Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten von Druckprodukten mit hoher Geschwindigkeit.

In Rollenrotationsdruckmaschinen werden Materialbahnen, z. B. aus Papier, bedruckt und anschließend in einer Schneideeinheit geschnitten, so dass Buchblöcke entstehen, die z. B. Abschnitte von Zeitungen bilden. Diese Buchblöcke müssen in der Regel weiter bearbeitet, z. B. an den Kanten beschnitten werden, damit gleichmäßige, gerade Kanten entstehen. Dazu muss der Produktstrom in der Regel abgebremst werden. Dies wird häufig dadurch erreicht, dass der Produktstrom geteilt wird und die so gebildeten Teilströme abgebremst werden. Dieser Vorgang beansprucht oft sehr viel Platz.

In der US 3,811,350 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschneiden von bogenförmigem Material beschrieben, in denen das bogenförmige Material von einem Förderband an eine erste Beschneidestation übergeben wird, in der es an der Vorderseite beschnitten wird. Anschließend wird das bogenförmige Material an eine zweite Beschneidestation übergeben, in der der Kopf und der Fuß des bogenförmigen Materials beschnitten werden. Die Messeranordnungen können dabei von einem Kurbelantrieb angetrieben werden.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass nur ein einziger Produktstrom verarbeitet wird. Außerdem ist die Durchlaufleistung der Vorrichtung begrenzt, da die Qualität des Beschneidevorgangs bei hohen Geschwindigkeiten beeinträchtigt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die das Bearbeiten von Druckprodukten mit höherer Durchlaufleistung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die verfahrenstechnische Lösung erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bearbeiten von Druckprodukten mit hoher Geschwindigkeit umfasst eine Trennvorrichtung zum Teilen eines Produktstroms in mindestens zwei Teilströme, wobei die Teilströme nach der Trennung vorzugsweise im Wesentlichen in die gleiche Richtung bewegt werden. Weiterhin ist eine erste Bearbeitungseinheit zum Bearbeiten der Produkte des ersten der mindestens zwei Teilströme und eine zweite Bearbeitungseinheit zum Bearbeiten der Produkte des zweiten der mindestens zwei Teilströme vorgesehen. Eine Zusammenführ-Einrichtung führt die mindestens zwei Teilströme nach der Bearbeitung in der Bearbeitungsstation zu einem auslaufenden Produktstrom zusammen.

Die Trennvorrichtung ist in einer anderen Ebene als die Bearbeitungsstation vorzugsweise oberhalb der mindestens zwei Bearbeitungseinheiten angeordnet. Die Teilströme werden vorzugsweise in Abwärtsrichtung bewegt. Die Zusammenführ-Einrichtung ist in einer dritten, von der Bearbeitungs- und Trennebene verschiedenen Ebene vorzugsweise unterhalb der mindestens zwei Bearbeitungseinheiten angeordnet. Durch diese Anordnung wird der benötigte Platz reduziert und gleichzeitig eine erhöhte Durchlaufleistung gewährleistet. Der Produktstrom kann insbesondere auch in vier oder mehr Teilströme geteilt werden, deren Produkte alle in Abwärtsrichtung bewegt und dabei bearbeitet werden.

Die Teilströme sind vorzugsweise in einem gleichmäßigen Abstand zueinander entlang einer Kreisbahn angeordnet.

Die Bearbeitungseinheiten können beispielsweise als Schneideeinheiten ausgebildet sein, können jedoch auch als beliebige andere Bearbeitungseinheiten, z. B. als Etikettiereinheiten oder Ink-Jet-Druckstationen ausgebildet sein.

Die Produkte werden vorzugsweise von einzelnen Taschengreifern gehalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten eines Stroms von Druckprodukten sieht vor, dass der Produktstrom in eine Mehrzahl Teilströmen geteilt wird, wobei die Teilströme nach dem Aufteilen im Wesentlichen in die gleiche Richtung, bevorzugt parallel bewegt werden, dass die Produkte der einzelnen Teilströme bearbeitet werden, und dass der Produktstrom wieder hergestellt wird.

