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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auflockern eines Stapels
aus blattförmigem
Gut, insbesondere eines Papierstapels, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 und ein Verfahren zum Auflockern eines Stapels aus blattförmigem Gut
gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 42.
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Durch
die
DE 100 03 024
C2 ist ein Rütteltisch
für einen
Stapel aus bogenartigem Material bekannt, wobei auf einer Grundplatte
des Rütteltischs seitliche
Anschläge
ausgebildet sind, in denen Blasdüsen
ausgebildet sind, über
die während
des Rüttelvorgangs
zur Verminderung der Reibung zwischen den einzelnen Bogen Luft in
den Stapel geblasen wird. Ein solcher Rütteltisch dient in erster Linie
zum Ausrichten eines Stapels nach wenigstens zwei Seitenkanten.
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Die
DE 693 00 714 T2 beschreibt
eine Vorrichtung zum Auflockern eines Blätterstapels, wobei ein Rütteltisch
mit einer Auflagefläche
für den
Stapel vorgesehen ist. Der Blätterstapel
wird mittels zweier Andrückwalzen
um einen Zylinder gelegt.
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Die
GB 743 387 zeigt eine Vorrichtung
zum Vereinzeln von Blättern
mittels einer Saugwalze, wobei in den Blätterstapel seitlich Luft eingeblasen
wird.
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In
vielen Fällen
haften die einzelnen Blätter eines
Stapels so aneinander, dass eine spätere Vereinzelung der Blätter des
Stapels schwierig werden kann. Dies trifft insbesondere auch auf
bedruckte Papierstapel zu, bei denen die Druckfarbe die Haftung zum
benachbarten Blatt noch erheblich verstärken kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Auflockern eines Stapels aus blattförmigem Gut, insbesondere eines
Papierstapels, zu schaffen, womit eine Trennung der einzelnen Blätter sicher
erfolgt.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 oder 42 gelöst.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass aufgrund des Anpressens des Stapels an die Gegenfläche mit
konvexer Krümmung
eine wirksame Trennung der einzelnen Blätter des Blattstapels erreicht
wird, nachdem die einzelnen an die Gegenfläche angedrückten Blätter des Stapels aufgrund ihres
unterschiedlichen Abstandes von der Achse der konvexen Krümmung unterschiedliche
Krümmungsradien einnehmen,
wodurch eine Auffächerung
des Stapels erfolgt.
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Weiterhin
ermöglicht
die Teilbarkeit des Auflagetischs einen besonders einfachen, stabilen,
kompakten und kostengünstigen
mechanischen Aufbau der Vorrichtung, der es ermöglicht, dass der Auflagetisch
beim Zuführen
und Abführen
des Stapels geschlossen ist, also eine glatte Transportfläche für den Stapel
vorliegt, und gleichzeitig die beweglichen Andruckelemente auf einfache
Weise durch den entstehenden Spalt unterhalb des Auflagetischs verbringbar
bzw. von dort zum Stapel hin bewegbar sind. Auch ist die Vorrichtung
für alle
Papierformate geeignet.
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Die
Gegenfläche
kann grundsätzlich
jede beliebige Krümmung
aufweisen, nachdem bei entsprechender Realisierung der Andruckelemente
immer die gewünschte
Auffächerung
des Stapels erreicht werden kann. Eine mechanisch besonders einfache Lösung ergibt
sich jedoch im Falle einer konvexen Krümmung der Gegenfläche, wobei
eine zylindrisch bzw. teilzylindrische Gegenfläche bevorzugt wird.
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Der
Auflagetisch kann in drei oder mehr Teile teilbar sein, wobei dann
zwei oder mehr Spalte entstehen, durch die z.B. jeweils eines der
Andruckelemente hindurchführbar
ist. In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist der Auflagetisch
jedoch unter Bildung eines mittleren Spalts in zwei Hälften teilbar, was
eine besonders einfache mechanische Lösung ermöglicht.
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Die
beweglichen Andruckelemente können grundsätzlich flächig ausgebildet
sein mit einer Form, die an die Form der Gegenfläche unter Berücksichtigung
der Stapeldicke angepasst ist, und großflächig an die Stapelunterseite
angelegt werden, oder im Wesentlichen linienförmig, wobei diese im Wesentlichen
linienförmigen
Andruckelemente zunächst
im Wesentlichen mittig an den Stapel herangeführt werden und dann in Richtung
beider Stapelenden in entgegengesetzte Richtungen am Stapel entlang
geführt
werden, so dass dieser in zunehmendem Umfang an die Gegenfläche angepresst
wird.
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Solche
linienförmigen
Andruckelemente könnten
beispielsweise Bürstenelemente
sein. Bei der Erfindung sind die beweglichen Andruckelemente jedoch
von Andruckwalzen gebildet, die an der Unterseite des Stapels vorzugsweise
frei abrollbar sind. Insbesondere sind zwei Andruckwalzen vorgesehen, die
unter Zwischenschaltung des Stapels an die Gegenfläche anpressbar
beidseitig des dem Auflagetisch zugewandten Scheitels der Gegenfläche in entgegengesetzte
Richtungen unter Anpressen des Stapels an die Gegenfläche verfahrbar
sind, wodurch sich durch einfache mechanische Mittel ein sicheres Anpressen
des Stapels an die Gegenfläche
bei gleichzeitig zuverlässigem
Auffächern
des Stapels ergibt.
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Bei
der Erfindung ist ein parallel zur Achse der Gegenfläche angeordnetes
Klemmelement vorgesehen, welches senkrecht zur Auflagefläche durch den
Spalt hindurch in Richtung zur Gegenfläche hin beweglich ist, um den
Stapel in einem mittleren Bereich zwischen sich und der Gegenfläche zu klemmen.
Dieses Klemmelement kann insbesondere von einer senkrecht zur Auflagefläche angeordneten
und bewegbaren Klemmplatte gebildet sein. Neben dem Fixieren des
aufzulockernden Stapels an der Gegenfläche lockert ein solches Klemmelement
den Stapel bereits in gewissem Umfang auf, nachdem es den Stapel
beim Andrücken
an die Gegenfläche
zunächst um
ein gewisses Maß anhebt,
wodurch der Stapel gebogen wird, was regelmäßig bereits eine gewisse Auflockerung
bewirkt, insbesondere dann, wenn der Stapel anschließend in
die entgegengesetzte Richtung gekrümmt wird.
