СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ЛИСТОВ БУМАГИ, СЛОЖЕННЫХ В СТОПКИ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B65H3/60 

Изобретение касается способа отделения листов бумаги, сложенных в стопки, путем приложения стопки к изогнутой поверхности, чтобы отделить листы от этой стопки, в частности листы с напечатанным текстом, предпочтительно из бумаги ценных сортов, а также устройства для осуществления этого способа
В патенте ДЕ-В 26-41-214 описывается одно такое устройство для отделения листов от стопок бумаги. Это устройство устанавливается на пути перемещения стопок и включает по крайней мере одну пару транспортирующих валков, образующих между собой зазор через который проходят бумажные стопки, причем величина этого зазора меньше толщины стопки, а покрытие по крайней мере одного из этих валков состоит из упругого материала.

Уход за бумагой внутри типографии ставит все больше проблем, связанных с увеличением производительности машин. И если значительные усилия были приложены к улучшению различных этапов печатания, то среди операций, оставшихся бедными родственниками нововведений, оказались операции разделения листов из стопки до того, как она попадает к накладу печатной машины или к другому обрабатывающему устройству. Это ведет к тому, что печатники все еще до сих пор обрабатывают вручную такие объемы бумаги, которые исчисляются ежедневно тоннами.

Среди множества различных операций создаются более или менее значительные запасы бумаги, обычно в виде стопок или штабелей, содержащих обычно 250, 500 или 1000 листов. Подача этих стопок бумаги от одного обрабатывающего устройства к другому обычно осуществляется на поддонах, несущих несколько стопок. Автоматизированные системы использования поддонов, подачи тележек и образования запасов для хранения известны по современному уровню техники. Одна из трудностей создания автоматизированных линий устройств для обработки бумаги возникает на стадии подготовки бумаги перед подачей поддона со стопками на наклад с обеспечением отделения листов от стопок, особенно листов из ценных сортов бумаги. Эта операция в настоящее время выполняется рабочими, которые отделяют листы бумаги из стопок один от другого, перегибая их края, продувая их и околачивая вручную, перед подачей в наклад печатающего или другого обрабатывающего устройства.

Целью настоящего изобретения является автоматизация операции отделения листов.

Эта цель достигается благодаря способу, заключающемуся в том что для отделения листов от стопки бумаги ее прижимают к изогнутой поверхности, прилагая силы давления к внешнему листу стопки по линии, параллельной образующей изогнутой поверхности, и в том, что эта линия приложения силы перемещается перпендикулярно образующей изогнутой поверхности по всей длине стопки, а затем и за пределами краев каждого листа, тем самым освобождая листы, причем интенсивность указанных сил давления должна быть достаточной во время их перемещения для удерживания листов на изогнутой поверхности, а скорость этого перемещения регулируется таким образом, чтобы освобождающиеся листы по очереди отделялись от остающихся прижатыми листов, воссоздавая плоскую стопку, которая подвергается околачиванию.

Согласно изобретению устройство по осуществлению способа, указанного выше, содержит:
стол околачивания, включающий посредине сквозную зону;
деформационный цилиндр, расположенный на расстоянии от указанного стола с образующими, в основном параллельными плоскости стола;
подвижные средства давления, включающие по крайней мере два отделяющих вращающихся и подвижных валка, ось вращения которых параллельна образующим деформационного цилиндра, причем валки установлены с возможностью перемещения по отношению к деформационному цилиндру от первоначального положения над стопкой в указанной сквозной зоне стола по траекториям, параллельным поверхности цилиндра, а также в радиальном направлении по отношению к указанному цилиндру;
средства управления движением указанных отдельных валков;
средства для вдувания воздуха в края освобождаемых листов параллельно образующим цилиндра;
средства околачивания;
Варианты предпочтительного осуществления способа и устройства изложены в дополнительных пунктах формулы изобретения. Согласно изобретению устройство обеспечивает выполнение следующих функций после установки стопки бумаг на поддон:
отделение полностью всех листов стопки (обычно 500 или 1000 листов) за счет скольжения одних листов по другим и за счет деформации стопки, прижатой к деформирующему цилиндру;
обдувание бумаги воздухом во время освобождения листов, одного за другим, отделительными валками так, чтобы они падали на поддон;
выравнивание стопки путем околачивания по краям поддона.

Выравнивание кипы упавших листов на поддон неправильных контуров можно осуществить путем наклона поддона и околачиванием посредством гидравлической системы, эксцентриком или другим известным на современном уровне средством околачивания.

