uhrzeigersinn und
die unterhalb der Drehachse 17 angeordneten Transportelemente 23 im
Uhrzeigersinn angetrieben werden.
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Auch
bei dieser Ausführung
kann bereits während
des Abtransportes eines vorherigen Blattstapels bereits ein neuer
Blattstapel gesammelt werden. Da der Rotationskörper in beiden Drehrichtungen
drehbar ist und die Blätter
wahlweise nach oben oder unten ablenken kann, wird auch das Sammeln und
Weitertransportieren von aufsteigend und absteigend geschuppten
Blättern
ermöglicht.
Wenn die zur Sammeleinrichtung transportierten Blätter z.B.
gemäß 1 aufsteigend geschuppt
sind, kann der Rotationskörper
entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden, während bei einer absteigenden
Schuppung entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird.
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In
den 3 bis 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer Anschlageinrichtung gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
besteht der um eine Mittelachse 27 motorisch drehbare Rotationskörper 28 aus
einer quer zur Transportrichtung angeordneten Walze, die nur eine
parallel zur Drehachse verlaufende nutförmige Aufnahme 29 für die vorderen
Kanten der von einer Fördereinrichtung
gelieferten Blätter aufweist.
Auch bei dieser Ausführung
weist die Aufnahme 29 einen sich nach außen erweiternden
Querschnitt auf. Dem Rotationskörper 28 ist
ein oberes Transportelement 30 und ein unteres Transportelement 31 zugeordnet.
Die beiden Transportelemente 30 und 31 sind als
angetriebene Transportwalzen mit einer seitlichen Abflachung 32 bzw. 33 und
einer durch diese unterbrochenen zylindrischen Außenfläche 34 und 35 ausgeführt. Auch
bei dieser Ausführung
können
die Transportelemente zumindest an ihrer Außenseite aus einem nachgiebigen
Material mit guten Reibungseigenschaften bestehen, so dass zwischen
ihnen und dem Rotationskörper 28 ein
flexibler Spalt für
den Abtransport einer unterschiedlichen Anzahl an Blättern gebildet
werden kann. Der Antrieb der Transportelemente 30 und 31 ist
so auf die Drehung des Rotationskörpers 28 abgestimmt, dass
die zylindrische Außenfläche 34 und 35 erst
bei der Drehung des Rotationskörpers 28 mit
dessen Außenfläche 36 in
Berührung
kommt. Die Transportelemente 30 und 31 sind getaktet
angetrieben, wobei die Synchronisierung mit dem Rotationskörper 28 z.B. durch
ein Getriebe erreicht werden kann. Der Rotationskörper 28 wird
auch bei diesem Ausführungsbeispiel
von einem oberen und unteren Führungsblech 37 und 38 zur
Begrenzung einer Transportbahn mit einem vorderen Einlaufbereich
und einen hinteren Auslaufbereich umgeben. Das obere Führungsblech 37 ist
in 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen.
Im Auslaufbereich sind einander gegenüberliegende Förderwalzen 39 und 40 angeordnet,
die eine dem Rotationskörper 28 nachgeordnete Fördereinrichtung 41 für den Abtransport
der gesammelten Blätter
bilden.
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Die
Drehstellungen des Rotationskörpers 28 und
der Transportelemente 30 und 31 sind so aufeinander
abgestimmt, dass bei der in 4 gezeigten Sammelstellung
beide Abflachungen 32 und 33 zu dem Rotationskörper gerichtet
sind und keine Berührung
zwischen dem Rotationskörper 28 und
den Transportelementen 30 und 31 vorliegt.
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Sobald
die Vorderkante des letzten Blattes einer zu sammelnden Gruppe die
Aufnahme 29 erreicht, werden der Rotationskörper 28 und
die Transportelemente 30 und 31 gemäß 5 in Richtung der Pfeile
gedreht, wobei die zylindrischen Außenflächen 34 und 35 der
Transportelemente 30 und 31 in Kontakt mit der
Außenfläche 36 des
Rotationskörpers 28 gelangen.
Während
nahezu der gesamten Drehung des Rotationskörpers 28 um 360° liegt die Außenfläche 35 des
unteren walzenförmigen
Transportelements 31 an seiner Außenfläche 36 an, so dass
die dazwischen liegenden Blätter
zu den Förderwalzen 39 und 40 transportiert
und von diesen zum Weitertransport übernommen werden.
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Wenn
die Aufnahme 29 des Rotationskörpers 28 nach dessen
360°-Drehung
wieder die Sammelstellung erreicht, gelangen auch die Abflachungen 32 und 33 wieder
in ihre Ausgangsstellung, wie dies in 6 gezeigt
ist. Die Aufnahme 29 steht dann für den nächsten Sammelvorgang wieder
zur Verfügung.
Auch hier kann der Rotationskörper 28 zur
Ablenkung der Blätter
nach oben auch im Uhrzeigersinn gedreht werden, wobei sich dann
auch die in den 5 und 6 gezeigten Pfeilrichtungen
der Transportelemente 30 und 31 jeweils umkehren.
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Auch
bei dieser Ausführung
können
aufsteigend oder absteigend geschuppte Blätter ohne eine Lücke zu einem
gewünschten
Stapel gesammelt und weiter transportiert werden.
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Die
Erfindung, die vorstehend im Zusammenhang mit Papierblättern erläutert wurde,
ist nicht auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt. So können z.B. auch Kreditkarten,
Kundenkarten, Kuverts, bogenförmige
Kartenträger
oder andere flexible Flachgüter
in entsprechender Weise zu einem Stapel gesammelt und abtransportiert
werden.