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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zum Beschleunigen von Briefhüllenzuschnitten
in einer Briefhüllenherstellungsmaschine,
wobei unter Beschleunigung erfindungsgemäß sowohl positive als auch
negative Beschleunigungen, d.h. sowohl die Geschwindigkeit der Briefhüllenzuschnitte
steigernde Beschleunigungen als auch die Geschwindigkeit der Briefhüllenzuschnitte
verringernde Verzögerungen,
zu verstehen sind. Unter den Oberbegriff Briefhüllen fallen Briefumschläge sowie
Versandtaschen aller Art.
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Es
sind zwei Arten von Briefhüllenherstellungsmaschinen
bekannt. Bei Maschinen der einen Art werden bereits fertig geschnittene,
stapelweise zur Verfügung
gestellte Briefhüllenzuschnitte
zu Briefhüllen
verarbeitet. Derartige Maschinen werden üblicherweise als Blattmaschinen
bezeichnet, wobei der Begriff "Blatt" andeuten soll, dass
vereinzelbar vorliegende Zuschnittblätter verarbeitet werden. Im Gegensatz
dazu wird bei Maschinen der anderen Art eine auf eine Vorratsrolle
aufgewickelte Material- bzw. Papierbahn zu Briefhüllen verarbeitet.
Dabei wird die Materialbahn direkt von der Vorratsrolle in die Maschine
eingezogen und an einer geeigneten Stelle der Bearbeitungsstrecke
von einer Trennschnittvorrichtung zurechtgeschnitten, so dass erst innerhalb
der Briefhüllenherstellungsmaschine
die Briefhüllenzuschnitte
entstehen. Solche Maschinen werden als Rollenmaschinen bezeichnet.
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Sowohl
bei Blatt- als auch bei Rollenmaschinen kann es erforderlich sein,
die Durchlaufgeschwindigkeit der Briefhüllenzuschnitte durch die Maschine
zu ändern,
d.h. die Briefhüllenzuschnitte
zu beschleunigen oder zu verzögern.
Beispielsweise werden bei Rollenmaschinen die in der Maschine zurechtgeschnittenen
Zuschnitte beschleunigt, um sie in Durchlaufrichtung hinreichend
voneinander zu beabstanden.
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Aus
der
US 4,173,922 ist
eine Briefhüllenherstellungsmaschine
bekannt, die als Rollenmaschine ausgeführt ist. In der bekannten Maschine
werden die Briefhüllenzuschnitte,
nachdem sie aus der Papier- oder Materialbahn geschnitten wurden,
von einer Auszugsrolle beschleunigt, wodurch Zwischenräume zwischen
den einzelnen Briefhüllenzuschnitte entstehen.
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Aus
der
DE 37 02 391 A1 ist
eine Vorrichtung zum taktweisen Zuführen von Packstoff zu einer
Beutelformmaschine bekannt, bei der ein aus einer Materialbahn abgetrennter
Zuschnitt mit in erhöhter
Geschwindigkeit angetriebenen Förderbänder oder
einer sich hin- und herbewegender Zange auf eine verglichen mit
der Geschwindigkeit der Materialbahn höhere Geschwindigkeit beschleunigt
wird.
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Es
ist bekannt, die Briefhüllenzuschnitte
mit Hilfe einer sogenannten Segmentwalze zu beschleunigen. Die Segmentwalze
weist zwei verschiedene Radien auf, die sich beispielsweise jeweils über einen
Umfangsbereich von 180° erstrecken,
so dass an zwei gegenüberliegenden
Stellen des Umfangs jeweils ein scharfkantiger Absatz entsteht.
Die Segmentwalze dreht sich stets mit konstanter Drehzahl und wirkt
mit einer vorzugsweise aus Gummi bestehenden Gegenwalze zusammen,
die passiv von der Segmentwalze angetrieben wird. Die Briefhüllenzuschnitte
bewegen sich zwischen Segmentwalze und Gegenwalze hindurch, wobei
ausschließlich
derjenige Umfangsbereich der Segmentwalze, der den größeren Radius
aufweist, in Kontakt mit den Zuschnitten kommt. Derjenige scharfkantige
Absatz der Segmentwalze, der zuerst mit dem zu beschleunigenden Zuschnitt
in Berührung
kommt, wird als Fasskante bezeichnet.