Beim Teilen des Produktstroms wird vorzugsweise zumindest ein Teil des Produktstroms kreisförmig um eine Mittelachse geführt, wobei die Teilströme in gleichmäßigem Abstand zueinander auf dem Kreis verteilt gebildet werden. Anschließend werden die Teilströme vorzugsweise in Abwärtsrichtung bewegt und die Produkte in den Teilströmen von den innerhalb des durch die Teilströme gebildeten Zylinders angeordneten Bearbeitungseinheiten bearbeitet. Unterhalb der Bearbeitungseinheiten können die Teilströme vorzugsweise wieder zu einem einzigen Produktstrom zusammengeführt werden.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgend dargestellten Figuren sowie deren Beschreibungen.

Es zeigen im Einzelnen:

Fig. 1

eine perspektivische Draufsicht der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung;

Fig. 2

eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Bearbeitungsvorrichtung; und

Fig. 3

eine Draufsicht eines mittleren Abschnitts der in Fig. 1 gezeigten Bearbeitungsvorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung 2, die eine Trennvorrichtung 100, eine Bearbeitungsstation 50 und eine Zusammenführ-Einrichtung 150 umfasst.

Für den Bearbeitungsvorgang läuft ein Produktstrom 1 einzelner Buchblöcke 3 in die Trennvorrichtung 100 ein. Jeder der Buchblöcke wird von einer einzelnen Greifervorrichtung 10 gehalten, die an ihrer Außenseite an einer (nicht gezeigten) Führungsschiene befestigt ist. Die einzelnen Greifervorrichtungen 10 können in der Führungsschiene beispielsweise von einem Kettenantrieb angetrieben werden.

Die Trennvorrichtung 100 bewegt die in sie einlaufenden Buchblöcke vorzugsweise im Wesentlichen in einer x-y Ebene Z₁ und teilt den einlaufenden Produktstrom 1 in vier parallele Teilströme 101, 102, 103 und 104 (Fig. 3). Die Teilströme 101, 102, 103 und 104 bewegen sich nach der Aufteilung aus der Ebene z₁, bevorzugt senkrecht zu ihr heraus in Richtung einer Bearbeitungsstation 50. Wenn also die Ebene z₁ der Trennvorrichtung oberhalb der Bearbeitungsstation 50 liegt, laufen die Teilströme 101, 102, 103 und 104 bevorzugt senkrecht und in einer Geraden parallel zueinander zur Ebene z₂ nach unten.

Nach dem Teilen des Produktstroms 1 in Teilströme gelangen die Produkte so in eine Bearbeitungsstation 50 der Bearbeitungsvorrichtung 2, wo sie bearbeitet werden. Die Bearbeitungsstation 50 ist beispielsweise eine Beschneidevorrichtung, die eine Vorderschnitt-Einheit 151 und eine Kopf-und-Fußschnitt-Einheit 180 zum Beschneiden der Produkte des ersten Teilstroms 101 umfasst. Die Bearbeitungsstation 50 kann ferner eine Vorderschnitt-Einheit 251 und eine Kopf-und-Fußschnitt-Einheit 280 zum Beschneiden der Produkte des zweiten Teilstroms 102 sowie Schneideeinheiten zum Beschneiden der Produkte des dritten und vierten Teilstroms umfassen.

Nach dem Zuschneiden der Produkte 3 haben diese entweder bereits eine weitere x-y Ebene Z2 erreicht, in der die einzelnen Teilströme 101, 102, 103, 104 wieder vereinigt werden oder werden entlang der Verlaufsrichtung der Teilströme in diesen befördert. In der Zusammenführeinheit 150 werden dann die einzelnen Produkte 3 wieder in der Ebene z₂ bewegt und bewegen sich somit relativ zur Bewegungsrichtung der Teilströme 101, 102, 103, 104 im Wesentlichen senkrecht, wobei die Zusammenführeinheit die einzelnen Teilströme wieder zu einem Ausgangsstrom bearbeiteter Produkte 6 vereinigt.

