DE3618384A1 - Fertigungs- und verpackungsanlage fuer karten, insbesondere spielkarten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fertigungs- und Verpackungsan­ lage für Karten, insbesondere Spielkarten der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei einer bekannten Anlage dieser Art werden die Spielkarten aus vorgefertigten Druckbögen in einer Bogenstanzmaschine zu einzelnen Kartensätzen zusammengestanzt und stapelweise an einen Kettenförderer übergeben. Der Kettenförderer trans­ portiert die Kartenstapel schrittweise zu den Eckenstanz­ stationen und zur Verpackungsstation. Die Kartenstapel werden von der Förderstrecke aus quer zu dieser in die Eckenstanzstation transportiert und dort durch Klemmbacken unter zwei Eckenstanzmessern festgehalten. Die Eckenstanz­ messer sind an einem als Metalltraverse ausgebildeten Stanz­ balken befestigt, der mit Hilfe eines separat angetriebenen Kurbelgetriebes von einer oberen Wartestellung in die Stanz­ stellung und wieder zurückbewegt werden kann. Das Gewicht des Stanzbalkens hat dort vor allem die Aufgabe, beim Stanz­ vorgang die im Getriebe vorhandenen Reibungskräfte in den Gleitführungen für den Stanzbalken und den Gleitlagerungen der Kurbel und Stanzwelle zu überwinden. Der eigentliche Stanzvorgang wird unter Aufwendung der Kraft eines Elektro­ motors bewirkt, dessen Drehantrieb durch ein Schneckenge­ triebe untersetzt und über das Kurbelgetriebe in eine Auf- und Abbewegung des Stanzbalkens umgesetzt wird. Der Antrieb ist also unabhängig von dem der Förderanlage; er wird über eine Bremskupplung von den auf der Förderbahn laufenden Kartenstapeln mit Hilfe eines Mikroschalters oder einer Lichtschranke gesteuert. Aufgrund der großen zu bewegenden Massen, der hohen Reibung innerhalb des Antriebssystems und der langsamen Bremskupplungen konnten mit der bekannten Anlage nur relativ niedrige Maschinentaktfrequenzen erzielt werden. Denn jeder Maschinentakt hat einen Bremspunkt, bei dem die gesamten Massen abgebremst und anschließend wieder beschleunigt werden müssen. Je schneller der Maschinentakt ist, umso größer sind die Träg­ heitskräfte, die quadratisch mit der Taktfrequenz ansteigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Fertigungs- und Verpackungsanlage der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß sie mit höherer Taktfre­ quenz betrieben werden kann und dennoch eine niedrigere Anschlußleistung benötigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, daß die in der Anlage bei vorgegebener Taktfrequenz zu überwindenden Träg­ heitskräfte dadurch minimiert werden können, daß die Be­ arbeitungsstationen, wie Schneid- und Stapelstation, Ecken­ stanzstationen und Verpackungsstation sowie die diese ver­ bindenden Förderstrecken über einen einzigen Motor und sychronisierende Getriebemittel gemeinsam angetrieben werden. Dadurch werden Überdimensionierungen in den An­ triebsmitteln vermieden. Anstelle der Bremskupplungen können Schrittgetriebe eingesetzt werden, die bei Verwendung von Nocken- oder Kurvenscheiben eine weitgehend reibungs- und trägheitsfreie Umsetzung der kontinuierlichen Drehung der Motorwelle in Schrittbewegungen ermöglichen. Wenn dazu­ hin die Dreh- und Verschiebelager der Eckenstanzstationen als reibungsarme Rollen- und Wälzlager ausgebildet sind, kann die zu bewegende Masse des Stanzbalkens zum Zwecke der Minimierung der Antriebsleistung und der Maximierung der Taktfrequenz so dimensioniert werden, daß sie unter der Einwirkung der Schwerkraft auf die Karten eine Kraft ausübt, die mindestens dem 0,5-fachen, vorzugsweise dem 0,6- bis 1-fachen der für das Durchstanzen des Kartenstapels erforderlichen Stanzkraft entspricht. In diesem Falle muß nur die für das Durchstanzen noch fehlende Kraft durch den gemeinsamen Antriebsmechanismus aufgebracht werden. Diese Kraft reicht im Gegentakt gerade aus, um den Stanz­ balken beispielsweise mit Hilfe eines Kurbel- oder Kurven­ getriebes wieder in seine Wartestellung anzuheben, so daß eine optimale Ausnutzung der Motorleistung über den gesamten Taktzyklus gewährleistet ist und eine unnötige Überdi­ mensionierung vermieden wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der horizontal ausgerichtete Hauptförderer zwei in seitlichem Abstand voneinander angeordnete, von einer ge­ meinsamen Antriebswelle aus schrittweise angetriebene Ketten auf. Im Bereich zwischen den Ketten sind mehrere Mitnehmer in gleichem Abstand hintereinander mittels zweier auf gegenüberliegendenen Seiten in vorgegebenem Abstand überstehender Steckwellen an den benachbarten Kettengliedern angelenkt. Die Ketten sind an den Enden der Hauptförder­ strecke über Umlenkkettenräder geführt, deren Achsen in Förderrichtung einen dem Abstand zwischen den Steckwellen auf den Mitnehmern entsprechenden Abstand voneinander auf­ weisen. Dadurch wird erreicht, daß die an den Mitnehmern senkrecht abstehenden Mitnehmerfinger in jeder Lage senk­ recht nach oben weisen. Vorteilhafterweise ist auf den Steckwellen je eine Laufrolle gelagert, die zumindest im Bereich des oberen Trums des Hauptförderers auf einer Roll­ bahn nahezu reibungsfrei geführt ist. Im Abstand oberhalb der Rollbahn befindet sich der Förderkanal für die Karten­ stapel, der in seinem Boden mit einem Durchgriffsschlitz für die Mitnehmerfinger versehen und durch Seitenwände begrenzt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung in schematischer Weise dargestellten Aus­ führungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Schema einer Fertigungs- und Verpackungslinie für Spielkarten in Draufsicht;

