Verfahren und Maschine zum : Herstellen von umhüllten Strangstücken einer plastischen
Masse, insbesondere zum Patronieren von Sprengstoff
Es sind Verfahren bekannt, um plastische Massen, insbesondere Sprengstoff, in zylindrischer Form mit einer Umhüllung aus Papier oder ähnlichen Werkstoffen, wie z. B. durchsichtigen Zellulosefolien oder dergleichen zu versehen. Bisher benutzte man meist an einem Ende geschlossene Hüllen, in die z. B. der Sprengstoff eingefüllt wird. Diese Art der Verpackung des Sprengstoffes ist aber umständlich, da die entsprechenden Füllmaschinen nur absatzweise arbeiten können. Auch ist es bekannt, aus einem bandartigen Streifen parallele Stränge zu schneiden, die in Papier eingeschlagen werden.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die im Querschnitt viereckigen Stränge in einen runden Querschnitt überführt werden müssen, was zu einer wesentlichen Verlängerung der Maschine führt.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden. Das erfindungsgemässe Verfahren zum Herstellen von umhüllten Strangstücken einer plastischen Masse, insbesondere zum Patronieren von Sprengstoff, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein vor dem Zuführen des Einwickelmaterials durch Schnecken oder Walzen rund geformter Massenstrang kontinuierlich abgeteilt wird und die abgeteilten Strangstücke auf Abstand gebracht und mit dem Einschlagzuschnitt umwickelt werden, wobei das Einschlagmaterial synchron zur Stranggeschwindigkeit zugeführt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass an dem der Abteilvorrichtung zugeführten Massestrang eine von diesem beeinflusste Antriebsscheibe für eine Lochscheibe angeordnet ist, durch die über eine Selenzelle die Spannung für den Antriebsmotor für die Zuführung des Einschlagmaterials proportional zur Vorschubgeschwindigkeit des Massestranges steuerbar ist.
Auf der Zeichnung sind schematisch mehrere Ausführungsbeispiele einer Maschine gemäss der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt
Fig. 1 die Seitenansicht der Maschine,
Fig. la eine andere Stellung des abgetrennten Strangstückes,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Trenneinrichtung des Stranges,
Fig. 3 die Draufsicht auf zwei nebeneinanderliegende Vorratsbehälter,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 5 durch die Falthülsen,
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Falthülsen,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Faltstation für die Papierbahn,
Fig. 7 eine Seitenansicht,
Fig. 8 die Vorderansicht,
Fig. 9 eine Patrone im Querschnitt mit der Dop pelfaftung,
Fig. 10 einen Wickelsehacht im Querschnitt,
Fig. 11 die Seitenansicht einer Zuführeinrichtung für den Sprengstoff,
Fig. 12 Profilwalzen der Zuführeinrichtung,
Fig.
13 eine Abänderung der Zuführeinrichtung.
In dem mit dem Sprengstoff zu füllenden Behälter 1 befindet sich eine Transportschnecke 2, durch die der Sprengstoff durch ein Mund stück 3 ausgepresst wird. Dieses Mundstück besitzt einen kreisförmigen Querschnitt. Die Schnecke wird durch einen gesonderten, nicht dargestellten Motor mit einem stufenlosen Regelgetriebe angetrieben, so dass man die Fördermenge der Schnecke beliebig einstellen kann. Der aus dem Mundstück 3 austretende Sprengstoffstrang 4 treibt eine Scheibe 5 und eine damit verbundene, als Lochscheibe 6 ausgebildete Unterbrecherscheibe an ; Über dem Lochkreis dieser Scheibe 6 befindet sich eine Photozelle 7. Durch die bei der Drehung der Lochscheibe entstehenden Impulse der Photozelle wird die Spannung für einen Motor erhöht oder erniedrigt und damit die Geschwindigkeit des Motors gesteuert.
Dies bedeutet, dass die Geschwindigkeit des Motors und die Geschwindigkeit des austretenden Sprengstoffstranges 4 synchron sind. Dieser Motor treibt über eine Riemenscheibe 8 den Papierabzug an. Auf diese Weise läuft die Papierzuführung synchron mit dem aus dem Mundstück 3 austretenden Sprengstoffrang.
