DE69504263T2

DE69504263T2 - Apparat und Verfahren zum Zusammenstellen von Zufallsanordnungen von Blättern zu geordneten Stapeln

Info

Publication number: DE69504263T2
Application number: DE69504263T
Authority: DE
Inventors: Craig Andrew C/O Eastman Kodak Co. Rochester New York 14650-2201 Caprio; Bradley Allen C/O Eastman Kodak Co Rochester New York 14650-2201 Phillips; Jeffrey Allen C/O Eastman Kodak Co Rochester New York 14650-2201 Wellman
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1994-09-22
Filing date: 1995-09-13
Publication date: 1999-04-08
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: US5695186A; DE69504263D1; EP0703175A3; EP0703175A2; EP0703175B1; JPH08169593A

Description

Apparat und Verfahren zum Zusammenstellen von Zufallsanordnungen von Blättern zu geordneten Stapeln

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Sammeln von blattartigen Materialien wie Papier, Karton, Filme und dergleichen. Im besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine verbesserte Vorrichtung und Verfahren zum Transportieren, Ordnen und Separieren einer Zufallsanordnung aufeinanderfolgender Blätter, so daß sich ein wohlgeordneter Stapel von Blättern ergibt.
Es gibt viele handelsübliche Verfahren, bei denen eine Zufallsanordnung von Blättern in wohlgeordneten Stapeln gesammelt werden sollen. Die automatisierte Herstellung von nach Filmen geordneten Abzügen für Kunden ist dafür ein gutes Beispiel. Bei einem solchen Verfahren werden die Abzüge auf Blätter oder Streifen fotografischen Papiers entwickelt, die dann anschließend in eine Vielzahl kleinerer Blatteile, z.B. solche mit jeweils einem Bild, geschnitten werden. Selbst wenn die Führung und der Transport durch das Schneidesystem äußerst präzise sind, kann der Schneidevorgang dazu führen, daß sich eine ungeordnete Zufallsanordnung der geschnittenen Blätter ergibt. Die Schneidemesser können zwar präzise auf den mit mehreren Bildern bedruckten Filmstreifen oder das Blatt auftreffen, durch die Schneidekraft jedoch und/oder die Trennung von den Schneideelementen kann die geordnete Anordnung der aufeinanderfolgenden Blätter zu einer Zufallsanordnung werden, z.B. mit relativ schräg laufenden Elementen, nicht einheitlichen Abständen zwischen den Elementen und/oder Überschneidungen der Elemente in verschiedenen Ausführungen. Die Unordnung der Elemente in solchen Zufallsanordnungen stellt ernsthafte Schwierigkeiten dar, wenn es gilt, die Blätter wieder in einheitlich flachen Blattstapeln mit gleichmäßigen Kanten zu sammeln.
Beispielsweise können sich Blätter, die schräg am Eingang zu einer Stapelvorrichtung ankommen, an den Führungen der Kanten dieser Vorrichtung stauen. Wenn es keine derartigen Kantenführungen gibt, bleiben die Blätter eventuell schräg und behindern anschließend das Einfügen des Stapels in eine Filmtasche.
Bei derartigen Zufallsanordnungen kann auch das hintere Ende des ersten Blattes während des Transports in die Stapelvorrichtung mit dem vorderen Ende des nächsten Blattes überlappen. Das kann zu einem Stau am Blatteinlauf führen (oder dazu, daß das Blatt versehentlich gewendet wird und mit der Rückseite nach oben zu liegen kommt). Keines dieser Ergebnisse ist wünschenswert.