Fig. 2 ein Antriebsschema für die Fertigungs- und Ver­ packungslinie nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht des Schrittgetriebes für den Über­ gabeförderer und den Hauptförderer der Fertigungs- und Verpackungslinie;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Schrittgetriebes nach Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Antriebsmechanismus des Hauptförderers;

Fig. 6 eine Seitenansicht des Antriebsmechanismus des Hauptförderers;

Fig. 7 einen Ausschnitt aus dem Hauptförderer in Drauf­ sicht.

In der Schneid- und Stapelstation 10 der Fertigungslinie werden Druckbögen mit vorder- und rückseitigen Kartenauf­ drucken einzeln von einem Vorratsstapel entnommen, in gleichgroße rechteckige Karten zerschnitten und satzweise zu Kartenstapeln 12 zusammengeführt. Die Kartenstapel 12 gelangen von dort über eine Stapelausgabe 14 und eine Übergabestrecke 16 zu einem schrittweise angetriebenen Hauptförderer 18. Entlang der Hauptförderstrecke 18 sind zwei im Abstand voneinander angeordnete Eckenstanz­ stationen 20, 22 angeordnet, die während der Rastzeiten des Hauptförderers 18 durch je einen quer zu diesem ver­ schiebbaren Zu- und Rückfuhrförderer 24 mit dem an der betreffenden Stelle der Hauptförderstrecke befindlichen Kartenstapel 12 zum Zwecke des Rundstanzens jeweils eines Eckenpaars 28 beschickbar sind. Am Ende der Hauptförder­ strecke 18 gelangen die Kartenstapel 12 über eine weitere Übergabestrecke 30 zu einer Verpackungsstation 32, in der sie beispielsweise mit einer Cellophanhülle versehen werden.

Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, werden alle Bearbeitungsstationen und Förderstrecken gemeinsam durch einen Elektromotor 34 sowie geeignete Getriebemittel synchron angetrieben. Die in der Zeichnung dargestellten Getriebemittel deuten schematisch die vorhandenen Kopplungen an. Sie können auf verschiedene Weise technisch realisiert werden.