Neben dem Mundstück 3 befindet sich eine Trenneinrichtung, mit der der Sprengstoff auf die gewünschte Länge der Patrone abgetrennt wird.
Diese Trenneinrichtung besteht aus einem Draht 9 (Fig. 3), der in einen Bügel 10 eingespannt ist. Gelagert ist der Bügel an einem Hebel 11, der auf einer waagrechten, senkrecht zum Strang 4 liegenden Achse 12 geschwenkt werden kann. Der Trennvorgang selbst wird durch Elektromagnete 13 und 14 betätigt, um eine möglichst kurze Trennzeit zu erhalten, da der Sprengstoffstrang während seines Laufes getrennt werden soll. Die beiden Magnetanker 1 3a und 1 4a wirken auf einen Doppelhebel 15, der über Gelenke und eine Stange 16 mit dem Bügel 10 verbunden ist.
Da der Bügel drehbar auf der Achse 12 gelagert ist, kann der Bügel dem Sprengstoffstrang folgen, bis die Trennung erfolgt ist, so dass ein annähernd gerader Schnitt erreicht wird. Durch eine nicht dargestellte Feder wird der Bügel 10 wieder gegen einen Anschlag oder dergleichen zurückgezogen.
Das Papier oder ein anderer Einschlagwerkstoff, wie z. B. eine durchsichtige Zellulosefolie oder dergleichen, wird von einer nicht dargestellten Bobine über zwei Abwicklungen dem Transportband 17 sowie einer Falthülse 18 zugeführt. Gemäss Fig. 4 und 5 können die Falthülsen geteilt sein und aus den beiden Teilen 1 8a und 1 8b bestehen. Diese beiden Teile befinden sich jeweils an einem Halter 50 bzw.
51. Der Halter 50 ist an einer Schiene 52, der Halter 51 an einer Schiene 53 befestigt. Diese Schienen sind in Lagern 54 gehalten. Am Ende der Schienen befindet sich eine Verzahnung 52a bzw. 53a, in die ein Zahnrad 55 eingreift. Dieses Zahnrad wird durch einen nicht dargestellten Exzenter hin und her geschwenkt, so dass die Schienen 52 und 53 eine schnelle Hin- und Herbewegung ausführen. Das Mass dieser Bewegung ist nur sehr gering und einstellbar.
Durch diese Hin- und Herbewegung der Schienen 52 und 53 erfolgt ein Öffnen und Schliessen der beiden Hälften 1 8a und 1 8b der Falthülse. Auf dem Wege zwischen dem Mundstück 3 und der Hülse 18 können die abgeteilten Patronen 29 etwas quellen und sich deformieren, vor allem wenn die Maschine kurzzeitig abgestellt wird. Durch die Vibration der Hülsenhälften 1 8a und 1 8b wird die Herstellung der runden Form und des genauen Durchmessers der Patronen erreicht und gleichzeitig die Reibung des Gurtes 17 in der Hülse vermindert.
Die erste Abwicklung der Papierbahn 21 ist mit einer Klischeewalze 19 verbunden und wird durch die Welle 20 angetrieben (Fig. 1). Diese Welle behält immer die von dem Motor über die Riemenscheibe 8 angegebene Geschwindigkeit bei. Bei einer Umdrehung der Klischeewalze 19 wird so viel Papier abgezogen, wie der Patronenlänge einschliesslich der beiden Papieriiberschläge entspricht. Das Papierband 21 wird einer zweiten Abwickeleinrichtung zugeführt, die von der Welle 22 angetrieben ist. Die Walze 23 wickelt bei einer Umdrehung die Länge der Patrone ab. An dieser zweiten Abwickelvorrichtung ist eine Leimwalze 24 vorgesehen mit den beiden Vorzugswalzenpaaren 25 und 26. Zwischen diesen beiden Vorzugswalzenpaaren befindet sich eine umlaufende Schneidvorrichtung 27.
Das zweite Vorzugswalzenpaar 26 transportiert den nunmehr abgeteilten Papierzuschnitt 21a zu den Transportrollen 28, die den Zuschnitt an den Gurt 17 weitergeben, wo die abgeschnittene Patrone 29 auf den Papierzuschnitt aufläuft.
