具有关节臂支承装置的用于使页张定向的装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及用于定向的装置（60），其用于使页张形元件（6）、特别是由纸、硬板纸或纸板制成的页张定向，其包括定向设备（61）以及配属于所述定向设备（61）的驱动器（63），所述定向设备能够在周向（U）、侧向（S）和斜向（D）上运动，用于将页张形元件（6）在输送平面（E）中在周向（U）、侧向（S）和斜向（D）上定向，所述定向设备具有至少一个的保持元件，所述保持元件用于保持页张形元件（6），所述驱动器（63）用于使所述定向设备（61）在周向（U）、侧向（S）和斜向（D）上运动。根据本发明，设置至少一个两件式的关节臂（64），用于支承所述定向设备（61）。在有利的方式中，所述装置（60）允许简单的、成本低廉的、具有高使用寿命的支承。
【专利说明】具有关节臂支承装置的用于使页张定向的装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分用于使页张形元件定向的装置。
【背景技术】
[0002]以闭合几何形状的剪裁模的切割称为模切，该剪裁模可以为圆形、椭圆形或多边形以及任何形式的不规则形状。在印后加工中进行的处理、如利用冲孔器进行模切、切角和索引模切也属于该领域。模切是向着模切垫块或向着凸模来进行，部分地也是剪切过程。由塑料、箔材料、纸、纸板、硬板纸或瓦楞纸制成的包装材料主要以页张规格被模切。但在模切过程中也可以附加地在有用部分中施加沟纹线或拱花。这种复杂的过程使得页张单个地被模切是绝对必要的。因为最终产品是在技术和图形的实施方面极高要求的包装(例如用于化妆品、香烟、药物、食品等等的包装)，所以不仅对包装材料本身提出特殊的要求，而且为了最佳的结果也要求具有最小公差的模切工具以及极其精确且工作可靠的模切机。平台式模切装置能最佳地符合这些要求。在此，将已印刷的和在托板上叠置的页张供应给模切机。在该机器中，待模切的页张在定向设备中被精确地定向、由抓取器车承接并且精确地在模切设备中定位在被固定支承的下台与可通过肘杆或偏心传动装置竖直运动的上台之间。
[0003]在用于对由纸、纸板和类似物构成的页张进行模切、压印、清废、必要时有用部分分离和收集的公知的页张模切和压印机中公开了借助抓取器车使页张运动通过机器的各个站。各个抓取器车具有抓取器桥，抓取器固定在该抓取器桥上，所述抓取器抓持页张的前端部。此外，抓取器车具有侧面的行驶车，所述行驶车与输送系统的循环链连接并且抓取器车由此运动通过机器。通过页张穿过机器的运动方式使得在机器的前后相继设置的各个站、特别是模切、清废和有用部分分离站中的连续作业成为可能。
[0004]例如由DE 30 44 083 Al和US 7,658, 378 B2公开了一种这样的平台式模切机。两个台配备切割和切槽工具或相应的配合工具，利用它们从节拍地引导至台面之间的页张模切出有用部分并且同时压入对于整齐折叠所需的沟纹。在随后的清废设备中通过清废工具机械地去除掉废料。根据机器的装备，最后可以将模切出的有用部分在为此设置的有用部分分离设备中分离。
[0005]DE 600 02 942 T2公开了一种设备，用于将页张准确定位地定向。在此，来自页张叠堆的页张在其位置中被测量以及在运动中被定向。为此设置普遍可运动的板，所述板具有用于保持页张的夹式机构。所述板可以通过两个滑板-滑轨-系统来移动。这种设备具有缺点，即，一方面在两个平面中复杂的结构并且另一方面敞开的滑板-滑轨-系统容易被污染。因为在纸页张处理的区域中总是有纸尘，因此滑轨可能快速地被污染，这损害所述系统的功能。在机器使用寿命期间，因此线性轴承必须经常被清洁和润滑。在滑板和轨道之间也可能产生空隙。因为所述板必须尽可能被无间隙地导向以便将页张精确地定向，因此，滑板-滑轨-系统然而仅允许非常小的公差。如果空隙过大，则必须更换线性轴承。