Von dem Getriebemotor 34 aus wird einmal über die Welle 36 der Kettenförderer 14′ der Stapelausgabe 14 der Schneid- und Stapelstation 10 angetrieben. Über eine weitere Abtriebswelle 38 des Getriebemotors 34 wird über einen Kettentrieb 40 die Hauptwelle 44 der Förderein­ richtung sowie der zur Verpackungsstation 32 führende Übergabeförderer 30′ angetrieben. Die Hauptwelle 44 greift in das Gehäuse eines Schrittgetriebes 42 ein und trägt dort ein Nockenrad 46, das bei jeder Umdrehung in zeit­ lichem Abstand auf die beiden Rollenräder 48, 50 einwirkt und diese um jeweils 90° weiterdreht. Das erste Rollenrad 48 wirkt auf einen zum Übergabeförderer 16′ führenden Kettentrieb 52, während das Rollenrad 50 über ein Winkel­ getriebe 54 sowie einen zweiten und dritten Kettentrieb 56, 58, 58′ den Hauptförderer 18′ antreibt. Der Übergabe­ förderer 16′ ist als Kettenförderer ausgebildet, dessen senkrecht abstehende Mitnehmerfinger 60 die am Ende der Stapelausgabe 14 übergebenen Kartenstapel 12 erfassen und in einem nach oben offenen Förderkanal 61 zur Eingabe­ stelle 62 der Hauptförderstrecke 18 transportieren. Dort werden die Kartenstapel 12 von den von unten nach oben durch eine Schlitzöffnung 64 im Förderkanal 66 hindurch­ greifenden Mitnehmerfingern 68 des Hauptförderers 18, erfaßt und entlang dem Förderkanal 66 der Hauptförder­ strecke 18 verschoben. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, werden der Übergabeförderer 16′ und der Hauptförderer 18′ mit einer vorgegebenen Phasenverschiebung so schritt­ weise angetrieben, daß zunächst ein Kartenstapel 12 in die Eingabestelle 62 der Hauptförderstrecke 18 verschoben und dort angehalten wird. Erst dann wird der Hauptförderer 18′ über das Rollenrad 50 in Bewegung gesetzt, so daß er einen dem Abstand zwischen zwei Mitnehmerfingern 68 entsprechenden Vorschubschritt ausführt.

Wie insbesondere aus den Fig. 5, 6 und 7 zu ersehen ist, besteht der Hauptförderer 18′ aus zwei im Abstand vonein­ ander abgeordneten Ketten 70, 72, deren Umlenkkettenräder 74, 76 auf in Längsrichtung des Hauptförderers 18′ gegen­ einander versetzten Achsen 78, 80 angeordnet sind. Der Antrieb der beiden Ketten 70, 72 erfolgt über gleichartige Kettentriebe 58, 58′ von einer gemeinsamen Antriebswelle 82 aus. An den beiden Ketten 70, 72 sind im Abstand vonein­ ander je eine einen der Mitnehmerfinger 68 tragende Platten 84 mit Hilfe zweier nacheinander gegenüberliegen­ den Seiten weisender Steckachsen 86 angelenkt. Die Steck­ achsen 86 weisen einen dem Achsabstand zwischen den Um­ lenkkettenrädern 74, 76 entsprechenden Abstand voneinander auf. Damit wird erreicht, daß die Mitnehmerfinger 68 über den gesamten Kettenweg senkrecht nach oben weisen. Dies gilt auch für die Umlenkstellen, an denen sie auf der Eingabeseite 62 senkrecht von unten her in die Förder­ bahn 66 eingeführt und an der Ausgabestelle 88 senkrecht­ stehend aus der Förderbahn 66 abgesenkt werden. Die Steck­ wellen 86 tragen außerdem je eine Laufrolle 90, die sich zumindest im Bereich des oberen Trums des Kettenförderers 18′ auf einer Rollbahn 92 abstützen. Im Abstand über der Rollbahn 92 befindet sich der Förderkanal 66 für die Kartenstapel 12, der eine zentrale Schlitzöffnung 64 für den Durchgriff der Mitnehmerfinger 68 aufweist und an den Längsrändern durch senkrechte Seitenwände 94 begrenzt ist.