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Weiterhin
ist bei der Erfindung vorgesehen, dass ein Innenraum der Andruckwalzen
mittels Druckluft beaufschlagbar ist. In bevorzugter Weiterbildung
weisen die Andruckwalzen über
ihren zylindrischen Umfang verteilte Luftaustrittsöffnungen
auf, so dass insbesondere den aufgefächerten Stirnseiten des um
die Gegenfläche
gelegten Stapels Blasluft zugeführt
werden kann, die zwischen die einzelnen Blätter eindringt und die Trennung
der Blätter und
somit die Auflockerung des Stapels weiter deutlich fördert. Vorzugsweise
wird über
die Andruckwalzen nur dann Blasluft zugeführt, wenn diese über die Stirnseiten
des Stapels geführt
werden, um unnötigen
Luftzug zu vermeiden und Energie zu sparen.
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Zweckmäßigerweise
kann die Luftzufuhr konstruktiv so gelöst sein, dass die Andruckwalzen einen
zylindrischen Kern mit mindestens einer Luftzuführleitung, einen relativ zum
Kern drehbaren Mantel, in dem die Luftaustrittsöffnungen ausgebildet sind,
und einen zwischen Kern und Mantel ausgebildeten Innenraum aufweisen,
wobei die Druckluft dem Innenraum über die mindestens eine Luftzuführleitung
im Kern zuführbar
ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung am Kern Abdichtmittel dichtend fixiert
sind, die sich über
die axiale Länge
der Andruckwalze erstrecken, an der Innenseite des drehbaren Mantels
dichtend anliegen und zwischen sich eine gegenüber dem übrigen Innenraum abgeschlossene
Druckluftkammer definieren, wobei die über den Kern zugeführte Druckluft dieser
Druckluftkammer zuführbar
ist; zweckmäßigerweise
erstreckt sich hierbei die von den Abdichtmitteln definierte Druckluftkammer über einen
radialen Bereich der Andruckwalze von weniger als 90°, insbesondere
von weniger als 45°.
Auf diese Weise kann vermieden werden, dass Blasluft ungezielt in alle
Richtungen strömt,
vielmehr kann die Blasluft gezielt auf die aufgefächerten
Stirnseiten des Stapels gerichtet werden, wodurch einerseits wiederum
unnötiger
Luftzug vermieden und Energie gespart wird und andererseits das
Volumen der Blasluft auf die Stirnseiten des Stapels erhöht werden
kann.
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Nachdem
beim Anpressen der Andruckwalze eine gewisse Durchbiegung sowohl
des Walzenmantels als auch der Welle, also des die Luftzuführleitung
beinhaltenden Kerns erfolgen kann, sollten die Abdichtmittel so
ausgebildet sein, dass sie die Durchbiegung von Walzenmantel und
Welle aufnehmen bzw. ausgleichen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist gemäß einem besonders
bevorzugten Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Abdichtmittel
zwei in Achsrichtung verlaufende Dichtkanten aufweisen, über die
sie an der Innenseite des drehbaren Mantels dichtend anliegen, wobei
gemäß einer
ersten Alternative die Abdichtmittel von Dichtstreifen aus elastisch
deformierbarem Material gebildet sind, die unter einem spitzen Winkel
an der Innenseite des Mantels anliegen und zwischen sich die Druckluftkammer
definieren. Bei Zufuhr von Druckluft über den Kern in die Druckluftkammer
werden die elastischen streifenförmigen Dichtungen
mit dem in der Druckluftkammer bestehenden Druck unter spitzem Winkel
an den Innendurchmesser des Walzenmantels gedrückt, wodurch einerseits eine
gewisse Durchbiegung des Walzenmantels samt Welle ausgeglichen und
andererseits ein Verschleiß der
streifenförmigen
Dichtungen kompensiert werden kann.
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Das
Material der Dichtstreifen kann insbesondere aus Federbandstahl,
Messingblech oder Polyamid bestehen, wobei die Dicke des elastisch
verformbaren Materials vorzugsweise zwischen 0,1 und 1 mm liegt.
Besonders bevorzugt sind Dichtstreifen aus Messingblech mit einer
Stärke
zwischen 0,2 und 0,4 mm, insbesondere mit einer Stärke von
0,3 mm.
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Gemäß einer
zweiten Alternative ist vorgesehen, dass die Abdichtmittel von in
radialer Richtung federnd gelagerten Dichtstreifen gebildet sind,
die an der Innenseite des Mantels anliegen und zwischen sich die
Druckluftkammer definieren; die federnde Lagerung sorgt hier für die Kompensation
der Walzendeformation und des Dichtungsverschleißes.
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Gemäß einer
dritten Alternative ist vorgesehen, dass die Abdichtmittel zwei
in Achsrichtung verlaufende, zwischen sich die Druckluftkammer definierende
Leisten umfassen, deren der Innenseite des Mantels zugewandte Seiten
mit einem elastisch deformierbaren Belag versehen sind, über den
sie an der Innenseite des Mantels dichtend anliegen. Der elastisch
deformierbare Belag kann hierbei insbesondere bürstenartig ausgebildet sein,
wobei einerseits eine ausreichende Abdichtung der Druckluftkammer gegenüber dem
Innenraum gewährleistet
ist und andererseits Deformationen und Verschleiß zuverlässig kompensiert werden können.
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In
bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die
dem Auflagetisch gegenüberliegende
Gegenfläche
an einem an zwei Lagerplatten gelagerten Zylinder ausgebildet ist,
wobei die Lagerplatten durch Traversen auf ein vorgegebenes Maß voneinander
beabstandet sind und an einem Rahmen der Vorrichtung befestigbar
sind, dass an jeder der Lagerplatten mindestens ein Anschraubelement
ausgebildet ist, über
das die Lagerplatte stirnseitig am Rahmen anschraubbar ist, und
dass das mindestens eine Anschraubelement mindestens einer der beiden
Lagerplatten als separates Teil ausgebildet ist und an der Lagerplatte
befestigbar ist.