【发明内容】
[0006]本发明的任务在于，提供一种用于定向页张形元件的装置，所述装置至少降低了现有技术中公知的缺点，在此是一种成本低廉的解决方案并且在污染方面不临界。换言之，应提供一种简单的、成本低廉的、具有更高使用寿命的支承装置。
[0007]所述任务通过具有权利要求1所述特征的、用于使页张形元件定向的装置解决。本发明的装置用于使输送至页张处理机的页张形元件、特别是由纸、硬板纸或纸板制成的页张定向，其包括定向设备，所述定向设备能够在周向、侧向和/或斜向上运动，用于将各个页张形元件在输送平面中定向。换而言之，以三个自由度定向或定位各个页张形元件是可能的，即，在周向、侧向和斜向上。在此，在斜向上的定向也就是使页张形元件在其输送平面中旋转运动。所述定向设备具有至少一个保持元件，用于保持、抓取或夹紧页张形元件。在此，保持元件具有基本上位于输送平面中的、用于待定向的页张形元件的安装面。此外，驱动器配属于所述定向设备，用于使定向设备在周向、侧向和斜向上运动。所述装置具有机器架，所述机器架用作承载结构。根据本发明设置至少一个两件式的关节臂，用于支承所述定向设备，所述关节臂具有三个关节和两个连杆，这些关节分别形成旋转连接装置，其中，第一关节使所述两个连杆中的一个能够与机器架旋转运动地连接，第二关节使所述两个连杆能够相互旋转运动地连接，并且第三关节使所述两个连杆能够与所述定向设备旋转运动地连接。根据知识，连杆的概念不仅包括不具有固定的旋转点的连杆形式的元件也包括具有固定旋转点的杠杆形式的元件。以有利的方式，各个关节的旋转轴线相对于页张形元件的输送平面基本上垂直地定向，其中，各个关节被实施为转动关节，并且各个连杆开启一个自由度作为旋转运动。由此，所述定向设备可以在输送平面中自由移动，并且各个页张形元件可以被所述定向装置一起定向。特别有利的是，所述关节具有无间隙的支承装置，这些支承装置特别是不需保养地在使用寿命期间被润滑并且被密封。这种装置以有利的方式不容易受污染物、油墨颗粒、粉末和纸屑侵蚀。同时确保了所述定向装置非常精确的支承。
[0008]在用于定向的装置的有利的改进方案中，驱动器具有三个马达，其中，一个马达使所述定向设备在侧向上运动并且两个能够相互无关地控制的马达分别使所述定向设备在周向上运动，并且由于可独立地控制性也可以造成所述定向设备在斜向上运动。
[0009]在本发明的有利的改进方案中，所述装置具有三个关节臂，并且在每个关节臂中分别集成一个马达。在此，所述马达可以被实施为无传动装置的、转动的直流马达，也称为转矩马达。因为马达在这个实施方式中直接集成在关节臂中，因此取消了相应马达和定向设备之间的铰接点，这些马达同样防止尘埃和污染颗粒的污染，并且所述用于定向的装置可以具有非常紧凑的结构方式。
[0010]替代所述的集成的转矩马达地，也可以使用直线马达或者通过连杆与所述定向设备连接的马达。
[0011]在根据本发明的装置的特别有利的并且因此优选的改进方案中，至少一个保持元件被构造成抽吸板，用于借助负压来抽吸以及保持相应的页张形元件。在此，所述抽吸板可以具有大量的抽吸腔或者抽吸通道，这些抽吸腔或者抽吸通道根据页张形元件的页张规格激活。尤其有利的是，这种保持元件没有在页张形元件上留下标记，从而不会由于定向而损害页张形元件的质量。替代作为抽吸板的构型方案地，也可以将保持元件实施为抓取器、夹具、接触轮、触球或者有关技术人员所熟悉的其它保持元件。
[0012]在根据本发明的装置的有利的改进方案中，至少一个关节臂在其连杆和关节中具有贯通的空气通道，用于在抽吸板上提供抽吸空气。所述抽吸空气可以与负压源或负压生成器管道连接。这允许取消与抽吸板连接的并且在每次定向运动中一起运动的供给软管。由此降低了用于定向的装置的磨损部件的数量并且提高其使用寿命。