Durch das Aufteilen des Produktstroms 1 in vier Teilströme 101, 102, 103, 104, das Beschneiden der Produkte in den vier Teilströmen und das Zusammenführen der Teilströme zu einem einzigen Produktstrom ermöglicht die Bearbeitungsvorrichtung eine hervorragende Durchlaufleistung, obwohl die Bearbeitung und die Laufgeschwindigkeit der Teilströme relativ zum Produktstrom 1 und Ausgangsstrom 6 langsam gehalten werden kann, was die Präzision der Bearbeitung steigert.

Zusätzlich oder alternativ zu den Schneideeinheiten in der Bearbeitungsvorrichtung 2 kann auch eine Ink-Jet-Druckstation 25 am Rahmen 60 angeordnet sein, um die Druckprodukte im Teilstrom 101 z. B. mit Adressen zu bedrucken. Für jeden Teilstrom kann eine ähnliche Ink-Jet-Druckstation vorgesehen sein.

Die erfindungsgemäße Bearbeitungsstation 50 kann eine Bearbeitungsstation oder auch mehrere Bearbeitungsstationen für jeden Teilstrom umfassen, z. B. eine Schneideeinheit, eine Ink-Jet-Druckstation, eine Etikettiereinheit oder eine beliebige andere Art von Bearbeitungsstation für Druckprodukte.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht der Bearbeitungsvorrichtung 2 gezeigt, in der die Trennvorrichtung 100 näher dargestellt ist. Die Produkte im Produktstrom 1 werden von einzelnen, in einer Schiene 33 geführten Greifermodulen 10 gehalten. Jeder der um eine Basis 4 angeordneten Arme der Trennvorrichtung 100 umfasst eine Übergabevorrichtung 19, die an der Übergabestation 11 ein erstes Produkt einer Gruppe 5 von vier Produkten erfasst und wegen der Rotation der Arme an den ersten Teilstrom 101 übergibt. An der Übergabestation 12 in der 9:00-Uhr-Position erfasst die Übergabevorrichtung ein zweites Produkt der Produktgruppe 5 und übergibt es bei 6:00 Uhr an den Teilstrom 102. Zum selben Zeitpunkt wird ein drittes Produkt der Produktgruppe 5 von der Übergabevorrichtung erfasst und bei 3:00 an den Teilstrom 103 übergeben. In dieser Position wird an der Übergabestation 14 das vierte Produkt der Produktgruppe 5 von der Übergabevorrichtung erfasst und bei 12:00 an den Teilstrom 104 übergeben. Jeder Arm der Basis 4 übergibt während einer Gesamtumdrehung vier Produkte, das erste Produkt an den ersten Teilstrom 101, das zweite Produkt an den zweiten Teilstrom 102, das dritte Produkt an den dritten Teilstrom 103 und das vierte Produkt an den vierten Teilstrom 104.

Die Trennvorrichtung kann demgemäß ähnlich ausgebildet sein wie die Vorrichtung, die in der am selben Tag wie die vorliegende Erfindung eingereichten US-Patentanmeldung "Device and Method for Splitting a Printed Product Stream" (Vorrichtung und Verfahren zum Teilen eines Produktstroms, Anmelde-Nr. 449,133) von denselben Erfindern wie die vorliegende Anmeldung beschrieben ist.

Während des Vereinzelungsprozesses bewegen sich die Produkte 3 im Wesentlichen in einer Ebene.

Nachdem die Produkte die Trennvorrichtung 100 passiert haben und in die Teilströme eingelaufen sind, werden die Teilströme zum Zwecke der Zuführung zu einer Bearbeitungsstation aus dieser ersten Bewegungsebene z₁ bevorzugt senkrecht herausbewegt.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht der Bearbeitungsstation 50, die eine Basis 60 umfasst. Die Produkte der vier Teilströme 101, 102, 103 und 104 werden von der Bearbeitungsstation 50 bearbeitet. Jedes der Produkte der vier Teilströme 101, 102, 103 und 104 wird zunächst in der jeweiligen Vorderschnitt-Einheit 151, 251, 351 bzw. 451 beschnitten. Die Vorderschnitt-Einheit 151 umfasst ein an einer Messerhalterung 131 angeordnetes Messer 130. Die Messerhalterung 131 ist an beiden Enden an zwei Armen 132 und 133 befestigt.