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Es
wird also an einer der beiden Lagerplatten der Anflanschbereich
von der Lagerplatte getrennt und das bzw. die Anschraubelemente
am Rahmen befestigt; mit einer Querverbindung durch dieses Anschraubelement
wird diese Lagerplatte am Rahmen befestigt. Bei der anderen Lagerplatte
sind die Anschraubelemente einstückig
an dieser ausgebildet und diese Lagerplatte wird direkt stirnseitig
am Rahmen befestigt und bestimmt Richtung und Entfernung der erstgenannten
Lagerplatte. Auf diese Weise ist es möglich, den Zylinder am Rahmen
zu befestigen, ohne dass Anpassarbeiten erforderlich werden, wobei
dennoch ein Verspannen des Zylinders ausgeschlossen ist. Die vorgeschlagene
Anordnung ist daher besonders montagefreundlich und es sind keine Anpassscheiben
erforderlich.
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Falls
ein Ausrichten des eingebauten Zylinders gewünscht bzw. erforderlich ist,
so ist zweckmäßigerweise
das mindestens eine Anschraubelement beider Lagerplatten jeweils
als separates Teil ausgebildet und an der Lagerplatte befestigbar.
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Die
erfindungsgemäß vorgeschlagene
Zylinderlagerung ist auch im Zusammenhang mit anderen Vorrichtungen,
bei denen ein Zylinder bzw. eine Walze an zwei Lagerplatten gelagert
und an einem Rahmen o. dgl. zu befestigen ist, mit Vorteil anzuwenden. Die
Erfindung betrifft daher auch ganz allgemein eine Zylinder- bzw.
Walzenanordnung mit den Merkmalen eines oder mehrerer der Ansprüche 37 bis
41, wobei die Zylinder z.B. auch Nummerierzylinder oder Eindruckzylinder
sein können
und der Rahmen z.B. ein Druckwerkgestell sein kann.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform durch folgende Schritte
gekennzeichnet: der Stapel wird dem Auflagetisch in dessen geschlossener
Position zugeführt,
der Auflagetisch wird unter Bildung eines Spalts geöffnet, das
Klemmelement wird durch den Spalt hindurch angehoben und klemmt
den Stapel zwischen sich und der Gegenfläche, die unterhalb des Auflagetischs
befindlichen Andruckwalzen werden beidseitig des Klemmelements durch
den Spalt hindurch angehoben und mit Druck an den Stapel angelegt,
die Andruckwalzen rollen in entgegengesetzte Richtungen beidseitig
an der Unterseite des Stapels und anschließend an den beiden aufgefächerten
gegenüberliegenden
Stirnseiten des Stapels ab, während
die Andruckwalzen über
die Stirnseiten des Stapels rollen, wird diesen Blasluft zugeführt, die
zwischen die Blätter
geleitet wird, das Klemmelement wird abgesenkt und der Auflagetisch
geschlossen, der Stapel wird dem Auflagetisch entnommen, der Auflagetisch
wird wieder geöffnet
und die Andruckwalzen durch den Spalt hindurch unterhalb des Auflagetischs
verfahren, und der Auflagetisch wird geschlossen.
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Aufgrund
dieser Merkmalskombination ergibt sich ein besonders gutes Auflockern
des Stapels: aufgrund des vorzugsweise mittigen Anhebens des Stapels
mittels des Klemmelements und des Herunterhängens der beiden Stapelenden
aufgrund der Schwerkraft erfolgt ein erstes Krümmen den Stapels, was bereits
zu einer ersten Auflockerung führt.
Aufgrund des beidseitigen Andrucks des Stapels an die Gegenfläche mittels
der Andruckwalzen erfolgt eine Krümmung des Stapels in die entgegengesetzte Richtung
und die Blätter
des Stapels werden aufgrund ihres unterschiedlichen Krümmungsradius
geringfügig
gegeneinander verschoben und so voneinander gelöst. Nachdem die Andruckwalzen
an den aufgefächerten
Stirnseiten des Stapels abrollen und gleichzeitig Blasluft zwischen
die Blätter
geleitet wird, wird eine Trennung der einzelnen Blätter zusätzlich unterstützt. Die
von den Andruckwalzen freigegebenen Blatthälften fallen aufgrund der Schwerkraft
und zusätzlich
unterstützt
von der Blasluft nach unten, wobei der Blattstapel wiederum eine
entgegengesetzte Krümmung
einnimmt, nachdem er im mittleren Bereich nach wie vor an der Gegenfläche festgeklemmt
ist. Schließlich
nimmt der Stapel beim Absenken des Klemmelements wieder seine ebene
Lage ein, wobei ein letztes gegeneinander Verschieben der Blätter erfolgt.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigen in schematischer bzw. halbschematischer Darstellung:
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1 eine
Seitenansicht einer Auflockerungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
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2 eine
weitere Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1,
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3 eine
Draufsicht auf den Auflagetisch der Vorrichtung gemäß 2 in
Richtung A -A,
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4 einen
Schnitt durch eine Andruckwalze der Vorrichtung gemäß 1,
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5 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht durch einen Teil der Vorrichtung gemäß 1, wobei
eine der Andruckwalzen in zwei unterschiedlichen Betriebspositionen
dargestellt ist,
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6 einen
Schnitt durch eine alternative Ausbildung einer Andruckwalze der
Vorrichtung gemäß 1,
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7 einen
Schnitt durch eine weitere alternative Ausbildung einer Andruckwalze
der Vorrichtung gemäß 1,
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8 einen
Schnitt durch eine weitere alternative Ausbildung einer Andruckwalze
der Vorrichtung gemäß 1,
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9 einen
Schnitt durch eine weitere alternative Ausbildung einer Andruckwalze
der Vorrichtung gemäß 1,
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10 einen
Schnitt durch eine weitere alternative Ausbildung einer Andruckwalze
der Vorrichtung gemäß 1,
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11 einen
Schnitt durch eine weitere alternative Ausbildung einer Andruckwalze
der Vorrichtung gemäß 1,
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12 einen
Schnitt durch eine weitere alternative Ausbildung einer Andruckwalze
der Vorrichtung gemäß 1,
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13 einen
Schnitt durch eine weitere alternative Ausbildung einer Andruckwalze
der Vorrichtung gemäß 1,
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14 eine
Draufsicht auf die Lagerung des die Gegenfläche definierenden Zylinders
der Vorrichtung nach 1 von unten,
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15 eine
Seitenansicht der einen Lagerplatte der Zylinderlagerung nach 14,
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16 eine
Seitenansicht der anderen Lagerplatte der Zylinderlagerung nach 14,
und
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17 eine
Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform
der Erfindung.