На фиг.1 схематически изображен вид устройства отделителя листов в фазе прибытия стопки на стол околачивания; на фиг.2 это же устройство во время прижатия стопки к деформирующему цилиндру и начало движения отдельных валков; на фиг.3 продолжение движения отделительных валков, на фиг.4 отдельные валки около их конечного положения и падение листов на поддон; на фиг.5 - устройство во время операции околачивания с механизмом перемещения валков; на фиг.6 то же, что и на фиг.5, вид F по стрелке F₁, во время передачи переформированной стопки на стол наклада.

Описываемые элементы обозначены теми же номерами как и позиции на всех чертежах.

Стол околачивания содержит поддон 1, состоящий из неподвижных элементов 11,12 и подвижных элементов 13,14,15 и 16. В центре поддона подвижные элементы 13 и 14 могут занять положение на одной линии с элементами 11,12 и 15, чтобы образовать непрерывную опору для стопки листов R, как это показано на фигуре 1, или же могут быть перемещены под неподвижные элементы 11 и 12, чтобы оставить свободную зону 17 (фиг. 2 и 3 ). Под центром поддона 1 находится часть, втягивающая внутрь, в виде поршня 2, а также по одну и по другую сторону от него два валка 61 и 62. Сквозная зона 17 достаточна для прохода валков 61 и 62 и для поршня 4, который перемещается в вертикальном направлении.

Подвижные элементы 15 и 16 образуют в вертикальном положении боковые стенки поддона. Весь поддон 1 может наклоняться при помощи гидравлического домкрата 3 (фиг. 5), который опускает неподвижный элемент 12.

Для околачивания стопки бумаги после отделения листов в положения, показанном на фиг. 5, предусмотрен мотор 5, закрепленный под неподвижным элементом 11 и приводящий в движение эксцентрик 6, который заставляет вибрировать поддон 1.

Отделяющее устройство 4 содержит деформирующий цилиндр 41, установленный в корпусе 42 (фиг. 6), в котором смонтированы с одной стороны цилиндра 41 два домкрата 44 и 45 с их поршневыми тягами 48 и 49 (фиг. 5 и 6), а с другой стороны цилиндра 41- два домкрата 44' и 45' (фиг. 6). Все эти домкраты установлены в корпусе 42 таким образом, чтобы вращаться вокруг одной и той же оси, коаксиальной оси 43 цилиндра 41, и оснащены с этой целью цапфами 46 и 46' и соответственно 47 и 47',составляющими единое целое с картерами соответствующих домкратов и расположенными перпендикулярно оси соответствующих тяг 48, 48' и 49, 49'.

Цапфы 46 и 47 размещены в корпусе 42 с возможностью свободного вращения благодаря подшипникам 50, 51 и 52, причем средний подшипник 51 является общим для двух домкратов 44 и 45. С другой стороны цилиндра 41 цапфы 46' и 47' размещены в подшипниках 50, 51' и 52', причем подшипник 51' расположенный посредине, является общим для двух домкратов 44' и 45'.

Тяги домкратов 48, 48' и 49, 49' несут, как показано на фигурах 5 и 6, соответственно отделяющие валки 61 и 62, обладающие свободой вращения вокруг своих осей и проходящие параллельно оси 43 цилиндра 41.

С этой целью отделительный валок 61 оснащен с одной и с другой стороны цифрами 65 и 65', размещенными с возможностью вращения в подшипниках, предусмотренных в тягах 48 и 48'. Подобным же образом отделительный валок 62 оснащен цапфами, невидимыми на фигуре 6 (закрыты цапфами 65 и 65'), а эти цапфы размещены в подшипниках тяг 49 и 49' домкратов 45 и 45'.

Для того, чтобы привести в движение домкраты 44, 44' и 45, 45', предусмотрены два мотора 55 и соответственно 56, закрепленные в верхней части корпуса 42. Цапфы 46 и 46' домкратов 44 и 44' оснащены на концах шкивами 53 и 53', которые приводятся в движение ремнями передачи 54 и 54' первого мотора 55. Таким образом мотор 55 может привести в движение домкраты 44 и 44' вокруг оси 43 цилиндра 41, вовлекая в движение отделительный валок 61, вокруг цилиндра 41, по которому он катится. В рассматриваемом случае движение мотора 55 передается ремнями передачи 54 и 54' с помощью двух конических передач 68 и вала трансмиссии 67, на концах которого закреплены шкивы 59 и 59' связанные с ременной передачей 54 и 54'. Такая же система привода предусмотрена для приведения в движение домкратов 45 и 45' вокруг оси 43 и соответственно запуска в действие отделительного валка 62. Эта система заключает мотор 56, две ременные передачи 58 и 58' и два шкива 57 и 57', закрепленные на цапфах 47 и 47'. Таким же образом передача движения от мотора 56 к ремням передачи 58 и 58', осуществляется посредством конической передачи 70 и вала трансмиссии 69 с установленными на его концах шкивами 60 и 60'.

