Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Abschnitten von einer endlosen Stoffbahn, insbesondere aus Karton, entlang von Schwächungslinien
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von Abschnitten von einer endlosen Stoffbahn, insbesondere aus Karton, entlang von Schwächungslinien, die in vorgewähltem Abstand quer zur Stoffbahn angebracht sind, und zum lagerichtigen Zuführen der getrennten Abschnitte an eine Ausbrechvorrichtung.
Eine bereits bekannte Vorrichtung dieser Art arbeitet in der Weise, dass die schrittweise in einer Hub stanze eingeschnittene und gerillte Kartonbahn durch entsprechende Einschnitte an den späteren Trennstellen geschwächt, anschliessend von Abreisszylindern in die einzelnen Bogen getrennt und dann mittels Förderbändern einer an sich bekannten Ausbrechvorrichtung zugeführt werden. Der Nachteil der beschriebenen Vorrichtung liegt darin, dass die Bogen nach dem Abreissen von der Stoffbahn bei höheren Leistungen nicht mehr genau genug von den Förderbändern erfasst und der Ausbrechvorrichtung zugeführt werden. Das hat zur Folge, dass ausser den Abfällen auch der Nutzen von den auf einer Ausbrechwalze angeordneten Nadeln erfasst werden kann.
Eine weitere bekannte Vorrichtung arbeitet in der Weise, dass die Bogen nach dem Abtrennen auf Förderbändern angesaugt und in Richtung der Ausbrechvorrichtung befördert werden, wobei die Bogen kurz vor dem Einlaufen in die Ausbrechvorrichtung von an Ketten befestigten Mitnehmern eingeholt, ausgerichtet und anschliessend zwischen die umlaufenden Ausbrechwalzen eingeschoben werden.
Da diese Ausführungsart einer Trenn- und Fördervorrichtung in der Anschaffung und im Betrieb verhältnismässig teuer ist, ergab sich die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen und Übergeben von Bogen an eine Ausbrechvorrichtung zu schaffen, die mit verhältnismässig geringem maschinellem Aufwand genau und betriebssicher arbeitet, sowohl in Bezug auf den Abriss der Zuschnitte als auch die Übergabe an die Ausbrechvorrichtung.
Hierfür sieht die Erfindung ein Verfahren vor, das sich dadurch kennzeichnet, dass der zu trennenden Stoffbahn beiderseits der Schwächungslinien für eine kurze Zeit unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten aufgezwungen werden, die ein Abreissen der Abschnitte von der Stoffbahn entlang der Schwä chungslinie bewirken, und dass die Übergabe der Abschnitte von der Abreissvorrichtung an die Ausbrechvorrichtung noch während des Abreissvorganges erfolgt, so lange der betreffende Abschnitt noch von der Abreissvorrichtung geführt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kennzeichnet sich durch eine Trennvorrichtung mit einem Walzenpaar, von dem die eine Walze an ihrem Umfang ein segmentartiges Element enthält, das in Bezug auf den übrigen Walzenkörper verstellbar gehalten ist, und von dem die andere Walze nachgiebige Mittel zum Anpressen der zu trennenden Bahn beiderseits der Schwächungslinien einerseits an das Element und andererseits an den übrigen Körper der erstgenannten Walze enthält.
Hierbei kann das segmentartige Element von einer Ausnehmung am Umfang der Walze beweglich aufgenommen, mittels Druckfedern in Drehrichtung der Walze gegen eine Fläche der Aussparung in Anlage gehalten und mit auf der Welle der Walze verschwenkbar gelagerten Nockenscheiben verbunden sein, wobei an der Gegenwalze Rollen angeordnet sind, welche beim gegenläufigen Umlauf der Walze Anschläge für die Nockenscheiben bilden, so dass das segmentartige Element entgegen der Drehrichtung der Walze und der Kraft der Druckfedern von der Fläche der genannten Aussparung wegbewegt wird.
Ferner kann der Trennvorrichtung eine Ausbrechvorrichtung nachgeordnet sein, die eine mit Nadeln versehene Walze und eine zugeordnete Gegenwalze enthält, wobei diese beiden Walzen im Abstand einer Abschnittlänge von der Trennvorrichtung entfernt einstellbar-angeordnet sind, so dass die von der Bahn abgetrennten Abschnitte von den Walzen der Ausbrechvorrichtung erfasst und geführt werden, noch während ihr rückwärtiges Ende von der Walze bzw. von deren Gummileiste gegen den anderen Walzenkörper angedrückt gehalten wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 die Treunwalzen der Trennvorrichtung im Querschnitt,
Fig. 2 die Trennwalzen gemäss Fig. 1 im Längsschnitt,
Fig. 3 die Trennvorrichtung im Zusammenhang mit einer Hub stanze, einem Vorzugwerk und einer Ausbrechvorrichtung in Seitenansicht,
Fig. 4 ein Weg-Zeit-Diagramm für die endlose Bahn, bzw. die einzelnen von ihr abgetrennten Zuschnitte,
Fig. 5 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm gemäss Fig. 4.