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Es
wird zunächst
auf die 1 bis 3 Bezug
genommen. Die Auflockerungsvorrichtung umfasst einen Auflagetisch 100 mit
einer horizontalen Auflagefläche 102 für einen
Stapel 104 aus bogenartigem Material, insbesondere einem
Papierstapel 104, mit einer in der Darstellung gemäß 3 von rechts
nach links verlaufenden Längsrichtung.
Der Auflagetisch 100 ist mittig quer zu seiner Längsrichtung
in zwei Tischhälften 106 und 108 geteilt.
Jede Hälfte 106; 108 ist
auf einer Längsführung 110; 112 an
sich bekannter Bauart in einer horizontalen Ebene in Längsrichtung
verschieblich gelagert und mittels nicht näher dargestellter Antriebe
zwischen einer ersten Position, in der die beiden Tischhälften 106; 108 zur
Bildung einer durchgehenden Auflage- und Transportfläche aneinander
liegen, und einer zweiten Position, in der die Tischhälften 106; 108 unter
Bildung eines Spalts 114 auseinandergefahren sind, bewegbar.
Mit den Bezugsziffern 116; 118 und 120 sind
am Auflagetisch 100 angeordnete Führungsbleche bzw. Anschläge bezeichnet.
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Mittig
oberhalb des Auflagetischs 100 ist relativ zum Auflagetisch 100 ortsfest
an einem hier nicht näher
dargestellten Rahmen der Vorrichtung ein Zylinder 122 angeordnet,
dessen Zylinderachse in einer zur Ebene der Auflagefläche 102 parallelen Ebene
und senkrecht zu ihrer Längsrichtung
verläuft. Die
zylindrische Außenwandung
des Zylinders 122 definiert eine Gegenfläche 124,
worauf weiter unten noch näher
eingegangen wird.
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Ein
Klemmelement, insbesondere eine Klemmplatte 126 ist in
einer vertikalen Ebene, die auch die Achse des Zylinders 122 umfasst,
mittels nicht näher
dargestellter, an sich bekannter Antriebsmechanismen zwischen einer
oberen und einer unteren Endposition beweglich angeordnet. In ihrer
unteren Endposition befindet sich die Klemmplatte 126 vollständig unterhalb
des Auflagetischs 100. Aus dieser Position ist sie nach
oben durch den geöffneten Spalt 114 hindurch
in Richtung zum Zylinder 122 verfahrbar, wobei die Klemmplatte 126 den
auf der Auflagefläche 102 befindlichen
Papierstapel 104 mittig anhebt und mittels ihrer oberen
horizontalen Stirnkante 128 gegen die vom Zylinder 122 gebildete
Gegenfläche 124 drückt, wodurch
der Papierstapel 104 zwischen der Klemmplatte 126 und
der Gegenfläche 124 geklemmt
bzw. fixiert wird.
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Zwei
Andruckelemente, insbesondere zwei Andruckwalzen 130 sind
parallel zur Achse des Zylinders 122 zwischen einer unteren
und einer oberen Endposition bewegbar angeordnet. In ihrer unteren Endposition
befinden sich die Andruckwalzen 130 vollständig unterhalb
des Auflagetischs 100, wobei je eine Andruckwalze 130 an
je einer Seite der Klemmplatte 126 angeordnet ist. Aus
dieser unteren Position heraus sind die Andruckwalzen 130 zunächst senkrecht
nach oben durch den geöffneten
Spalt 114 hindurch in Richtung zum Zylinder 122 verfahrbar, vgl. 1,
bis sie an der Unterseite des mittels der Klemmplatte 126 am
Zylinder 122 fixierten Papierstapels 104 anliegen.
Anschließend
sind die Andruckwalzen 130 beidseitig der Klemmplatte 126 in
entgegengesetzte Richtungen nach oben verfahrbar, wobei sie unter
Vordruck an der Unterseite des Stapels 104 anliegen, an
diesem frei abrollen und diesen in zunehmendem Umfang gegen die
zylindrische Gegenfläche 124 drücken, bis
sie die Endkanten der Stapelunterseite erreichen; diese Position
ist in 2 und in 5, untere
Position, gezeigt. Anschließend
werden die Andruckwalzen 130 nach wie vor unter Vordruck über die
beiden nunmehr aufgefächerten
Seitenkanten des Papierstapels 104 unter Freigabe der bereits überstrichenen
Blätter
bis zu ihrer oberen Endposition geführt, in der sie schließlich auch
das oberste Blatt des Papierstapels 104 freigeben, vgl. 5,
obere Position. Die Lage der obersten Position hängt vom verwendeten Papierformat
ab und wandert bei kleineren Papierformaten zunehmend nach unten.
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Sobald
der Papierstapel 104 vom Auflagetisch 100 entfernt
ist, sind die Andruckwalzen 130 durch den geöffneten
Spalt 114 hindurch wieder in ihre untere Ausgangslage verbringbar.
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Die
Andruckwalzen 130 weisen Mittel auf, um den aufgefächerten
Stirnkanten des Stapels 104 Blasluft zuzuführen. In
diesem Zusammenhang wird zunächst
auf 4 Bezug genommen. Es genügt hier, nur eine der beiden
Andruckwalzen 130 zu beschreiben, die andere Andruckwalze 130 ist
entsprechend ausgebildet.