Die Arme 132 und 133 sind in einer Armhalterung 134 gleitend gelagert. Die von der Messerhalterung 131 abgewandten Enden 132' und 133' der Arme 132 und 133 sind vorzugsweise gezahnt und mit einer zentralen Antriebseinheit 80 im Eingriff. Die zentrale Antriebseinheit 80 umfasst eine zentrale Antriebswelle 81, welche die Arme 82, 83, 84 und 85 antreibt, so dass diese jeweils die Räder 92, 93, 94 bzw. 95 vorwärts und rückwärts (im Uhrzeigersinn/Gegenuhrzeigersinn) drehen. Die Drehung der Räder 92, 93, 94 und 95 bewirkt eine Drehbewegung der Räder 72, 73, 74 und 75 in die Gegenrichtung.

Eine Drehung der zentralen Antriebswelle 81 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt also eine Bewegung des Arms 82, so dass das Rad 92 zunächst im Uhrzeigersinn gedreht wird. Das Rad 92 ist mit dem Rad 72 und dem Arm 132 in Eingriff, so dass die Drehung des Rades 92 im Uhrzeigersinn eine Drehung des Rades 72 im Gegenuhrzeigersinn bewirkt. Das Rad 72 ist mit dem Arm 133 in Eingriff. Durch die gleichzeitige Drehung des Rades 92 im Uhrzeigersinn und des Rades 72 im Gegenuhrzeigersinn werden die Arme 132 und 133 nach innen in Richtung der zentralen Antriebswelle 81 bewegt. Dadurch wird das Messer 130 an der Halterung 131 nach innen bewegt, so dass es in der Nähe eines unteren Messers 136 an der Halterung 134 vorbeigeführt wird. Auf diese Weise schneidet das Messer 130 die Stirnseite eines Buchblöcke des Teilstroms 101.

Bei weiterer Drehung der zentralen Antriebswelle 81 dreht der Arm 82 das Rad 92 in die Gegenrichtung, d. h. im Gegenuhrzeigersinn, so dass das Messer, wie in Fig. 3 gezeigt ist, in eine nicht-schneidende Position bewegt wird.

Die Vorderschnitt-Einheiten 251, 351 und 451 umfassen ebenfalls Messer-, Halterungs-und Armanordnungen, die ähnlich wie das Messer 130, die Halterung 131 und die Arme 132 und 133 ausgebildet sind. Die Arme 83, 84 und 85 treiben die Räder 93, 94 bzw. 95 an, die wiederum die Räder 73, 74 bzw. 75 antreiben. Durch Drehung der Antriebswelle 81 werden die Buchblöcke der Teilströme 102, 103 und 104 von den Messern der jeweiligen Vorderschnitt-Einheit 251, 351 bzw. 451 nacheinander an ihrer Vorderseite beschnitten.

In Fig. list eine perspektivische Darstellung der Beschneidevorrichtung 50 gezeigt, in der die Kopf-und-Fußschnitt-Einheiten 180 und 280 näher dargestellt sind. Der Teilstrom 101 wird in Abwärtsrichtung durch die Vorderschnitt-Einheit 151 und dann durch die Kopf-und-Fußschnitt-Einheit 180 geführt. Die Kopf-und-Fußschnitteinheit 180 umfasst zwei bewegbar angeordnete Messer, die jeweils an einem unteren Messer vorbei bewegt werden. Wenn die Buchblöcke im Teilstrom 101 die Vorderschnitt-Einheit 151 verlassen, werden sie in der Kopf-und-Fußschnitt-Einheit 180 am Kopf und am Fuß beschnitten. Die Getriebeanordnung der Kopf-und-Fußschnitt-Einheit 180 steht mit der zentralen Antriebswelle 181 in Eingriff und funktioniert ähnlich wie das Getriebe der Vorderschnitt-Einheit 151 derart, dass die Messer auf- und ab an unteren Messern vorbeibewegt werden.