US-A-2,674,456, das der Präambel zu den Ansprüchen 1 und 7 entspricht, sowie 3,929,327 enthalten Blatt-Transportvorrichtungen, die Transportwalzen einsetzten, welche aus einem elastischen Material in Kegelstumpfform gebildet sind. Diese Walzen zwingen die schräg einlaufenden Dokumente, die entlang eines Transportwegs laufen, in eine gegen eine Führungsschiene ausgerichtete Position, die senkrecht zu den Drehachsen der Walzen und parallel zur Richtung des Blatttransportes liegt. Im besonderen liefert die Anordnung der Walzen eine Kraft, die das Blatt in einem geringen Winkel gegen die Führungsschiene ausrichtet, und ein Drehmoment, das dazu tendiert, das zugeführte Blatt zu drehen, bis die gesamte, der Führungsschiene benachbarte Blattkante an dieser Schiene anliegt. Diese Systeme funktionieren sehr gut, um zugeführte Blätter während des Transports gerade auszurichten. Sie lösen jedoch nicht die Probleme, die entstehen, wenn sich Blätter überlappen, und sind daher keine Lösung für eine präzise Stapelung und Sammlung einer Zufallsanordnung von Blättern.
Ein wichtiger Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung und Verfahren zu liefern, um die oben stehenden Probleme zu beheben und geordnete Blattstapel aus ungeordneten Zufallsanordnungen aufeinanderfolgender Blätter zu erzeugen.
So umfaßt die vorliegende Erfindung in einem Aspekt eine Vorrichtung zum Transportieren und Ordnen von linear angeordneten Blättern von einem Transporteinlaß bis zu einem Transportauslaß, wie in Anspruch 1 definiert. Diese Vorrichtung enthält im wesentlichen: (i) eine sich zwischen Einlaß und Auslaß erstreckende Blattauf lagefläche, (ii) eine Vielzahl voneinander beabstandeter Antriebswalzen, die so konstruiert und angeordnet sind, daß die darunter durchlaufenden Blätter bewegt werden, wobei die Kante entlang einer seitlichen Blattrandführung ausgerichtet wird, welche sich entlang der Seite des Transportweges erstreckt, und (iii) Antriebsmittel zum Drehen der Antriebswalzen. Die Antriebsmittel und die Antriebswalzen sind zueinander passend so konstruiert, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Antriebsoberflächen der Walzen an aufeinanderfolgenden Positionen in Förderrichtung sich jeweils erhöhen. Demzufolge werden die Blätter auf ihrem Weg über die Bahn mit den Kanten aneinander ausgerichtet und erhalten jeweils den gleichen Abstand zu nachfolgenden Blättern.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren gemäß Anspruch 7 zum Ordnen linearer Blattanordnungen, wobei das Verfahren im wesentlichen folgende Schritte umfaßt: (i) Zufuhr der Blätter entlang einer Bahn und Ausrichtung der Kanten mit einer seitlichen Blattrandführung entlang der Bahn und (ii) nacheinander jeweils schnelleres Führen der Blätter an jeweils aufeinanderfolgenden Positionen entlang der Bahn zum Separieren der Enden jeweils aufeinanderfolgender Blätter.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine perspektivische, schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung aus Fig. 1 mit der Darstellung eines bevorzugten Beschleunigungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Draufsicht auf das System gemäß Fig. 2;
Fig. 4 eine Seitenansicht ähnlich Fig. 2 mit einem weiteren Beschleunigungs- System für die Zwecke der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine schematische Draufsicht in Diagrammform zur Darstellung einer Draufsicht eines als Beispiels gegebenen Einlaufs in die Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 6 eine schematische Draufsicht mit einem anderen bevorzugten Verfahren des Blatteinlaufs in die Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 7 ein Diagramm zur Darstellung der Ausrichtbewegungen während des Betriebs der Vorrichtung gemäß Fig. 1; und
Fig. 8 u. 9 Diagramme zur Darstellung der Vorteile der vorliegenden Erfindung bei der Trennung und Ausrichtung der Blätter.