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Die
in einem Lager- und Führungsblock 132 vorzugsweise
federnd gelagerte Andruckwalze 130 weist einen zylindrischen
Kern 134 und einen hierzu konzentrischen, relativ zum Kern 134 drehbaren
zylindrischen Mantel 136 auf, wobei zwischen Kern 134 und
Mantel 136 ein in axialer Richtung luftdicht abgedichteter
Innenraum 138 gebildet wird. Der Mantel 136 ist
an seinem Außenumfang
mit einer Antifriktionsschicht 137 versehen. Im Kern 134 ist
eine axiale Bohrung 140 ausgebildet, der Druckluft zuführbar ist. Weiterhin
sind im Kern 134 über
dessen Länge
verteilt mehrere radiale Bohrungen 142 ausgebildet, die die
axiale Bohrung 140 mit dem Innenraum 138 verbinden,
wobei die radialen Bohrungen 142 untereinander parallel
gerichtet sind. Über
die radialen Bohrungen 142 wird dem Innenraum 138 Druckluft
von der axialen Bohrung 140 zugeführt. Beide Bohrungen 140; 142 sind
als Luftzuführleitungen 140; 142 ausgeführt.
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Im
Mantel 136 sind über
dessen Länge
und Umfang verteilt eine Vielzahl von radial ausgerichteten Luftaustrittsöffnungen 144 ausgebildet, über die die
Druckluft nach außen
als Blasluft zur besseren Vereinzelung der Blätter des Papierstapels 104 entweichen
kann. In Axialrichtung der Andruckwalze 130 gesehen sind
die Luftaustrittsöffnungen 144 jeweils
in gleicher radialer Richtung ausgerichtet.
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Um
die von der Andruckwalze 130 abgegebene Blasluft optimal
nutzen zu können,
ist vorgesehen, dass die Andruckwalze 130 die Blasluft
nur in einer bestimmten Richtung abgibt, nämlich hin zum Papierstapel 104 bzw.
der aufgefächerten
Stirnseite des Papierstapels 104 gerichtet. Zu diesem Zweck
ist innerhalb des zwischen Kern 134 und Mantel 136 definierten
Innenraums 138 eine Druckluftkammer 146 ausgebildet,
der die Druckluft zugeführt
wird und die gegenüber
dem übrigen
Innenraum 138 abgedichtet ist. Diese Druckluftkammer 146 erstreckt
sich über die
axiale Länge
der Andruckwalze 130 und wird seitlich von zwei sich in
Axialrichtung erstreckenden, elastisch deformierbaren Dichtstreifen 148; 150 begrenzt,
die über
eine Mehrzahl von Schrauben 152; 154 an am Kern 134 ausgebildeten,
in Axialrichtung verlaufende Abflachungen 156; 158 fixiert
sind. Die beiden Dichtstreifen 148; 150 sind aufeinander
zu geneigt ausgerichtet und liegen mit ihren freien Dichtkanten 160; 162 dichtend
an der Innenseite des Mantels 136 an.
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Die
radialen Bohrungen 142 sind mittig in die Druckluftkammer 146 geführt, d.h.
die beiden Dichtstreifen 148; 150 sind bezüglich der
von den radialen Bohrungen 142 definierten Ebene spiegelsymmetrisch
angeordnet. Die von den Dichtstreifen 148; 150 definierte
Druckluftkammer 146 erstreckt sich über einen radialen Bereich
der Andruckwalze 130 von 37°, vgl. auch 5.
Die Breite der Druckluftkammer 146 ist etwas größer als
der radiale Abstand zweier benachbarter Luftaustrittsöffnungen 144,
so dass bei Rotation des Mantels 136 gegenüber dem
Kern 134 stets eine in Axialrichtung verlaufende Reihe
von Luftaustrittsöffnungen 144 im
Bereich der Druckluftkammer 146 liegt.
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Das
Material der Dichtstreifen 148; 150 kann insbesondere
aus Federbandstahl, Messingblech oder Polyamid bestehen und eine
Dicke z. B. von 0,1 bis 1 mm aufweisen. Besonders geeignet sind
Dichtstreifen 148; 150 aus Messingblech mit einer
Stärke von
z. B. 0,3 mm.
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Im
Betrieb wird der Lager- und Führungsblock 132 der
Andruckwalze 130 so um den Zylinder 122 bzw. den
hieran angepressten Papierstapel 104 herum geführt, dass
der Kern 134 und damit auch die Druckluftkammer 146 stets
in gleicher Position zur Achse des Zylinders 122 hin ausgerichtet
ist, vgl. 5, die zwei Positionen der Andruckwalze 130 zeigt,
nämlich
die untere Position, an der sie die aufgefächerte Stirnseite des Stapels 104 erreicht,
und die obere Position, in der sie das Ende der aufgefächerten
Stirnseite des Stapels 104 erreicht. Man erkennt, dass
die Druckluftkammer 146 geringfügig nach rückwärts gerichtet ausgerichtet
ist, wodurch der Stapel 104 besonders gut aufgelockert
wird, nachdem die Blasluft die einzelnen Blätter weg vom restlichen Stapel 104 drängt.
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Die
Steuerung der Druckluftzufuhr ist so, dass nur dann Blasluft erzeugt
wird, wenn sich die Andruckwalze 130 im Bereich der aufgefächerten Stirnkante
des Papierstapels 104 befindet, also zwischen den in 5 dargestellten
beiden Positionen.
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In
den 6 bis 14 sind alternative Ausgestaltungen
der die Druckluftkammer 146 der Andruckwalze 130 definierenden
Abdichtmittel 148, 150; 164; 172, 174, 180; 182, 184; 186, 188; 194, 196 gezeigt.
Im Übrigen
entspricht der Aufbau und die Funktion der Andruckwalzen 130 dem
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel,
so dass hierauf verwiesen werden kann.