Der Antrieb der Abwicklungen geschieht fol gendermassen:
Auf der Welle 20, die mit dem Antriebsmotor verbunden ist, ist eine elektromagnetische Wendekupplung 30 angeordnet, auf deren lose laufenden Kupplungshälften die Zahnräder 31 und 32 sitzen.
Diese Zahnräder sind mit den Rädern 33 und 34 auf der Welle 22 in Eingriff. Wenn das Zahnrad 31 das Zahnrad 33 treibt, so laufen die Wellen 20 und 22 mit der Geschwindigkeit des Motors, wenn jedoch das Zahnrad 32 das Zahnrad 34 antreibt, so läuft die Welle 20 mit der Motorgeschwindigkeit, die Welle 22 jedoch entsprechend dem Übersetzungsverhältnis schneller.
Der Gurt 17 läuft synchron mit dieser zweiten Abwicklung. Er durchläuft die Falthülse 18, deren innerer Durchmesser dem Sprengstoffstrangdurch- messer und zweimal der Stärke des Gurtes 17 entspricht. Die Gurtbreite entspricht dem Umfang der Sprengstoffpatrone. Der Gurt 17 zieht den Papierzuschnitt 21a mit dem darauf liegenden Sprengstoffstück durch die Falthülse 18, so dass der Sprengstoff umhüllt und die Leimnaht geschlossen wird. Die neben der Falthülse 18 angeordneten Rollen 35 drücken noch einmal auf die Leimnaht. Die umhüllten Patronen 29a werden dann anschliessend zu einer Einrichtung geführt, in der die Stirnfaltung der Verpackung vorgenommen wird.
Die Arbeitsweise der Einrichtung ist folgende:
Es sei angenommen, dass der Umfang der Scheibe 5 der gewünschten Patronenlänge entspricht. Die Üb ersetzung des Antriebsmotors für die Abwicklungsvorrichtung ist derart, dass eine Umdrehung der Scheibe 5 einer Umdrehung der Klischeewalze 9 entspricht, ebenso einer Umdrehung der Abzugswalze 23. Wenn die Scheibe 5 sich einmal gedreht hat, also eine Patronenlänge abgewickelt ist, hat sich die Welle der Klischeewalze 19 auch einmal gedreht und löst einen genau einstellbaren Kontakt aus, wodurch der Magnet 13 oder 14 anspricht, so dass der Bügel 10 mit dem eingespannten Draht 9 den Sprengstoff trennt.
Gleichzeitig wird der Kupplungsteil der Wendekupplung 30 angezogen, auf dem sich das Zahnrad 32 befindet, womit die schnellere Übersetzung eingeschaltet ist. Die zweite Abwicklung, die von der Welle 22 aus angetrieben wird, läuft jetzt so lange schneller, bis ein Pendelhebel 36 gegen den Anschlag 37 schlägt. Dies bedeutet, dass die von der ersten Abwicklung mehr geförderte Papierlänge (zweimal Papierüberschlag) von der zweiten Abwicklung aufgeholt wird. Das abgetrennte Sprengstoffstück 29 hat jetzt von dem nachfolgenden aus dem Mundstück 3 austretenden Sprengstoff einen Abstand a (Fig. la), der zweimal dem Papierüberschlag entspricht. Der aus dem Mundstück nach- folgende Sprengstoff ist auf dem Führungsblech 38 bis dicht an die Gurtwalze 39 aufgerückt (Fig. la).
Sobald der Pendelhebel 36 an den Anschlag 37 kommt, löst er einen Kontakt aus, der Schnellgang der zweiten Abwicklung wird gestoppt und die normale Übersetzung über die Zahnräder 31 und 33 eingeschaltet, d. h. das Papier der zweiten Abwicklung und der Gurt 17 laufen wieder synchron mit dem noch nicht abgeteilten Sprengstoffstrang 4.
In Fig. 3 ist angedeutet, dass man neben dem Sprengstoffbehälter 1 noch einen weiteren Behälter la oder auch noch weitere Behälter anordnen kann.