Mit Bezug auf Fig. 1 ist die Vorrichtung, die im allgemeinen mit 10 bezeichnet wird, eine bevorzugte Vorrichtung zur Ausführung des Transports, der Ausrichtung und der Ordnung von Stapeln aus einer Anordnung von aufeinanderfolgenden Blättern S. die der Vorrichtung zugeführt werden. Die Blätter S können auf einer ebenen Auflagefläche 11 der Vorrichtung 10 mit Hilfe verschiedener Systeme zugeführt werden. Beispielsweise ist schematisch in Fig. 5 ein Transportband 41 gezeigt, das durch die Wellen 42 angetrieben wird und streifenartiges Material von einer Rolle R aus bahnartigem Material wie beispielsweise fotografischen Abzügen aufnehmen kann. Der Streifen des bahnartigen Materials wird in einzelne Blätter S durch verschiedene, bekannte Vorrichtungen (nicht abgebildet) geschnitten, und das Band 41 führt die geschnittenen Blätter der Auflagefläche 11 der Vorrichtung 10 in einer linearen Zufallsanordnung zu (z.B. wie im Hintergrund oben dargestellt).
Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält die Vorrichtung 10 außerdem eine Blattrandführung 12, die eine Führungsfläche 13 hat, welche im wesentlichen so ausgelegt ist, daß sie die Auflagefläche 11 stützen kann. Die Führungsfläche 13 ist linear und vorzugsweise mit der gewünschten, während des Sammelns des Stapels zu erzielenden Stapelrandposition ausgerichtet (in Fig. 1 könnte die gewünschte Position neben der Seitenwand 21 der Stapelvorrichtung 20 liegen).
Die Auflagefläche 11 und die Blattrandführung 12 erstrecken sich beide von einem Teil des Hauptrahmens 15 der Vorrichtung 10. Die Stapelvorrichtung 20 kann an den Hauptrahmen 15 montiert werden, so daß ihre untere Wand 22 sich von der Auflagefläche 11 zur Aufnahme der Blätter nach unten erstreckt, um zu erreichen, daß das Zufuhrmoment und die Schwerkraft den Vorgang unterstützen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung befinden sich eine Vielzahl im Vorhinein konstruierter Antriebswalzen 16 an vorher festgelegten, beabstandeten Positionen gegenüber der Auflagefläche 11 und der Blattrandführung 12 der Vorrichtung 10. Im besonderen sind die Antriebswalzen 16 kegelstumpfförmig und bestehen aus elastischem Material, z.B. Urethanschaum. Eine bevorzugte Walzenkonstruktion ist eine konische Walze mit 20º aus Urethan, wie sie von JFR Industries ®, 264 Turk Hill Road, Fairport, NY, bezogen werden kann.
Die konischen Kantenantriebswalzen 16 werden an die Antriebswellen 18 montiert, die sich in der Wand des Hauptrahmens 15 drehen. Die Walzen 16 erstrecken sich so, daß ihre konischen Sockel gegenüber der Führungsfläche 13 liegen und ihre Kantenantriebsbereiche 17 am Umfang in antreibenden Kontakt zu den Blättern zwischen der Auflagefläche 11 und den Walzen 16 kommen. Ebenfalls gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Anordnung der Walzen 16 in Übereinstimmung mit dem Maß der zuzuführenden Blätter (in Förderrichtung D) gewählt, so daß der Spalt zwischen der Walze und der Auflagefläche etwas geringer ist als das Blattzufuhrmaß der zuzuführenden Blätter. Auf diese Weise wird der Antrieb von der jeweils nächstfolgenden Walze in Förderrichtung der Blätter übernommen, bevor die Blätter von den davorliegenden Walzenspalten weitergegeben werden. Jedoch ist es gemäß der vorliegenden Erfindung auch wichtig, daß jedes Blatt S während der Zufuhr entlang der Bahn eine bestimmte Zeit hat, während der das Blatt nur von einer Walze 16 angetrieben wird. Das Maß, um das der Walzenabstand geringer ist als die Blattzufuhr, variiert in Abhängigkeit von dem Grad, wie die Blätter zum Separieren ihrer aufeinanderfolgenden Ränder gehandhabt werden müssen.