[0013]在用于定向的装置的可替代的改进方案中，所述装置具有一个固定在机架上的驱动端以及一个与定向设备一起运动的输出端用于在定向设备上操作转换元件。根据本发明，力传递系统为此相对于所述至少两件式的关节臂平行地设置，用于将力从驱动端传递到输出端。由此确保了，能够与关节臂的运动以及位置无关地进行力传递。这种实施方案具有优点，即，可以取消位于定向设备上的驱动器，并且将定向设备的运动的质量保持很小。在第一实施替代方案中，力传递系统具有分别相对于相应的连杆平行地设置的其他连杆，其中，相应的其他连杆通过杠杆被支承在关节的铰接点中。换而言之，所述力传递系统被实施为相对于关节臂平行地设置的连杆系统。
[0014]在第二实施变型方案中，力传递系统具有分别相对于相应的连杆平行地设置的带，其中，这些带在带盘上被弓I导，并且各个带盘被支承在关节的铰接点中。
[0015]在第三实施变型方案中，力传递系统具有相互啮合的齿轮，其中，相应的齿轮分别被支承在关节的铰接点中。
[0016]由输出端操作的所述转换元件可以是至少一个用于保持页张形元件的抓取器、可以是至少一个用于制动页张形元件的前规或者可以是例如抽吸板的旋转阀。
[0017]所描述的发明和本发明所描述的有利的改进方案也以任意的相互组合构成本发明的有利的改进方案。
[0018]关于本发明的其它优点和结构以及功能方面有利的构型方案由从属权利要求以及参照附图的实施例说明得出。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]本发明应根据实施例更详细地说明。其以示意图示出:
[0020]图1:示出了具有根据本发明的用于定向的装置的模切机；
[0021]图2a:示出了用于定向的装置的第一实施变型方案；
[0022]图2b:示出了用于定向的装置的第二实施变型方案；
[0023]图2c:示出了用于定向的装置的第三实施变型方案；
[0024]图3:示出了穿过具有集成的抽吸通道的关节臂的截面；
[0025]图4a和b:示出了具有附加的力传递系统的用于定向的装置；
[0026]图5a和b:示出了力传递系统的可替代的构型；
[0027]图6a至c:示出了输出端的不同的应用方案。
[0028]相互对应的元件和构件在附图中以相同的参考标记表示。
【具体实施方式】
[0029]在页张6被传递到抓取器车8上并且进一步输送到模切站2中之前，来自页张续料器I的页张6 (如图2a中所示)由用于定向的装置60定向。
[0030]定向装置60具有定向设备61，所述定向设备61可以在周向U上、在侧向S上以及在斜向D上运动。定向设备61由三个关节臂64支承。在此，各个关节臂具有三个关节64.1以及两个连杆64.2。第一关节64.1与机器架5可转动地连接。第二关节64.1使得所述两个连杆64.2可转动地相互连接。第三关节64.1与定向设备61可转动地连接。驱动器63集成在各个关节臂64中。所有驱动器63可以被相互无关地控制。在此设有两个驱动马达63.1和一个另外的驱动马达63.2，所述两个驱动马达允许定向设备61在周向U以及在斜向D上定向运动，并且所述另外的驱动马达允许定向设备61在侧向S上定向运动。在此，这些驱动马达63.1和63.2被实施为转矩马达。
[0031]在此，各个页张6由定向装置60在页张输送方向T上(也就是在周向U上)、垂直于输送方向T (也就是在侧向S上)以及通过输送平面中的旋转D定向。为此可以设置用于探测页张边缘、印刷图像中的标记和/或边缘的传感器66或者摄像器。基于所求得的实际位置在这里未示出的机器控制装置15中计算:对于各个页张6存在何种定向需求。在此，在周向U、侧向S以及斜向D上的定向需求是不同的。根据各定向需求由机器控制装置15控制驱动器63。