Der Antrieb erfolgt von einem Motor 40 über ein Regelgetriebe 41 auf die Welle 42 und von dieser über Kegelräderpaare 43 und 44 auf die Welle 45 der Schnecke 2 und auf die Welle 46 der Schnecke 2a.
Der aus dem Mundstück 3 austretende Sprengstoffstrang 4 treibt z. B. die Scheibe 5 an, die mit der Scheibe 6 verbunden ist. In gleicher Weise wird durch den aus dem Mundstück 3a austretenden Strang 4a eine Scheibe 5a mit einer Scheibe 6a angetrieben. Die Unterbrecherscheiben 6 und 6a sind möglichst mit vielen Markierungen 47 und 47a auf ihrem Umfang versehen. Über den Scheiben 6 und 6a befindet sich je eine Photozelle 7 (Fig. 3 nicht dargestellt). Durch die bei der Drehung der Scheiben 6 und 6a entstehenden Impulse der Photozelle werden frequenzproportionale Spannungen erzeugt.
Die durch die Scheibe 6 über die Photozelle und einen Verstärker erzeugte Spannung geht auf den die Riemenscheibe 8 antreibenden Motor und die durch die Scheibe 6a erzeugte Spannung geht zu einem Steuermotor (Gleichstrom-Synchronmotor) 48, der auf ein in den Antrieb der Schnecke 2a eingebautes Regelgetriebe 49 wirkt. Dieser Steuermotor- oder bei Anordnung von mehr als zwei Schnecken- sowie weitere Steuermotore mit Regelgetriebe werden durch Vergleichsmessungen der Spannungen, die durch die Scheiben 6 und 6a über die Photozelle und Verstärker erzeugt werden, so geregelt, dass die Austrittsgeschwindigkeit der plastischen Masse aus dem Mundstück 3 immer gleich der Austrittsgeschwindigkeit aus dem Mundstück 3a ist.
Um eine Sprengstoffpatrone zweimal mit Papier zu umwickeln, kann man einen entsprechend langen Papierzuschnitt zuführen. Dies hat aber den Nachteil, dass man bei mehrbahnigen Maschinen einen verhältnismässig breiten Zwischenraum zwischen den einzelnen Strängen vorsehen muss. Um einen kleinen Abstand zu erreichen, wird der Zuschnitt der Strangmaschine in doppeltgelegtem Zustand zugeführt, beleimt und der Umhüllungshülse zugeführt. Eine solche Falteinrichtung für die Papierbahn ist in Fig. 6 bis 8 dargestellt, und zwar für eine zweibahnige Maschine. Die Papierbahn 21 läuft über eine Walze 56 und von dieser zu einer Walze 57, die um 900 versetzt unter- oder oberhalb der Walze 56 angeordnet ist. Hierdurch kann man erreichen, dass die Papierbahn doppelt gefaltet ist.
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, wird die Faltung so ausgeführt, dass der eine Teil der Papierbahn etwas über den anderen Teil hervorsteht, so dass ein schmaler Rand 58 entsteht. Dies ist dadurch bedingt, weil der schmalere Teil der Papierbahn gleich Hüllenumfang - 2 mm sein muss (siehe Fig. 9) und der breitere Teil gleich Hüllenumfang plus Überschlag. Diese gefaltete Papierbahn wird dann in gleicher Weise verarbeitet, wie dies an Hand der Fig. 1 geschildert ist.
Beim Verlassen der Umhüllungshülse 18 liegt dieser doppelt gefaltete Zuschnitt in der in Fig. 9 dargestellten Weise um die Patrone 29. Unmittelbar auf der Patrone liegt der Teil 21b mit der tlberlap- pung 58. Diese Überlappung ist mit Klebstoff versehen, so dass dieser innere Teil verklebt ist. Der äussere Teil 21c liegt um diesen Teil 21b herum, jedoch noch mit der Bruchkante 21d.