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Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 6 sind
die Dichtmittel von einem einstückigen
Federbandstahl 164 bzw. Messingblech 164 gebildet,
das um den Kern 134 herumgelegt ist und dessen beide Endabschnitte 166; 168 die
Dichtstreifen definieren. Abflachungen am Kern 134 sind
hier überflüssig und daher
nicht vorgesehen. Die Befestigungsschrauben 152; 154 sind
diametral gegenüberliegend
und in einer Ebene senkrecht zur Mittelebene der Druckluftkammer
angeordnet.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß 7 entspricht
demjenigen gemäß 6,
wobei jedoch nur eine einzige Reihe von Befestigungsschrauben 170 vorgesehen
ist, die in der Ebene senkrecht zur Mittelebene der Druckluftkammer 146 auf
der der Druckluftkammer 146 gegenüberliegenden Seite des Kerns 134 angeordnet
ist.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß 8 entspricht
im Wesentlichen demjenigen gemäß 4, wobei
am Kern 134 jedoch keine Abflachungen ausgebildet sind.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß 9 entspricht
im Wesentlichen demjenigen gemäß 8.
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Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 10 sind
die Dichtmittel von zwei in Axialrichtung verlaufenden Messingleisten 172; 174 gebildet,
die mittels Schrauben 176; 178 am Kern 134 befestigt
sind, wobei die dem Mantel 136 zugewandten Oberseiten der Messingleisten 172; 174 entsprechend
dem Mantel 136 gewölbt
sind und auf diese Oberseiten Klebeband 180 aufgeklebt
ist, dessen Oberseite eine bürstenartige
Struktur aufweist, die an der Innenseite des Mantels 136 dichtend
anliegt.
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Das
Ausführungsbeispiel
gemäß 11 entspricht
in etwa demjenigen gemäß 10,
wobei jedoch anstelle des Klebebands 180 mit bürstenartiger Struktur
an jeder Messingleiste 172; 174 seitlich eine sich
radial erstreckende Kunststoffleiste 182; 184 mit einer
Dicke von 2 mm fixiert ist, die zwischen Kern 134 und Mantel 136 geklemmt
ist und an der Innenwandung des Mantels 136 anliegt.
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Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 12 ist ebenfalls
ein Klebeband 186 mit einer Oberfläche mit bürstenartiger Struktur vorgesehen.
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel
gemäß 10 ist
hier jedoch anstelle der beiden Messingleisten 172; 174 ein Rohrteilelement 188 mittels
Schrauben 190 am Kern 134 fixiert und das Klebeband 186 ist
um den Kern 134 herum und über das Rohrteilelement 188 geführt und
an den der Druckluftkammer 146 zugewandten Stirnseiten
des Rohrteilelements 188 zusätzlich mittels Schrauben 192 fixiert.
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Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 13 sind ähnlich dem
Ausführungsbeispiel
gemäß die hier
jedoch in radialer Richtung federnd gelagert sind, wozu sie an mittels
Federn 202; 204 vorgespannten Lagerelementen 198; 200 gehalten
sind, die in entsprechenden Ausnehmungen im Kern 134 untergebracht
sind.
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Es
wird nun auf die 14 bis 16 Bezug genommen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die in diesen Figuren gezeigte Anordnung
in der z.B. in den 1 bis 3 gezeigten
Vorrichtung im um 180° gedrehten
Zustand eingebaut ist.
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Der
Zylinder 122 ist über
seine Welle 206 an zwei sich gegenüberliegenden Lagerplatten 208; 210 gelagert,
die durch Traversen 212; 214; 216; 218 auf ein
vorgegebenes Maß voneinander
beabstandet sind und an Rahmenteilen 220; 222 eines
Rahmens der Auflockerungsvorrichtung lösbar befestigt sind. Wie aus 15 ersichtlich
ist, sind an der Unterseite der Lagerplatte 208 zwei laschenförmige Anschraubelemente 224; 226 vorgesehen,
die sich in der Ebene der Lagerplatte 208 nach unten erstrecken
und über
parallel zur Ebene der Lagerplatte 208 verlaufende Schraubbolzen 228; 230 an
der Unterseite der Lagerplatte 208 anschraubbar sind. Weiterhin
weisen die Anschraubelemente 228; 230 senkrecht
zur Ebene der Lagerplatte 208 ausgebildete Bohrungen auf, die
zur Befestigung der Anschraubelemente 228; 230 an
dem Rahmenteil mittels Schrauben 232 dienen.
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Wie
aus 16 ersichtlich ist, sind an der Unterseite der
Lagerplatte 210 ebenfalls zwei laschenförmige Anschraubelemente 234; 236 vorgesehen,
die sich in der Ebene der Lagerplatte 210 nach unten erstrecken,
im Gegensatz zu denjenigen der anderen Lagerplatte 208 mit
der Lagerplatte 210 jedoch einstückig ausgebildet sind. Über senkrecht
zur Lagerplatte 210 ausgebildete Bohrungen sind die einstückig mit
der Lagerplatte 210 ausgebildeten Anschraubelemente 234; 236 an
dem entsprechenden Rahmenteil 222 mittels weiterer Schrauben 232 angeflanscht.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise der im Vorstehenden beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung insb. unter Bezug auf die 1 bis 3 beschrieben.
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In
der Ausgangsposition befindet sich der Auflagetisch 100 in
seiner geschlossenen Position und die Klemmplatte 126 und
die beiden Andruckwalzen 130 sind unterhalb des Auflagetischs 100 angeordnet.
Ein Papierstapel 104 wird der Auflagefläche 102 des Auflagetischs 100 zugeführt und
mittig unterhalb des Zylinders 122 positioniert. Anschließend werden
die beiden Tischhälften 106; 108 auseinandergefahren,
so dass sich der Spalt 114 öffnet. Durch diesen Spalt 114 hindurch
wird die Klemmplatte 126 nach oben gefahren und unter Anheben
des mittleren Bereichs des Stapels 104 nach oben gefahren,
bis der Stapel 104 in seinem mittleren Bereich zwischen Klemmplatte 126 und
Zylinder 122 eingeklemmt ist.