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In
Durchlaufrichtung vor der Segmentwalze wird die Materialbahn bzw.
werden die bereits zugeschnittenen Briefhüllenzuschnitte mit einer bestimmten
ersten Geschwindigkeit durch die Maschine transportiert. Die konstante
Drehzahl und/oder der größere Radius
der Segmentwalze wird so gewählt, dass
sich an der Umfangsfläche
der Segmentwalze mit dem größeren Radius
die gewünschte
zweite Geschwindigkeit einstellt, auf welche die Briefhüllenzuschnitte
beschleunigt werden sollen. Gibt nun die der Segmentwalze in Durchlaufrichtung
vorgeschaltete Transportvorrichtung oder Trennschnittvorrichtung den
Briefhüllenzuschnitt
frei, so muß die
Segmentwalze derart getaktet sein, dass sie frühestens zu diesem Zeitpunkt
mit ihrer Fasskante den freigegebenen Briefhüllenzuschnitt erfaßt und in
Zusammenwirkung mit der Gegenwalze auf die zweite Geschwindigkeit
beschleunigt. Die Abstimmung der Taktung der Segmentwalze mit der
ihr vorgeschalteten Transportvorrichtung oder Trennschnittvorrichtung
stellt einen naturgemäß unerwünschten
Aufwand dar. Darüber
hinaus erzeugt die scharfkantige Fasskante unschöne Abdrücke in den Briefhüllenzuschnitten
und damit in den späteren
Briefhüllen.
Außerdem
kommt es immer wieder vor, dass die Fasskante die Vorderkante eines
zu beschleunigenden Briefhüllenzuschnitts
aus der Transportebene anhebt und es dadurch beispielsweise durch
Anlaufen der angehobenen Vorderkante an ein in Durchlaufrichtung
folgendes Werkzeug zu Störungen
kommt. Da die Umfangsgeschwindigkeit der Segmentwalze konstant ist,
tritt während
der Beschleunigungsphase auch ein nicht zu vermeidender Schlupf
zwischen Segementwalze und zu beschleunigendem Briefhüllenzuschnitt
auf, so dass an letzterem und somit auch an den fertigen Briefhüllen unerwünschte Gleitspuren entstehen
können.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
sowie eine Vorrichtung zum Beschleunigen von Briefhüllenzuschnitten
in einer Briefhüllenherstellungsmaschine
zu schaffen, welches bzw. welche es gewährleistet, dass an den Briefhüllenzuschnitten
bzw. den fertigen Briefhüllen keine
Abdrücke
oder Gleitspuren entstehen und die Störanfälligkeit des Briefhüllenherstellungsprozesses
durch den Beschleunigungsvorgang minimiert wird.
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Diese
Aufgabe wird mittels eines Verfahrens bzw. einer Vorrichtung gemäß Anspruch
1 bzw. 9 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zum Beschleunigen von Briefhüllenzuschnitten in einer Briefhüllenherstellungsmaschine
von einer ersten Geschwindigkeit auf eine zweite Geschwindigkeit während einer
Beschleunigungsphase vorgeschlagen, wobei eine um ihre Längs- bzw.
Symmetrieachse drehend antreibbare, zylindrische Beschleunigungswalze
die Beschleunigung der Briefhüllenzuschnitte
in Durchlaufrichtung durch die Briefhüllenherstellungsmaschine bewirkt
und während
der Beschleunigungsphase die Drehzahl der Beschleunigungswalze von
einer ersten Drehzahl, die der ersten Geschwindigkeit entspricht,
in eine zweite Drehzahl, die der zweiten Geschwindigkeit entspricht,
geändert wird.
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Der
Antrieb der vorzugsweise mit wenigstens einer Gegenwalze zusammenwirkenden
Beschleunigungswalze kann mit Hilfe eines Servomotors erfolgen,
der die erfindungsgemäß gewünschte Drehzahländerung
während
der Beschleunigungsphase bewirkt, welche nicht länger als einige Bruchteile
eines Maschinentaktes dauert. Die Antriebseinrichtung kann jedoch
auch über
ein zwischen einem Antriebsmotor und der Beschleunigungswalze angeordnetes,
mechanisches Getriebe erfolgen, welches automatisch die gewünschte periodische
Winkelbeschleunigung und -verzögerung
der Beschleunigungswalze bewirkt. Beispiele für derartige Getriebe, welche
die erfindungsgemäß kurzen
Umschaltzeiten einhalten können,
sind Kurvenscheibengetriebe bzw. Ungleichförmigkeitsgetriebe.
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Anstatt
die Beschleunigungswalze direkt an die zu beschleunigenden Briefhüllenzuschnitte
angreifen zu lassen ist erfindungsgemäß auch denkbar, eine an sich
bekannte Gurttransporteinrichtung, insbesondere eine Sauggurttransporteinrichtung,
mittels der Beschleunigungswalze anzutreiben. Hierbei fungiert vorzugsweise
die in Durchlaufrichtung vordere Umlenkwalze der Gurttransporteinrichtung
als erfindungsgemäß angetriebene
bzw. beschleunigte Beschleunigungswalze. Da der Endlosgurt oder
die Endlosgurte der Gurttransporteinrichtung die Briefhüllenzuschnitte
schlupffrei halten und transportieren, werden bei dieser Variante
die Briefhüllenzuschnitte
indirekt über
die zwischengeschalteten Endlosgurte von der Beschleunigungswalze
beschleunigt.