Благодаря такой конструкции валки 61 и 62 могут перемещаться, с одной стороны в радиальном направлении по отношению к цилиндру 41 под действием домкратов 44, 44' и соответственно 45 и 45', и с другой стороны вокруг цилиндра 41 под угловым направлением к траекториям, коаксиальным цилиндру 41 и параллельным его поверхности. Эти движения валков вокруг цилиндра 41 могут быть одновременными, предпочтительно симметричными в противоположном направлении, или же независимыми друг от друга с выполнением поочередных перемещений.

Существенные фазы операций отделения листов, обдувания и околачивания показаны последовательно на фигу. 1-6:
На фиг. 1 элементы 13, 14 и 15 поддона 1 находятся на одной линии с неподвижными элементами 11 и 12, поршень 2 и валки 61 и 62 находятся в нижнем положении. Стопка листов R подталкивается в направлении стрелки F к вертикально расположенному элементу 16 с помощью толкателя P с целью ее размещения посредине примерно под осью 43 цилиндра 41.

Как показывает фиг. 2, после того, как толкатель P отведен, а элемент 15 поднят, элементы 13 и 14 опускаются и отдаляются друг от друга под поддоном 1. Одновременно поршень 2, действуя как опора, прижимает стопку R к цилиндру 41, направляя подъем двух валков 61 и 62 (фиг. 2). Валки 61 и 62 тогда поднимают стопку R под действием домкратов 44, 44', 45 и 45' и прижимают ее к цилиндру 41 с постоянным усилием. Когда два валка 61 и 62 прижимают бумагу, поршень 2 опускается (фиг. 3). Под действием моторов 55 и 56 валок 61 отходит от валка 62 в направлении стрелки F1, а валок 62 перемещается симметрично в направлении стрелки F2 (фиг. 4). Ввиду деформации листы стопки скользят друг по другу из-за разницы радиуса кривизны, который меняется от первого до последнего листа, их края оказываются смещенными, причем это смещение параллельно образующим цилиндра 41 и и образующим валков 61 и 62.

Как только валок 61 и 62 выходит за край последнего листа, этот лист отделяется от стопки и падает на поддон, как это показано на фиг. 4. По мере дальнейшего движения валка листы один за другим отделяются от последующих листов одновременно или же с каким-то отклонением во времени, такое же явление имеет место с другой стороны в силу перемещения второго валка. И поскольку высота паления в средней части листов невелика по сравнению с их размером, как это показано на фиг. 4, листы падают на поддон 1, вновь образуя кипу, в целом прямоугольную, хотя и не совсем правильную. Эта операция может быть ускорена, а обдувание листов воздухом улучшено путем нагнетания воздуха через сопла 7 и 8 в направлении стрелок F3, F4 фиг. 4 между листами после того, как они отделяются от остальной части стопки, прижатой к цилиндру 41.

В то же время, или же после падения листов, поддон опускается вниз с одной стороны при помощи домкрата 3, а элементы 13 и 14 закрываются, и благодаря наклону и вибрации, вызываемой эксцентриком 6,вращающимся от мотора 5, стопка околачивается с упором в приподнятую стенку 15 и приобретает правильную форму, как это показано на фигуре 5.

Стопка далее подталкивается с помощью толкателя P' (фиг. 6) в направлении F', перпендикулярном входа F (фиг. 1) на стол наклада, чтобы поступить далее, например, в печатную машину.

Изобретение не ограничивается способом реализации, изложенным выше и проиллюстрированным в прилагаемых чертежах. Его значимость выражается и в различных вариантах исполнения, обеспечивающих выполнение тех же функций. Ниже приводятся примеры, не имеющие ограничительного характера.

Цилиндр 41, представленный на чертежах, является цилиндром вращения с окружностью слегка превышающей размеры листов бумаги. Любая другая форма кривизны (часть круга, эллипса, параболы, и пр.) поверхности цилиндра, обеспечивающая разницу радиусов кривизны между первым и последним листом стопки, может быть использована.