Die beiden Eckenstanzstationen 20, 22 entlang der Haupt­ förderstrecke 18 enthalten eine Stanzeinrichtung mit zwei nebeneinander an einem vertikal verschiebbaren Stanz­ balken 98 angeordneten Stanzmessern 100. Der Antrieb der Stanze 98, 100 erfolgt über einen Kettentrieb 102, von der Hauptwelle 44 aus mit Hilfe eines nicht darge­ stellten Kurven- oder Kurbelgetriebes. Der Antrieb erfolgt synchron mit einem Pendelgetriebe 105, das die Kartenstapel 12 quer zur Vorschubrichtung der Hauptförderstrecke 18 in die Stanzposition 104 verschiebt und nach erfolgtem Stanzvorgang wieder zur Hauptförderstrecke 18 zurück­ transportiert. Das Pendelgetriebe 105 enthält ein auf der Hauptwelle 44 gelagertes, vorzugsweise aus zwei Kurvenscheiben bestehendes Kurvenrad 106, auf dessen Kurven die Rollen 108 des zweiarmigen, an seinem freien Ende den Schieber 110 tragenden Pendels 112 geführt sind. Die nicht gezeigten Verschiebe- und Drehlager der Ecken­ stanzstation sind als reibungsarme Rollen- bzw. Wälz­ lager ausgebildet, so daß über den Antriebsmechanismus im wesentlichen nur die beim Verschieben der Stanze 98, 100 aufzuwendenden Trägheits- und Gewichtskräfte zu überwinden sind. Im Hinblick auf eine Minimierung der Antriebs­ leistung ist es zweckmäßig, die Masse des Stanzbalkens 98 so zu wählen, daß sie unter der Einwirkung der Schwer­ kraft einen wesentlichen Beitrag beim Stanzvorgang leistet. Andererseits wird die erreichbare Taktfrequenz der Anlage maßgeblich durch die zu bewegenden Massen in den Eckenstanzstationen 24 bestimmt. Unter diesen Gesichtspunkten hat es sich als optimal erwiesen, wenn die Masse des Stanzbalkens so gewählt wird, daß seine Gewichtskraft dem 0,5-fachen, vorzugsweise dem 0,6- bis 1-fachen der für das Durchstanzen des Kartenstapels er­ forderlichen Stanzkraft entspricht und die für das Durch­ stanzen noch fehlende Kraft durch den Antriebsmechanismus aufgebracht wird. Bei Verwendung eines Kurvenantriebs gelten wegen der möglichen Untersetzung eher die etwas höheren Massenwerte und dementsprechend eine kleinere Motorleistung, während im Falle des Kurbelantriebs die niedrigeren Massenwerte bei größerer Motorleistung zu verwenden sind.

Die bearbeiteten Kartenstapel 12 werden am Ende 88 der Hauptförderstrecke 18 an den Übergabeförderer 30 über­ geben, der synchron mit dem Hauptförderer 18′, z.B. über die Zentralwelle 38 angetrieben wird.

Claims (12)