[0032]定向设备61具有至少一个用于在页张定向期间保持相应页张6的保持元件62。为了清楚起见，所述至少一个保持元件62在图2a至2c中未示出，所述至少一个保持元件可以被实施为抓取器、夹具、接触元件或者抽吸板。
[0033]在图2b中示出了用于定向的装置60的可替代的实施变型方案:在此，定向设备61通过仅一个关节臂64被支承，并且同样能够以其三个自由度在周向U、侧向S以及斜向D上定位。在此，定向设备61的定向通过三个定位臂实现，驱动马达63.1和63.2集成在这些定位臂中。通过两个驱动马达63.1实现周向U上以及斜向D上的定向，并且通过一个驱动马达63.2实现侧向S上的定向。与图2a的实施变型方案相比，定向设备61的支承与驱动通过相应无关的元件实现。
[0034]此外，在这个如图2c所示的另外的实施变型方案中，定向设备61的支承和驱动相互无关。然而使用直线马达作为驱动马达63.1和63.2来代替定位臂。在此，各个直线马达63.1、63.2借助耦合元件67与定向设备61连接。
[0035]图3示出了关节臂64的截面，所述关节臂具有三个关节64.1和两个连杆64.2，其中，一个关节64.1与机器架5可转动地连接，并且一个另外的关节64.1与保持元件62可转动地连接。在此，保持元件62被构造成具有大量抽吸喷嘴65.1的抽吸板。在关节臂64的内部、也就是说在关节64.1中以及在连杆64.2中构造一个空气通道65。所述空气通道65通过抽吸空气接头65.3与未示出的负压源或者负压生成器连接，从而在抽吸喷嘴65.1上可以提供抽吸空气以保持相应待定向的页张6。尽管关节臂64可以在其关节64.1中旋转运动，但为了将空气通道65的泄漏保持最小，在关节64.1中使用密封的斜球轴承并且在空气通道65的在关节64.1和连杆64.2之间的过渡部上使用间隙密封件。
[0036]如果定向装置60具有仅一个关节臂64，则所述关节臂设有所述的空气通道65。然而如果定向装置60具有多个关节臂64，则这些关节臂中的一个设有空气通道65就足够。然而如果抽吸板62应例如设有可独立控制的抽吸腔或者抽吸通道，则也可以使每个关节臂64都具有空气通道65。于是可以在抽吸板62中集成一些竖直通道(未示出)，这些竖直通道规格相关地提供抽吸空气。也就是说，这些竖直通道根据相应页张6的宽度打开，从而例如只有在所述页张6如此程度地延伸时才在抽吸板62的边缘区域中提供抽吸空气。
[0037]图4a示出了用于定向的装置60的力传递系统70的第一实施变型方案。用于定向的装置60如上所述地实施并且具有至少一个关节臂64，所述关节臂具有两个连杆64.2。力传递系统70相对于这些连杆64.2平行地设置，所述力传递系统将操作力从驱动端75传递到输出端76上，所述驱动端固定在机架上地设置，所述输出端与定向设备61 —起运动。为此，力传递系统70具有两个连杆72，这些连杆借助杠杆71被支承在关节臂64的关节64.1中。在此，这些连杆72的长度与连杆64.2的铰接点的间距相对应。即使当关节臂64朝定向设备61的定向方向运动时，这些连杆72也保持相对于连杆64.2平行地定向，并且关节臂64的运动对力传递没有影响。如果驱动端75与杠杆71连接并且不集成在关节64.1的轴承中，则驱动端75在关节臂64.2运动期间必须要么实施补偿运动要么解耦。由此确保了，关节臂64.2的运动对输出端76没有影响。
[0038]在图4b中示出了图4a的力传递系统70的改进方案。代替简单的杠杆71和连杆72地，在这个实施变型方案中设置双杠杆系统，但所述双杠杆系统根据与图4a的力传递系统70相同的工作原理运行。
[0039]图5a示出了力传递系统70的替换的实施方式:从驱动端75到输出端76上平行于连杆64.2的力传递借助于一些带73进行。所述带73被支承在带盘77上，这些带盘的旋转点位于连杆64.2的关节64.1的旋转点中。