Die Produkte des Teilstroms 102 (Fig. 2) werden nach dem Verlassen der Vorderschnitteinheit 251 auf ähnliche Weise in der Kopf-und-Fußschnitt-Einheit 280 bearbeitet. Die Teilströme 103 und 104 werden ebenfalls auf ähnliche Weise bearbeitet. Die Schnitt-Einheiten 180 und 280 schneiden vorzugsweise in einem 45°-Phasenwinkel, wodurch die Beschnitt-Qualität erhöht wird.

Die Produkte werden in jedem Teilstrom vorzugsweise schrittweise bewegt, so dass sie vor dem ersten Beschnitt-Vorgang vom Bandantrieb freigegeben und erfasst werden und anschließend schrittweise weiter nach unten zur nächsten Beschneidestation bewegt werden. Der Bandantrieb für die Teilströme der Produkte ist direkt mit der zentralen Antriebseinheit verbunden und kann als eine beliebige Vorrichtung zum schrittweisen Transportieren von Produkten ausgebildet sein. Jeder der Bandantriebe kann den jeweiligen Teilstrom phasenversetzt, vorzugsweise um 90°, zu den angrenzenden Teilströmen antreiben.

Die Beschneide-Vorrichtung kann ähnlich der in der am selben Tag wie die vorliegende Erfindung eingereichten US-Patentanmeldung "Device and Method for Trimming Printed Products" (Vorrichtung und Verfahren zum Beschneiden von Druckprodukten, Anmelde-Nr. 448,986) von denselben Erfindern wie die vorliegende Anmeldung ausgebildet sein.

Nach dem Beschneiden verlassen die Buchblöcke die Bearbeitungsstation 50 und werden in der Zusammenführ-Einrichtung 150 wieder zu einem einzigen Produktstrom zusammengeführt. Die Zusammenführ-Einrichtung 150 kann ähnlich ausgebildet sein wie die Trennvorrichtung 100, aber auf umgekehrte Weise funktionieren: Die Produkte der vier Teilströme werden an einer inneren Übergabelinie von einer sich drehenden Übergabevorrichtung 165 übernommen und nach einer Drehung einer Basis 160 um 90° an eine äußere Transportbahn übergeben, so dass ein bearbeiteter Produktstrom 6 die Bearbeitungsvorrichtung 2 verlässt.

Obwohl bei der beschriebenen Ausführungsform vier Teilströme gebildet werden, ist es ebenfalls möglich, eine andere Anzahl von Teilströmen zu bilden.

Durch die vorliegende Erfindung können Druckprodukte schneller bearbeitet werden, da in jedem Teilstrom z. B. 10.000 Buchblöcke in der Stunde oder sogar mehr bearbeitet werden können.

Die in Fig. 1 gezeigten einzelnen Greifervorrichtungen können so ausgebildet sein wie die Greifervorrichtung, die in der am selben Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereichten US-Patentanmeldung "Recycled Pocket System" (Taschen-Transportsystem für Druckprodukte, Anmelde-Nr. 448,990) von denselben Erfindern wie die vorliegende Anmeldung beschrieben ist.

Liste der Bezugszeichen

1

Produktstrom

2

Bearbeitungsvorrichtung

3

Buchblock

4

Basis

5

Produktgruppe

6

bearbeiteter Produktstrom

10

Greifervorrichtung

11, 12, 14

Übergabestation

19

Übergabevorrichtung

25

Ink-Jet-Druckstation

33

Führungsschiene

50

Bearbeitungsstation

60

Basis

72, 73, 74, 75

Rad

80

zentrale Antriebseinheit

81

zentrale Antriebswelle

82, 83, 84, 85

Arm

92, 93, 94, 95

Rad

100

Trennvorrichtung

101, 102, 103, 104

Teilstrom

130

Messer

131

Messerhalterung

132, 133

Arm

132', 133'

gezahntes Ende

134

Armhalterung

136

unteres Messer

150

Zusammenführ-Einrichtung

151, 251, 351, 451

Vorderschnitt-Einheit

160

Basis

164

Übergabevorrichtung

180, 280

Kopf-und-Fußschnitt-Einheit