Die Antriebswellen 18 sind jeweils mit entsprechenden Antriebsrädern auf der den Walzen 16 gegenüberliegenden Seite des Hauptrahmens 15 gekoppelt. In Fig. 1 der Ausführung sind die Antriebsräder jeder Welle 18 mit einem Antriebsmotor 25 durch eine Reihe von Synchronriemen gekoppelt. Das Riemen- und Getriebe-System ist so konstruiert, daß jede vorhergehende Walze 16 untertrieben ist (d.h. mit einer geringeren Winkelgeschwindigkeit dreht) relativ zu der in Förderrichtung darauffolgenden Walze 16. Im System nach Fig. 2 und 3 wird dies dadurch erreicht, daß das am Ende der Förderrichtung liegende Rad 27 den geringsten Durchmesser hat und die jeweils davor liegenden Räder jeweils immer größere Durchmesser haben.
In Fig. 4 ist ein weiteres bevorzugtes Antriebssystem für die Zwecke der vorliegenden Erfindung dargestellt. In dieser Ausführung liefert der Motor 25 (in Fig. 1 nicht dargestellt) den Antrieb mittels einer Welle 31 an ein Riemenvorgelege 32, welches wiederum eine inwendig gekoppelte Fläche eines Synchronriemens 33 antreibt, der am Antriebsrad 32 und an einem Leerlaufrad 34 montiert ist. Die äußere Fläche des Riemens 33 wird ebenfalls angetrieben und greift nacheinander in die Antriebsräder 36-1 bis 36-7, die über die Wellen 18' gekoppelt an die entgegen der Förderrichtung aufeinanderfolgenden Antriebswalzen gekoppelt sind, wie die Walzen 16 in Fig. 1. So ist das Rad 36-1 mit dem kleinsten Durchmesser an die am weitesten in Förderrichtung vorn liegende Walze 16 gekoppelt, die direkt neben der Stapelvorrichtung 20 liegt; und das Rad 36-7 mit dem größten Durchmesser ist an die in Förderrichtung erste Walze 16 gekoppelt, die am Einlaß der Vorrichtung 10' liegt. Die Durchmesser der Räder 36-2, 36-3, 36-4, 36-5 und 36-6 vergrößern sich gegen die Förderrichtung jeweils gemäß der Position ihrer entsprechenden Walzen, wie in Fig. 4 gezeigt. Es wird der Fachwelt deutlich, daß wenn der Riemen mit einer konstanten linearen Geschwindigkeit in den variierenden Umfang der verschieden großen Räder 36 greift, sich die Weilen 18' mit verschiedenen Geschwindigkeiten drehen, die sich in umgekehrtem Verhältnis zum Raddurchmesser verändern. So dreht sich die in Förderrichtung nachfolgende Walze, die an Rad 36-1 gekoppelt ist, durch die Welle 18' schneller als das davorliegende benachbarte Rad 36-2. Dieses Verhältnis setzt sich gegen die Förderrichtung bis zum Einlaß der Vorrichtung 10' fort, wo die Antriebswalze, die an die Welle 18' am Rad 36-7 gekoppelt ist, langsamer dreht als die benachbarte Walze in Förderrichtung, die an Rad 36-6 gekoppelt ist.
Die Funktionen der oben beschriebenen Einzelmechanismen werden durch eine Beschreibung des gesamten Betriebs der Vorrichtung 10 deutlicher. Wenn die Blätter S einer Zufallsanordnung so nacheinander auf die Auflagefläche 11 geführt werden, läuft das erste Blatt S in den Walzenspalt, der von der ersten Walze 16 gebildet wird. Der sich drehende Kantenantriebsbereich 17 der in Förderrichtung am Anfang liegenden Walze 16 liefert einen Antriebskraftvektor F (nach unten weisend in Fig. 1, wie schematisch in Fig. 7 dargestellt). Diese Kraft zwingt das Blatt S gegen die Führungsfläche 13. Die Walzen 16 erzeugen außerdem ein Drehmoment M, das dazu tendiert, das Blatt S anfänglich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, bis die obere rechte Ecke des Blattes die Kantenführung 12 berührt. Diese