Von einer nicht dargestellten Maschine, z. B. von einer Rotationsdruckmaschine oder einer Rollenab wid:elvorrichtung wird eine Kartonbahn 1 mit gleichförmiger Geschwindigkeit vm abgegeben, die mittels einer nicht dargestellten und auch nicht zur Erfindung gehörenden Verzögerungsvorrichtung zeitweilig in Schleifen gelegt wird, so dass dieselbe hinter der genannten Verzögerungsvorrichtung zeitweilig stillsteht und dazwischen mit erhöhter Geschwindigkeit von federnd gegeneinander angedrückten Vorzugsrollen 3, 4 eines Vorzugswerks 5 in Pfeilrichtung unter eine Hub stanze 2 gezogen wird. Die Geschwindigkeit der Bahn 1 verläuft dabei als Funktion der Zeit entsprechend der Kurve a im Geschwindigkeits Zeit-Diagramm der Fig. 5.
Nach der Beendigung des Arbeitshubes der Stanze 2 beginnt das Vorzugswerk 5 wieder die von der Verzögerungsvorrichtung bereitgestellte Kartonbahn 1 entsprechend dem Geschwindigkeitsverlauf der Kurve a nachzuziehen. Die mit einem Messer 7 der Hubstanze 2 zunächst teilweise durchtrennte Stelle der Kartonbahn 1 wandert dem genannten Geschwindigkeitsverlauf a entsprechend in Richtung auf eine Trennvorrichtung 8 zum Abtrennen eines Abschnittes von der Kartonbahn 1 weiter. Der Verlauf der Kartonbahn 1 entlang der Wegstrecke A zwischen dem Messer 7 und der Trennvorrichtung 8 in Abhängigkeit von der Zeit ergibt sich aus der Kurve b der Fig. 4.
Da zwei in der Trennvorrichtung 8 vorgesehene Walzen 9, 10 mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit vm umlaufen, muss die Strecke A so eingestellt werden, dass eine Schwächungsstelle der Kartonbahn 1 gerade dann zwischen die Walzen 9, 10 gelangt, wenn die Kartonbahn 1 nach Erreichen ihrer höchsten Geschwindigkeit vmax bis auf den Wert vm verzögert ist. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt dann das Abtrennen der einzelnen Kartonbahnabschnitte, die je mehrere Zuschnitte enthalten können. Die Strecke A zwischen dem Messer 7 und der Mitte der Achsen 14, 15 der Walzen 9, 10 muss also um einen bestimmten Teil x einer Abschnittlänge kürzer sein als eine ganze Ab schnittlänge oder ein ganzes Vielfaches derselben.
Die Trennvorrichtung 8 besteht im wesentlichen aus zwei auf einem Gestell 50 in einstellbarem Abstand zu Hubstanze 2 befestigten Lagerböcken 11, 12 (Fig. 2), in denen gemäss Fig. 3 senkrecht verschiebbare Gleitlager 13 mit einstellbarem Abstand voneinander festgeklemmt sind. Diese Lager 13 dienen zur Lagerung der Achsen 14, 15 der Walzen 9, 10 deren Antrieb mittels einer über verstellbar angebrachte Umlenkrollen 16 geführten strichpunktiert dargestellten Kette 17 und eines Kettenrades 18 erfolgt.
Die Antriebsübertragung von einer zur anderen Walze wird durch zwei Zahnräder 19, 20 vorgenommen.
Die Walze 9 besitzt ein Segment 21, das an zwei Nockenscheiben 22 befestigt ist (Fig. 1 und 2). Diese Nockenscheiben 22 sind ihrerseits auf der Achse 14 drehbar gelagert. Das Segment 21 lässt sich somit in einer Ausnehmung eines Walzenkörpers 23, der mit der Achse 14 drehfest verbunden ist, um einen bestimmten Winkel verschwenken. Druckfedern 24 sind bestrebt, das Segment 21 gegen die Fläche 25 der genannten Ausnehmung des Walzenkörpers 23 hin zu drücken.
Der zylindrische Körper 26 der Walze 10 ist mit zwei an seinem Umfang in Achsrichtung verlaufenden Einschnitten 27 versehen, in denen mit Hilfe von Winkelleisten 28 je eine Gummileiste 29 bzw. 30 befestigt ist, die über den Aussendurchmesser des Walzenkörpers 26 heraus vorstehen. An den beiden Enden des Walzenkörpers 26 ist auf Bünden geführt je ein Ring 31 mit einer Aussparung 32 angebracht, in denen je eine Rolle 33 auf einen Bolzen 34 drehbar gelagert ist.