Валки 61 и 62 были представлены как сплошные валки с диаметром, меньшим высоты стопки. Однако они могут иметь и другую форму, в частности могут быть оснащены поперечными канавками, позволяющими вдувать воздух тангенциально к листам, начинающим отделяться.

Валки 61 и 62 могут приводиться в действие винтовыми домкратами и тому подобным, их угловое перемещение можно осуществлять мотором с множеством передач или несколькими независимыми моторами вокруг коаксиальных осей, они могут быть заменены любым механическим средством, позволяющим катиться или скользить в непрерывном движении какому-либо стержню по части изогнутой стопки.

Толкатели P и P' могут быть заменены любым манипулятором или соответствующей передающей системой.

Специалист в этой области может разработать другие варианты устройства, не выходя за пределы искомой защиты.

Использование: для отделения листов бумаги, сложенных в стопке. Сущность изобретения: способ состоит в том, что стопку бумаги прижимают к изогнутой поверхности и во время прижатия к внешнему листу стопки, прикладывают усилие давления по линии, параллельной образующей изогнутой поверхности и линию приложения усилия давления перемещают перпендикулярно образующим изогнутой поверхности по всей длине стопки и за пределы краев листа. Интенсивность сил давления выбирают достаточной для удерживания листов на изогнутой поверхности, а скорость такой, чтобы листы отделялись от прижатых к изогнутой поверхности по одному. Устройство для осуществления способа содержит стол околачивания, деформационный цилиндр подвижные средства давления, средства управления перемещением средств давления, средства для вдувания воздуха в края освобождаемых листов и средства околачивания. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ отделения бумажных листов, сложенных в стопки, путем прижатия стопки к изогнутой поверхности для отделения листов от этой стопки, отличающийся тем, что во время прижатия стопки к изогнутой поверхности к внешнему листу указанной стопки прикладывают усилие давления вдоль по крайней мере одной линии, параллельной образующим изогнутой поверхности, при этом указанную линию приложения сил давления перемещают перпендикулярно образующим изогнутой поверхности по всей длине стопки и за пределами краев каждого листа, освобождая таким образом листы, причем интенсивность указанных сил давления выбирают достаточной во время их перемещения для удерживания листов на изогнутой поверхности, а скорость этого перемещения регулируют таким образом, чтобы освобождающиеся листы по очереди отделялись от оставшихся прижатых листов, воссоздавая плоскую стопку, которую затем подвергают околачиванию. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве изогнутой поверхности используют выпуклую поверхность, преимущественно цилиндрическую. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что применяют две линии приложения сил давления, которые перемещают, выходя за пределы изогнутой поверхности, покрытой стопкой бумаги. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что две линии приложения сил перемещают, начиная с центральной зоны внешнего листа, в противоположных направлениях. 5. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что с помощью упомянутых сил давления прижимают стопку со стороны поддона к изогнутой поверхности, размещенной над стопкой таким образом, чтобы перемещение средств давления за пределы краев листов стопки вызвало падение этих листов, один на другой на поддон в штабель и чтобы этот штабель, формирующий стопку, подвергался околачиванию с помощью механических средств околачивания. 6. Способ по любому из пп.1 5, отличающийся тем, что между краями листов при освобождении их от сил давления вдувают воздух. 7. Устройство для отделения бумажных листов, сложенных в стопки, содержащее деформирующий цилиндр и опорное средство, отличающееся тем, что оно содержит подвижные средства давления, включающие по крайней мере два отделяющих вращающихся и подвижных валка, оси вращения которых параллельны образующим деформирующего цилиндра, средства управления перемещением отделяющих валков, средства для вдувания воздуха в края освобождаемых листов, параллельно образующим цилиндра и средства околачивания, при этом опорное средство выполнено в виде стола околачивания со сквозным проемом, а отделяющие валки установлены с возможностью перемещения под стопкой листов в упомянутом проеме стола по траекториям, параллельным поверхности деформирующего цилиндра и в радиальном направлении по отношению к этому цилиндру, причем последний расположен на расстоянии от стола, а его образующие параллельны плоскости стола. 8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что каждый отделяющий валок связан с двумя соответствующими, предусмотренными в средствах управления перемещением отделяющих валков, домкратами, установленными с возможностью вращения вокруг оси деформирующего цилиндра. 9. Устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что в сквозном проеме стола установлен убирающийся элемент в виде поршня, перемещающегося между нижним положением, освобождающим проем стола, и верхним положением, в котором поршень прижат к нижней поверхности стопки листов.