[0040]在图5b示出了力传递系统70的另一替换的实施方式:通过齿轮74将力从驱动端75传递到输出端76上。为此，这些齿轮74被如此地支承，使得它们的旋转点位于连杆64.2的关节64.1的旋转点中，并且这些齿轮74以它们的齿沿着关节臂64的延伸方向相互啮合，也就是说，由驱动端75驱动的第一齿轮与第二齿轮啮合，并且第二齿轮与又由输出端76驱动的第三齿轮啮合。
[0041]在图6a至6c中示出了用于通过输出端76操作转换元件62、68、69不同的应用实例:根据图6a，旋转阀68通过输出端76驱动。因此，集成在被构造成抽吸板的定向设备61中的旋转阀可以扭转，并且可进行抽吸板61与页张6的规格的匹配。根据图6b，定向设备61具有用于制动页张6的前规69。由输出端76使这些前规69运动。根据图6c，定向设备61具有用于在定向运动期间保持相应页张6的抓取器62。在此，抓取器62由输出端76控制并且由此打开或闭合。
[0042]参考标号表
[0043]I 续料器
[0044]2 模切-和/或压印站
[0045]3 清废站
[0046]4 收料器，必要时具有有用部分分尚站
[0047]5 机器壳体
[0048]6 页张
[0049]7 页张输送系统
[0050]8 具有抓取器的抓取器车
[0051]9 下台/下工作台
[0052]10 上台/上工作台
[0053]11 废料段
[0054]12 容器[0055]13托盘
[0056]14收纸叠堆
[0057]15具有界面和输入仪器的控制装置
[0058]16具有用于定向页张的单元的供应台
[0059]17主驱动器
[0060]18抽吸头
[0061]20下工具
[0062]21具有冲头的上工具
[0063]23有用部分分离格栅或清废床(下工具)
[0064]30上工具(模切工具)
[0065]60用于定向的装置
[0066]61定向设备
[0067]62保持元件(抓取器，夹具，抽吸板)
[0068]63驱动器
[0069]63.1驱动马达
[0070]63.2驱动马达
[0071]64关节臂
[0072]64.1关节
[0073]64.2连杆
[0074]65空气通道
[0075]65.1抽吸喷嘴
[0076]65.2间隙密封件
[0077]65.3抽吸空气接头
[0078]65.4密封的斜球轴承
[0079]66用于探测页张边缘、印刷图像中的标记和/或边缘的传感器
[0080]67稱合兀件
[0081]68旋转阀
[0082]69前规
[0083]70力传递系统
[0084]71杠杆
[0085]72连杆
[0086]73带
[0087]74齿轮
[0088]75驱动端
[0089]76输出端
[0090]100平台式-页张模切-和/或-压印机(模切机)
[0091]B页张输送方向
[0092]E页张输送平面
[0093]U周向[0094]D 斜向(旋转)
[0095]S 侧向。
【权利要求】
1.一种用于定向的装置(60)，其用于使页张形元件(6)、特别是由纸、硬板纸或纸板制成的页张定向，包括定向设备(61)以及配属于所述定向设备(61)的驱动器(63)，所述驱动器用于使所述定向设备(61)在周向(U)、侧向(S)和斜向(D)上运动，所述定向设备能够在周向(U)、侧向(S)和斜向(D)上运动，用于将页张形元件(6)在输送平面(E)中在周向(U)、侧向(S)和斜向(D)上定向，所述定向设备具有至少一个用于保持所述页张形元件(6)的保持元件(62)，其特征在于，设有至少一个两件式的关节臂(64)用于支承所述定向设备(61)，所述关节臂具有三个关节(64.1)和两个连杆(64.2)，其中，第一关节(64.1)使所述两个连杆(64.2)中的一个与机架(5)可旋转运动地连接，第二关节(64.1)使所述两个连杆(64.2)可旋转运动地相互连接，并且第三关节(64.1)使另一个连杆(64.2)与所述定向设备(61)可旋转运动地连接，其中，相应的关节具有相对于所述输送平面(E)垂直地定向的旋转轴线。