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Die
beiden Andruckwalzen 130 werden beidseitig der Klemmplatte 126 durch
den Spalt 114 hindurch nach oben verfahren, bis sie an
der Unterseite des Stapels 104 unter Druck anliegen. Sodann
werden die Andruckwalzen 130 beidseitig in entgegengesetzte
Richtungen entlang der Unterseite des Stapels 104 zunächst konzentrisch
zur Achse des Zylinders 122 in einer Kreisbogenbahn nach
oben geführt, wobei
der Mantel der jeweiligen Andruckwalze 130 an der Unterseite
des Stapels 104 unter Andruck abrollt. Hierdurch wird der
Stapel 104 in zunehmendem Umfang an den Zylinder 122 angelegt.
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Sobald
die Andruckwalzen 130 die stirnseitigen Kanten des Blattstapels 104 erreichen,
wird den Andruckwalzen 130 Druckluft zugeführt und
die Andruckwalzen 130 werden über die beiden Stirnseiten des
Stapels 104 abgerollt und in ihre obere Endposition verfahren.
Hiernach wird die Druckluftzufuhr beendet. Die beiden Seiten des
Stapels 104 sind nun nach unten gefallen. Nun wird auch
die Klemmplatten 126 wieder in ihre Position unterhalb
des Auflagetischs 100 verfahren und der Auflagetisch 100 geschlossen;
der Papierstapel 104 liegt nunmehr wieder vollständig auf
der Auflagefläche 102 der
Auflagetischs 100, und zwar in aufgelockertem Zustand.
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Nach
Entnahme des aufgelockerten Stapels 104 vom Auflagetisch 100 wird
dieser nochmals geöffnet,
die beiden Andruckwalzen 130 werden unterhalb des Auflagetischs 100 verfahren
und der Auflagetisch 100 wird für einen neuer Arbeitszyklus
wieder geschlossen.
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Es
wird nun auf die Ausführungsform
gemäß 17 Bezug
genommen. Der Auflagetisch 100 umfasst hier zwei äußere, relativ
zueinander feststehende, voneinander beabstandete Tischhälften 238; 240 sowie
zwei Tischklappen 242; 244, die derart verfahrbar
sind, dass sie sich in einer ersten Position unterhalb der Tischhälften 238; 240 befinden
und den zwischen den beiden Tischhälften 238; 240 befindlichen Raum
freigeben und in einer zweiten, geschlossenen Position zwischen
den beiden Tischhälften 238; 240 und
mit ihrer Oberfläche
in einer Ebene mit der Oberfläche
der Tischhälften 238; 240,
so dass eine im Wesentlichen durchgehende Auflagefläche 102 für einen
(hier nicht dargestellten) Papierstapel 104 gebildet wird.
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An
den einander zugewandten Längsseiten der
Tischklappen 242; 244 ist jeweils eine Ausnehmung 246; 248 ausgebildet,
wobei die Ausnehmungen 246; 248 so ausgebildet
sind, dass bei in ihrer geschlossenen Position befindlichen Tischklappen 242; 244 die
sich gegenüberliegenden
Ausnehmungen 246; 248 eine rechteckförmige Aussparung 250 im
Auflagetisch 100 bilden, deren Abmessungen den Querschnittsabmessungen
der Klemmplatte 126 (unter Berücksichtigung des erforderlichen
Spiels) entsprechen.
-
Der
Auflagetisch 100 wird nach dem weiter oben beschriebenen
Auflockerungsvorgang vor dem Zurückfallen
der Papierbogen auf den Auflagetisch 100 in seine in 17 dargestellte
geschlossene Position verbracht, was aufgrund der Aussparung 250 für die Klemmplatte 126 möglich ist.
Auf diese Weise können
Papierstapel 104 mit Papierformaten bis zu einer minimalen
Größe von 450 × 475 mm
oder auch kleiner verarbeitet werden.
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Gemäß einer
weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung, die
sich insbesondere auf eine wie beispielsweise vorstehend beschriebene
Ausführungsform
mit einer Aussparung 250 im Auflagetisch 100 für die Klemmplatte 126 bezieht,
ist die Klemmplatte 126 zweiteilig aufgebaut mit einem unteren
Basisteil und einer am Basisteil bewegbar befestigten oberen Anpressleiste.
Eine solche Ausführungsform
ist insbesondere von Vorteil, wenn der Auflagetisch 100 gleichzeitig
als Rütteltisch
ausgebildet ist, um anschließend
an den Auflockerungsvorgang die einzelnen Bogen des Papierstapels 104 mittels
eines Rüttelvorgangs
auszurichten.
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Während des
Rüttelvorgangs
besteht die Gefahr, dass aufgrund der im Auflagetisch 100 befindlichen
Aussparung der unterste Bogen des Stapels 104 markiert
wird, sich festklemmt oder durchhängt. Dies kann dadurch vermieden
werden, dass die Aussparung 250 für die Klemmplatte 126 während des
Rüttelvorgangs
verschlossen wird. Hierzu dient die obengenannte, relativ zum Basisteil
bewegbare Anpressleiste, die in die Aussparung 250 diese verschließend bewegbar
ist und aufgrund ihrer beweglichen Lagerung am Basisteil in der
Lage ist, die Rüttelbewegung
mitzumachen.
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Im
einzelnen kann die zweiteilige Klemmplatte 126 so ausgebildet
sein, dass das Basisteil an seiner der Anpressleiste zugewandten
oberen Seite ein nutförmiges,
prismenartiges Außenprofil
aufweist, welches dem Innenprofil der gegenüberliegenden Anpressleiste
entspricht. Beide Teile der zweiteiligen Klemmplatte 126 sind
mittels Bolzen und Federn miteinander verbunden. Wird nach dem Auflockerungsvorgang
ein Rüttelvorgang
durchgeführt,
so wird die Anpressleiste über
Pneumatikzylinder mir den beiden Tischklappen 242; 244 kraftschlüssig verbunden und
das Basisteil gibt durch Zurücksetzen
aus der prismenförmigen
Nut die Anpressleiste frei. Während des
Rüttelvorgangs
macht die nunmehr die Aussparung 250 verschließende Anpressleiste
den Rüttelhub
mit, während
das Basisteil insoweit bewegungslos ist.