Nach dem Verlassen der Umhüllungshülse 18 gelangt die Patrone mittels eines weiteren Transportbandes 59 in den Bereich eines Schwinghebels 60, der die Patrone 29 in einen Schacht 61 wirft. Die eine Wand des Schachtes 61 wird von einem Transportband 62 gebildet, das von oben nach unten durch den Schacht läuft. Die andere Seite des Schachtes wird durch ein Blech 63 gebildet, das durch Federn 64 belastet ist. Bei dem Einwerfen der Patrone 29 in den Schacht 61 wird der äussere Teil 21c des Zuschnitts zunächst abgerollt und beim weiteren Durchrollen der Patrone durch den Schacht wird dann dieser Teil des Zuschnittes um die Patrone herumgewickelt, so dass man die gewünschte doppelte Umwicklung erreicht.
Um ein glattes Anliegen des Papierzuschnittes an der Patrone zu gewährleisten, können auf den noch freistehenden Lappen der Umhüllung Leimtupfer aufgetragen werden, bevor die Patrone in den Schacht 61 geschoben wird. Die fertig umwickleten Patronen werden dann einer Transportbahn 65 zugeführt, die die Patronen zu einer Einrichtung führt, durch die in bekannter Weise die Stirnfaltung vorgenommen wird.
In Fig. 1 und 3 ist dargestellt, dass der Strang 4 aus einem Gehäuse mit einer Schnecke austritt.
Man kann selbstverständlich den Strang auch auf andere Weise bilden. In Fig. 11 ist angedeutet, dass die zu umhüllende Masse 66 durch ein Transportband 67 einem zweiten Transportband 68 zugeführt wird. Das Transportband 67 läuft schneller als das Transportband 68, so dass die neu aufgelegte Masse dicht (lückenlos) an die auf Transportband 68 befindliche Masse gedrückt wird. Über diesem Transportband 68 befinden sich beispielsweise drei Walzen 69, 70 und 71, die die Masse zu einem Vlies 72 auswalzen. Diese Walze 71 ist in der Höhe verstellbar.
Die Walzen 70 und 69 sind federnd gelagert und um die Achse der Walze 71 schwenkbar, um ein strörungsfreies Auswalzen der Masse zu gewährleisten. Bei Anordnung von nur einer Walze kann sich die Masse davor stauen und wird nicht mehr ausgewalzt. Zur seitlichen Begrenzung der Masse können Bleche 81 vorgesehen werden, welche die Masse zur Mitte leiten, und ein einseitiges Auswalzen verhindern. Das Vlies 72 wird zwei Profilwalzen 73 und 74 zugeführt, die an ihrer Berührungsstelle einen Kreis 75 bilden, der dem Durchmesser der Patrone entspricht. Durch diese Walzen wird der entsprechende Strang abgequetscht. Die zwischen den gebildeten Strängen verbleibenden Teile des Vlieses werden mit Hilfe eines Leitbleches 76, welches gleichzeitig als Schaber ausgebildet ist (Fig. 11) einem Transportband 77 zugeführt und der Masse wieder zugesetzt.
Eine solche Einrichtung zur Strangbildung ist besonders vorteilhaft bei hochbrisanten Sprengstoffen, bei denen man Förderschnecken gerne vermeidet.
Zur Erleichterung der Rückführung der nicht benutzten Teile des Vlieses können zwischen den einzelnen Profilteilen 73a der Walzen 73 Schneidscheiben 78 vorgesehen sein, die die einzelnen Bahnen des Vlieses zerschneiden, und die Reibung für die Mitnahme vergrössern. Im Anschluss an die Profile der Walzen 73 und 74 sind Mundstücke 82 angebracht, die gleichzeitig als Schaber wirken.
Der aus den Mundstücken austretende Strang 4 wird dann einer Einrichtung gemäss Fig. 1 zugeführt.
Nach Fig. 13 kann man das Vlies 72 auch mit einer Einrichtung fertigen, bei der in einem Gehäuse 79 eine nicht dargestellte Schnecke angeordnet ist, wobei das Gehäuse ein Mundstück 80 erhält, das annähernd dem Querschnitt des gewünschten Vlieses entspricht. Mittels der Walzen 83, 84 wird das Vlies auf Mass gewalzt und durch den Gurt 85 den Profilwalzen 74, 73 gemäss Fig. 11 und 12 zugeführt.