2.根据权利要求1所述的用于定向的装置，其特征在于，所述关节(64.1)具有无间隙的支承装置，所述支承装置特别是不需保养地在使用寿命期间一直被润滑并且被密封。
3.根据上述权利要求中任一项所述的用于定向的装置，其特征在于，所述驱动器(63)具有三个马达(63.1,63.2)，其中，一个马达(63.2)使所述定向设备(61)在侧向(S)上运动并且两个能够相互无关地控制的马达(63.1)分别使所述定向设备(61)在周向(U)上运动。
4.根据上述权利要求中任一项所述的用于定向的装置，其特征在于，所述装置(60)具有三个关节臂(64 )并且在每个关节臂(64 )中分别集成一个马达(63.1，63.2 )。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于定向的装置，其特征在于，相应的马达(63.1，63.2)被实施为直线马达。
6.根据上述权利要求中任一项所述的用于定向的装置，其特征在于，所述保持元件(62)被构造成抽吸板。
7.根据权利要求6所述的用于定向的装置，其特征在于，至少一个关节臂(64)在其连杆(64.2)和关节(64.1)中具有贯通的空气通道(65)，用于在所述抽吸板(62)上提供抽吸空气。
8.根据上述权利要求6或7所述的用于定向的装置，其特征在于，所述抽吸板(62)具有多个能够相互无关地控制的抽吸腔或者抽吸通道。
9.根据上述权利要求中任一项所述的用于定向的装置，其特征在于，所述装置(60)具有检测单元(66)和控制单元(15)，所述检测单元用于确定相应页张形元件(6)的实际位置，所述控制单元用于计算定向需求，其中，所述检测单元(66)和所述驱动器(63)与所述控制单元(15 )通过数据传输技术连接。
10.根据上述权利要求中任一项所述的用于定向的装置，其特征在于，所述装置(60)具有一个固定在机架上的驱动端(75)和一个与所述定向设备(61) —起运动的输出端(76),所述输出端用于操作所述定向设备(61)上的转换元件(62，68，69)，其中，相对于所述至少两件式的关节臂(64)平行地设置一个力传递系统(70)，用于将力从所述驱动端(75)传递到输出端(76)上。
11.根据权利要求10所述的用于定向的装置，其特征在于，所述力传递系统(70)具有分别相对于相应的连杆(64.2)平行地设置的连杆(72)，其中，相应的连杆(72)通过杠杆支承在所述关节(64.1)的铰接点中。
12.根据权利要求10所述的用于定向的装置，其特征在于，所述力传递系统(70)具有分别相对于相应的连杆(64.2)平行地设置的带(73)，其中，所述带(73)在带盘(77)上被引导并且相应的带盘支承在所述关节(64.1)的铰接点中。
13.根据权利要求10所述的用于定向的装置，其特征在于，所述力传递系统(70)具有相互啮合的齿轮(74)，其中，相应的齿轮(74)支承在所述关节(64.1)的铰接点中。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的用于定向的装置，其特征在于，所述转换元件是至少一个用于保持页张形元件(6)的抓取器(62)、是至少一个用于制动页张形元件(6)的前规(69)和/或是抽吸 板(62)的阀(68)。
【文档编号】B65H9/10GK103662906SQ201310378895
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2012年9月6日
【发明者】A·米勒, B·沃尔夫, D·埃尔巴, M·厄斯特赖歇尔 申请人:海德堡印刷机械股份公司