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Gemäß einer
weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist
die Klemmplatte 126 an ihrer Stirnkante 128, also
im Bereich der Anpressfläche,
mit einem elastisch verformbaren Material versehen, insbesondere
dann, wenn es sich bei dem zu verarbeiteten Stapel 104 um
einen Stapel 104 aus bedrucktem Papier handelt.
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Bedingt
durch unterschiedliches Auftragen von Druckfarbe auf den Druckbogen
ergibt sich eine ungleichmäßige, wellige,
mit Erhöhungen
und Vertiefungen versehene Oberfläche des Papierstapels 104.
Diese Erscheinung ist beim Stahlstichtiefdruck besonders stark ausgeprägt. Beim
Anpressen des Papierstapels 104 durch die Klemmplatte 126 an
die Gegenfläche 124 des
Zylinders 122 wird im Wesentlichen nur auf die Erhöhungen der
Oberfläche
des Papierstapels 104 Druck ausgeübt, was in diesen Bereichen
einen erhöhten
Flächendruck
ergibt und zur Folge hat, dass Markierungen und Beschädigungen zumindest
auf dem zuunterst liegenden Druckbogen entstehen.
-
Um
dies zu vermeiden, weist die im Übrigen aus
Stahl bestehende Klemmplatte 126 im Bereich ihrer Anpressfläche eine
Beschichtung aus elastisch deformierbarem Material auf, insbesondere
aus elastomerem thermoplastischem Kunststoff mit einer Schichtdicke
von etwa 3 – 8
mm, vorzugsweise etwa 5 mm. Die Härte des Beschichtungsmaterials
beträgt zweckmäßigerweise
zwischen 50° bis
80° Shore
A, vorzugsweise etwa 70° Shore
A. Die Verbindung des Beschichtungsmaterials mit der im Übrigen aus
Stahl bestehenden Klemmplatte 126 kann durch Aufkleben,
Aufvulkanisieren oder Aufschrauben erfolgen, es kann jedoch auch
in an der oberen Kante der Klemmplatte 126 ausgebildete
Führungen
eingesetzt oder mittels Pratzen festgeklemmt sein.
-
Die
auf diese Weise im Anpressbereich mit einer Beschichtung aus elastisch
verformbarem Material versehene Klemmplatte 126 liegt am
Papierstapel 104 über
die gesamte Bogenlänge
an und erzeugt über
die gesamte Länge
einen im Wesentlichen gleichmäßigen Druck
auf den Papierstapel 104, nachdem aufgrund der Elastizität des Beschichtungsmaterials
nicht nur auf die Erhöhungen
des Papierstapels 104, sondern auch in die Vertiefungen Druck
ausgeübt
wird. Darüber
hinaus wird ein Verrutschen des äußeren Bogens
beim Verschwenken der Andruckwalzen 130 vermieden, nachdem
nunmehr die Friktion zwischen Druckbogen und Beschichtungsmaterial
der Klemmplatte 126 deutlich höher ist als zwischen den einzelnen
Druckbogen.
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- 100
- Auflagetisch
- 102
- Auflagefläche
- 104
- Stapel,
Papierstapel, Blattstapel
- 106
- Hälfte, Tischhälfte
- 108
- Hälfte, Tischhälfte
- 110
- Längsführung
- 112
- Längsführung
- 114
- Spalt
- 116
- Anschlag,
Führungsblech
- 118
- Anschlag,
Führungsblech
- 120
- Anschlag,
Führungsblech
- 122
- Zylinder
- 124
- Gegenfläche
- 126
- Andruckelemente,
Klemmelement, Klemmplatte
- 128
- Stirnkante
- 130
- Andruckelement,
Andruckwalzen
- 132
- Lager-
und Führungsblock
- 134
- Kern
- 136
- Mantel
- 137
- Antifriktionsschicht
- 138
- Innenraum
- 140
- axiale
Bohrung, Luftzuführleitung
- 142
- radiale
Bohrungen, Luftzuführleitung
- 144
- Luftaustrittsöffnungen
- 146
- Druckluftkammer
- 148
- Abdichtmittel,
Dichtstreifen
- 150
- Abdichtmittel,
Dichtstreifen
- 152
- Schrauben,
Befestigungsschrauben
- 154
- Schrauben,
Befestigungsschrauben
- 156
- Abflachung
- 158
- Abflachung
- 160
- Abdichtmittel,
Dichtkante
- 162
- Abdichtmittel,
Dichtkante
- 164
- Abdichtmittel,
Federbandstahl, Messingblech
- 166
- Abdichtmittel,
Dichtstreifen, Endabschnitt
- 168
- Abdichtmittel,
Dichtstreifen, Endabschnitt
- 170
- Befestigungsschrauben
- 172
- Abdichtmittel,
Leiste, Messingleiste
- 174
- Abdichtmittel,
Leiste, Messingleiste
- 176
- Schrauben
- 178
- Schrauben
- 180
- Abdichtmittel,
Belag, Klebeband
- 182
- Abdichtmittel,
Kunststoffleiste
- 184
- Abdichtmittel,
Kunststoffleiste
- 186
- Abdichtmittel,
Belag, Klebeband
- 188
- Abdichtmittel,
Leiste, Rohrteilelement, Rohrelement
- 190
- Schrauben
- 192
- Schrauben
- 194
- Abdichtmittel,
Dichtleiste, Kunststoffleiste
- 196
- Abdichtmittel,
Dichtleiste, Kunststoffleiste
- 198
- Lagerelement
- 200
- Lagerelement
- 202
- Federn
- 204
- Federn
- 206
- Welle
- 208
- Lagerplatte
- 210
- Lagerplatte
- 212
- Traverse
- 214
- Traverse
- 216
- Traverse
- 218
- Traverse
- 220
- Rahmenteil
- 222
- Rahmenteil
- 224
- Anschraubelement
- 226
- Anschraubelement
- 228
- Schraubbolzen
- 230
- Schraubbolzen
- 232
- Schrauben
- 234
- Anschraubelement
- 236
- Anschraubelement
- 238
- Tischhälfte
- 240
- Tischhälfte
- 242
- Tischklappe
- 244
- Tischklappe
- 246
- Ausnehmung
- 248
- Ausnehmung
- 250
- Aussparung