Die Walzen 9, 10 die gemäss Fig. 1 in Richtung der Pfeile umlaufen, bewirken das Abtrennen der Bahnabschnitte in der Weise, dass zunächst das Ende jedes abzutrennenden Abschnitts 35 mittels der einen Gummileiste 29 gegen den Zylinderteil 23 der Walze 9 angepresst wird. Bei der weiteren Drehung der Walzen 9, 10 legt sich dann die vom Messer 7 teilweise durchtrennte Stelle der Kartonbahn 1 dorthin auf die Walze 9 an, wo der Walzenteil 23 mit dem Segment 21 aufgrund der Wirkung der Druckfedern 24 aneinanderliegen. Beim weiteren Umlauf der Walzen 9, 10 wird die Kartonbahn 1 mit der anderen Gummileiste 30 gegen das Segment 21 angepresst.
Die spätere Trennstelle der Kartonbahn 1 liegt also zwischen den beiden Gummileisten 29, 30. Inzwi schen sind die Nocken 22 gegen Rollen 33 angelaufen und werden von ihnen entgegen der Drehrichtung der Walze 9 abgewiesen. Das hat zur Folge, dass sich das Segment 21 relativ zum Zylinderteil 23 verdreht, so dass seine Umlaufgeschwindigkeit geringer ist als die der Walze 9 und eine Dehnung in der mittels der Gummileisten 29, 30 angedrückten Kartonbahn bzw. der Verschwächungsstelle eintritt. Diese Dehnung steigert sich so lange, bis ein Trennriss erfolgt. Die Gummileisten 29, 30 verformen sich dabei elastisch entsprechend der Relativbewegung zwischen dem Teil 23 und dem Segment 21.
Bereits während des geschilderten Trennvorgangs, wenn der betreffende Abschnitt 35 also noch von der Gummileiste 29 und der Walze 9 geführt wird, erfasst eine nachgeordnete Ausbrechvorrichtung 36 den Abschnitt 35 und beginnt, die Abfälle vom Zuschnitt zu entfernen. Der Abstand B zwischen der Trennvorrichtung 8 und der Ausbrechvorrichtung 36 muss also einer Abschnittlänge entsprechen.
Da der Aussendurchmesser der Walze 10 kleiner gewählt ist als der zur Abwicklung einer Abschnitt länge nötige Durchmesser, kann der Teil der Kartonbahn 1, der den nächsten Abschnitt bildet, bei einer von Vm abweichenden Geschwindigkeit von der Vorzugvorrichtung 5 zwischen der Walze 10 und der Walze 9 durchgeschoben werden.
Die Ausbrechvorrichtung 36 besteht in bekannter Weise aus einer mit Nadeln bestückten Ausbrechwalze 37 und einer dazu passenden Gegenwalze 38, die in den Achslagem 13, welche ihrerseits von Lagerböcken 47, 48 gehalten werden, drehbar gelagert sind. Die Ausbrechwalze 37 wird über ein Kettenrad 39 von der Kette 17 angetrieben, die ihrerseits ein Kettenrad 40 umschlingt, welches auf einer Kurbelwelle 41 der Hubstanze 2 befestigt ist. Die Kurbelwelle 41 in der Hubstanze 2 kann in bekannter Weise mittels eines zweiten auf der Welle 41 befindlichen Kettenrades 42 von einem an einem Motor 49 befindlichen Kettenrad 43 über eine Kette 44 angetrieben werden.
Ein drittes auf der Welle des Kettenrades 40 sitzendes Kettenrad 51 treibt über eine weitere Kette 45 die nicht dargestellte Verzögerungsvorrichtung für die Kartonbahn 1 und die ihr vorgeschaltete Rotationsdruckmaschine oder Abwickelvorrichtung an.
Nach dem Verlassen der Ausbrechvorrichtung 36 werden die aus den Abschnitten 35 entstandenen Zuschnitte Z in bekannter Weise gesammelt und gestapelt. Die Abfälle werden in einem Behälter 46 aufgefangen.
Zwischen den Stationen 5 und 8 bzw. 8 und 36 können, falls notwendig, nicht dargestellte Transportbänder o. dgl. eingebaut werden, die ein sichereres Transportieren der Kartonbahn 1 bzw. der Abschnitte 35 bewirken.
Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, dass der Trennvorrichtung 8 anstelle einer taktweise arbeitenden Hub stanze 2 auch eine kontinuierlich rotierende Stanze vorgeordnet sein kann.