Führung zwingt das Blatt dann zur Drehung im Uhrzeigersinn, sowie es sich vorwärts bewegt, und richtet so die Blattkante E an der Führungsfläche 13 aus. Eine weitere Erläuterung der Art und Weise, in der elastische, kegelstumpfförmige Antriebswalzen derartige Kräfte ausüben, ist in US-A-Nr. 3,929,327 dargelegt. Durch die Reihenfolge der Walzen 16, die mit den Kräften F und den Momenten M auf die Blätter S wirken, wird jedes Blatt in eine Lage bewegt, in der sein Rand E, der sich neben der Führungsfläche 13 befindet, vollständig in einer endgültigen Relation zur Fläche 13 ausgerichtet ist, wie an der Position des nachfolgenden Blattes in Fig. 7 zu sehen ist.
Zusätzlich zu einer seitlichen Verschiebung zur Ausrichtung mit Fläche 13 bewirken die aufeinanderfolgenden Bewegungen der Walzen 16 eine Separierung der aufeinanderfolgenden Blätter. Wie oben erläutert, dreht jede Walze 16 mit einer schnelleren Geschwindigkeit im Antriebsbereich als die davorliegende Walze und mit einer langsameren als die danach kommende Walze. Während der Zeit, in der ein Blatt S nur von der nachfolgenden Walze gedreht wird, bewegt es sich schneller als das davor kommende Blatt, das von der davorliegenden Antriebswalze angetrieben wird. Dies führt zu einem ständig schneller werdenden Transport der aufeinanderfolgenden Blätter und trennt sie so in Förderrichtung voneinander, wie schematisch in Fig. 8 und 9 dargestellt. Es wird erkenntlich, daß dieser Separierungsvorgang auch auf tritt, wenn aufeinanderfolgende Blätter einander überlappen oder untereinander zu liegen kommen. Wie in Fig. 8 und 9 dargestellt, liefert die Vorrichtung 10, wenn sich das Ende des in Förderrichtung davor liegenden Blattes S&sub2; mit dem Ende des danach kommenden Blattes S&sub1; überschneidet, eine Lücke G zwischen S&sub1; und S&sub2;, außerdem werden die Kanten E jeweils entlang der Führungsfläche 13 ausgerichtet. So liefert die Reihenfolge der Walzen 16, die jeweils schneller drehen (mit höherer Winkelgeschwindigkeit) in Förderrichtung die notwendige Separierung einer ungeordneten Blattanordnung, so daß die gewünschte Stapelung beim Eintreffen der Blätter in der Stapelvorrichtung 20 erreicht ist. Wenn die Blätter gegen die lineare Führungsfläche 13 stoßen, die mit der gewünschten Stapelrandposition in der Stapelvorrichtung 20 ausgerichtet ist, und mit einer Lücke G zwischen den aufeinanderfolgenden Blättern getrennt wurden, so bewegen sich die Blätter S in einem wohlgeordneten Stapel in die Stapelvorrichtung 20, so daß der Zweck der Erfindung erreicht wird.
Es wird erkenntlich, daß andere Antriebswalzenkonstruktionen ebenfalls möglich sind, um die Blätter S mit der Fläche 13 auszurichten. Außerdem können auch andere Konstruktionen zu einer in Förderrichtung sich erhöhenden Geschwindigkeit möglich sein. Beispielsweise können die Walzen 16 von derselben Wellengeschwindigkeit (Winkelgeschwindigkeit) angetrieben werden, jedoch selbst unterschiedliche Durchmesser aufweisen, so daß gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene Umfangsgeschwindigkeiten im Antriebsbereich auftreten. Außerdem kann die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verschiedene Arten des Blatteinlaufs aufnehmen. Wie in Fig. 6 gezeigt, kann ein Walzenantrieb 60 geschnittene Blätter S&sub1; bis S&sub3; nebeneinander in den Walzenspalt zwischen den Walzen 16 und der Fläche 11 in einer Richtung einführen, die rechtwinklig zu der Förderrichtung D der Vorrichtung 10 ist. Verschiedene andere Einlaufarten sind zweckmäßig.