1. Anlage zur Fertigung und Verpackung von Karten, ins­ besondere Spielkarten, mit einer motorisch angetriebenen Schneid- und Stapelstation zum Ausschneiden oder -stanzen von Karten aus Druckbögen und zum Zusammenführen jeweils mehrerer zu einem Satz gehörender Karten unter Bildung von Kartenstapeln, mit zwei mit motorisch angetriebenen Stanzmessern ausgerüsteten Eckenstanzstationen zum Ab­ runden oder Abschrägen der Kartenecken, mit einer motorisch angetriebenen Verpackungsstation zum Verpacken der Kartenstapel, und mit einer motorisch angetriebenen Förderanlage für die Kartenstapel, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Förderanlage eine die Schneid- und Stapelstation (10) mit einem schrittweise angetriebenen Hauptförderer (18′) verbindenden Übergabeförderer (16′), je einen den Hauptförderer (18′) mit den Eckstanz­ stationen (20, 22) verbindenden, während der Rastzeiten der Hauptförderers (18′) antreibbaren Zu- und Rückfuhr­ förderer (24) und einen den Hauptförderer (18′) mit der Verpackungsstation (32) verbindenden Übergabeförderer (30′) aufweist, und daß die verschiedenen Bearbeitungs­ stationen (10, 20, 22, 32) und Förderstrecken (14, 16, 18, 24, 30) über einen einzigen Motor (34) sowie synchronisierende Getriebemittel (42) gemeinsam antreib­ bar sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontal ausgerichtete Hauptförderer (18′) zwei in seitlichem Abstand voneinander angeordnete, von einer gemeinsamen Antriebswelle (82) aus schrittweise ange­ triebene Ketten (70, 72) aufweist, daß im Bereich zwischen den Ketten (70, 72) mehrere Mitnehmer (84) in gleichem Abstand hintereinander mittels zweier auf gegenüber­ liegenden Seiten in vorgegebenem Abstand voneinander überstehender Steckwellen (86) an den benachbarten Kettengliedern angelenkt sind, daß die Ketten (70, 72) an den Enden (62, 88) der Hauptförderstrecke (18) über Umlenkkettenräder (74, 76) geführt sind, deren Achsen (78, 80) in Förderrichtung einen dem Abstand zwischen den Steckwellen (86) auf den Mitnehmern (84) ent­ sprechenden Abstand voneinander aufweisen und daß die Mitnehmer (84) jeweils einen in jeder Lage nach oben überstehenden Mitnehmerfinger (68) aufweisen.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Steckwellen (86) je eine Laufrolle (90) gelagert ist, die zumindest im Bereich des oberen Trums des Haupt­ förderers (18′) auf einer Rollbahn (92) geführt ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptförderer (18′) auf der Seite des oberen Trums im Abstand oberhalb der Rollbahn (92) einen mit einem Durchgriff (64) für die Mitnehmerfinger (68) versehenen und durch Seitenwände (94) begrenzten Förderkanal (66) für die Kartenstapel (12) aufweist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ketten (70, 72) des Hauptförderers (18′) über ein mit dem Motor (34) verbundenes Schrittge­ triebe (42) schrittweise antreibbar sind.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrittgetriebe (42) ein auf einer kontinuierlich angetriebenen Hauptwelle (44) angeordnetes, mit Mit­ nehmernocken (46′) versehenes Nockenrad (46) und ein durch die Mitnehmernocken (46′) schrittweise drehbares, mit einem Kettentrieb (56, 58) für den Hauptförderer (18′) gekuppeltes Zahn- oder Rollenrad (50) aufweist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Schneid- und Stapelstation (10) zum Haupt­ förderer (18′) führende Übergabeförderstrecke (16) einen über das Nockenrad (46) und ein weiteres Rollenrad (48) schrittweise antreibbaren Kettenförderer (16′) aufweist, an dessen Kette in die Kartenstapelausgabe (14) der Schneid- und Stapelstation (10) eingreifende Mitnehmer­ finger (60) angeordnet sind, und in dessen der Karten­ stapelausgabe gegenüberliegendes Ende die Mitnehmer­ finger (68) des Hauptförderers (18′) eingreifen.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Übergabeförderer ein durch ein auf der Hauptwelle (44) angeordnetes Kurvenrad antreibbares Pendelgetriebe aufweist, das einen mit dem freien Pendel­ ende verbundenen, in die Hauptförderstrecke eingreifenden und quer zu diesem verschiebbaren Schieber für den Kartenstapel aufweist.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zu- und Rückfuhrförderer (24) ein durch ein auf der Hauptwelle (44) angeordnetes Kurvenrad (106) antreibbares Pendelgetriebe (105) aufweisen, das einen mit dem freien Ende des Pendels (112) verbundenen, in die Hauptförderstrecke (18) eingreifenden und quer zu dieser in die Eckenstanzstation (20, 22) verschiebbaren Schieber (110) zur Aufnahme eines der Kartenstapel (12) aufweist.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein die Stanzmesser (100) der Eckenstanz­ station (20, 22) tragender Stanzbalken (98) mit Hilfe eines Kurven- oder Kurbelgetriebes senkrecht zum festge­ haltenen Kartenstapel (12) verschiebbar ist, und daß das Kurven- oder Kurbelgetriebe von der Hauptwelle (44) aus antreibbar ist.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh- und Verschiebelager der Eckenstanzstation (20, 28) als reibungsarme Rollen- oder Wälzlager ausge­ bildet sind und daß die durch die Masse des Stanzbalkens (98) über die Stanzmesser (100) unter der Einwirkung der Schwerkraft auf die Karten ausgeübte Kraft mindestens dem 0,5-fachen, vorzugsweise dem 0,6- bis 1-fachen der für das Durchstanzen des Kartenstapels (12) erforder­ lichen Stanzkraft entspricht, und daß die für das Durch­ stanzen noch fehlende Kraft durch den gemeinsamen An­ triebsmotor (34) aufbringbar ist.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zur Verpackungsstation (32) führende Übergabeförderstrecke (30) einen durch den Motor (34) schrittweise oder kontinuierlich angetriebenen, mit Mitnehmerfingern für die am Ende (88) der Hauptförder­ strecke (18) ausgegebenen Kartenstapel (12) bestückten Kettenförderer (30′) aufweist.