Bezugszeichenliste

10, 10' Vorrichtung zum Transport, Ausrichten und Stapeln
S, S&sub1;, S&sub2;, S&sub3; Blattmaterial
11 ebene Blattauflagefläche
12 Blattrandführung
13 Führungsfläche
15 Hauptrahmen von 10
16 Kegelstumpfantriebswalzen
17 Randantriebsbereich am Umfang von 16
18, 18' Antriebswellen für 16
D Blattförderrichtung
20 Stapelvorrichtung
21 Seitenwand von 20
22 Untere Wand von 20
25 Antriebsmotor
26 Synchronriemen
27 in Förderrichtung letztes Rad
31 Welle von 25
32 Riemenvorgelege
33 Synchronriemen
34 Leerlaufrad
36-1 bis 36-7 Antriebsräder
41 Förderband
42 Wellen für 41
R Rolle von Bahnmaterial
F Antriebskraftvektor von 16
M Drehmomentvektor von 16
E Kante von Blatt S
G Lücke zwischen Blättern S
60 Walzenantrieb

Claims

1. Blattsammelvorrichtung (10) zum Transportieren und Ordnen einer Zufallsanordung aufeinanderfolgender Blätter entlang einer mit einem Einlaß und einem Auslaß versehenen Bahn, mit

- einer sich zwischen Einlaß und Auslaß erstreckenden Blattauflagefläche (11),

- einer sich entlang eines Randes der Blattauflagefläche erstreckenden linearen Blattrandführung (12) und

- Antriebsmitteln (16, 17, 18), die eine Vielzahl konischer Walzen zum Transportieren der Blätter entlang der Bahn aufweisen, wobei die Blätter an der Blattrandführung anliegen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen entlang der Bahn in einem Abstand voneinander angeordnet sind, der etwas kleiner ist als eine Förderstrecke der einzelnen Blätter und daß sich die Walzen entlang der Bahn derart schneller drehen, daß aufeinanderfolgende Blätter an ihren Enden voneinander beabstandet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattrandführung am Auslaß mit einer gewünschten Stapelrandposition ausgerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen ein nachgiebiges Material aufweisen, eine kegelstumpfförmig ausgebildete Antriebsfläche umfassen und mit ihren konischen Sockeln gegenüber der Blattrandführung angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen aus Schaumstoff bestehen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel einen Motor (25) und ein Getriebe (31-36) aufweisen, die nacheinander die in Förderrichtung angeordneten Walzen schneller drehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslaß eine Stapelvorrichtung (20) angeordnet ist, die eine mit der Blattrandführung ausgerichtete Stapelrandführung (21) sowie eine Stapelauflagefläche (22) aufweist, die sich von der Blattauflagefläche aus in einem nach unten gerichteten Winkel erstreckt.

7. Verfahren zum Ordnen linearer Blattanordnungen, wobei Blätter (S) der Anordnung entlang einer Bahn transportierbar und in Anlage an eine seitlich angeordnete Randausrichtführung (12) bringbar sind, die sich an einer vorgegebenen Stelle entlang einer Seite der Bahn befindet, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Blätter an in Förderrichtung aufeinanderfolgenden Stellen jeweils schneller transportiert wird, um die Enden benachbarter Blätter zu trennen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fördern und schnelleren Drehen der nachgiebigen, kegelstumpfförmigen Walzen (16, 17, 18) an deren Umfangsfläche befindliche Sektoren in Berührung mit Blättern gebracht werden, die sich auf einer Blattauflagefläche (11) unter den Walzen befinden.