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Die
Beschleunigungswalze wird erfindungsgemäß vorzugsweise mit kreisrundem
Querschnitt ausgebildet, d.h. ohne eine scharfkantige Fasskante, wie
sie an den Segmentwalzen gemäß Stand
der Technik vorhanden ist. Erfindungsgemäß werden dadurch alle Nachteile,
die mit einer scharfkantigen Faßkante
verbunden sind, beseitigt. Insbesondere werden mechanische Ab- oder
Eindrücke
auf den Briefhüllenzuschnitten
vermieden und die Vorderkante des zu beschleunigenden Briefhüllenzuschnitts wird
nicht mehr aus der Transportebene angehoben. Der Schlupf zwischen
Beschleunigungswalze und Briefhüllenzuschnitt
wird minimiert bzw. gänzlich
ausgeschaltet, so dass die Briefhüllenzuschnitte keine während des
Beschleunigungsvorgangs erzeugten Gleitspuren mehr aufweisen.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung
kann an verschiedenen Stellen der Briefhüllenherstellungsmaschine durchgeführt bzw.
angeordnet werden. Bei Rollenmaschinen ist beispielsweise denkbar,
die Beschleunigungswalze in Durchlaufrichtung der Briefhüllenzuschnitte
durch die Maschine direkt hinter einer Trennschnittvorrichtung anzuordnen,
welche die Briefhüllenzuschnitte
von der Material- bzw. Papierbahn abschneidet und unmittelbar an
die Beschleunigungswalze abgibt. Zwischen der Trennschnittvorrichtung und
der Beschleunigungswalze kann jedoch auch eine beliebig ausgebildete
Transportvorrichtung angeordnet sein, welche die Briefhüllenzuschnitte
mit der ersten Geschwindigkeit von der Trennschnittvorrichtung zur
Beschleunigungswalze transportiert und dort zwecks Beschleunigung
auf die zweite Geschwindigkeit abgibt. Bei der Transportvorrichtung kann
es sich um ein oder mehrere Transportwalzenpaare, um wenigstens
einen mit wenigstens einer Gegenwalze zusammenwirkenden Transportgurt oder
um eine Sauggurtvorrichtung handeln, bei welcher die Briefhüllenzuschnitte
von Saugluft gehalten werden, welche durch Perforationslöcher in
wenigstens einem Sauggurt und/oder durch die Zwischenräume zwischen
mehreren Sauggurten angesaugt wird. Auf diese Weise kann auch eine
in Durchlaufrichtung hinter der Beschleunigungswalze angeordnete
Weitertransportvorrichtung ausgebildet sein, welche die beschleunigten
Briefhüllenzuschnitte
von der Beschleunigungswalze übernimmt
und mit der zweiten Geschwindigkeit weitertransportiert.
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Besonders
vorteilhaft ist es, die Beschleunigungswalze mit einer ohnehin in
der Briefhüllenherstellungsmaschine
vorhandenen Zusatzfunktion zu kombinieren. Hier ist beispielsweise
an die in einer Briefhüllenherstellungsmaschine
immer vorhandene Bodenklappenfaltstation oder Seitenklappenfaltstation
zu denken. In der Bodenklappenfaltstation kann ein in herkömmlicher
Weise vorhandener Bodenfalt- bzw. Umleitzylinder als erfindungsgemäß antreibbare Beschleunigungswalze
ausgebildet werden. Der Bodenfaltzylinder umfaßt dann zwei Funktionalitäten, nämlich einerseits
die Bodenfaltfunktion sowie andererseits die Beschleunigungsfunktion.
In der Seitenklappenfaltstation kann an geeigneter Stelle eine Transportwalze
vorgesehen werden, welche als erfindungsgemäß antreibbare Beschleunigungswalze ausgebildet
ist. Diese Transportwalze umfaßt
dann ebenso zwei Funktionalitäten,
nämlich
einerseits die Transportfunktion durch die Seitenklappenfaltstation sowie
andererseits die Beschleunigungsfunktion. Weitere Beispiele für Zusatzfunktionen
sind die Umleitfunktion sowie bei Rollenmaschinen die Trennschnittfunktion
selbst. Der Vorteil, die Beschleunigungsfunktion mit in Briefhüllenherstellungsmaschinen
ohnehin vorhandenen Funktionen zu kombinieren, besteht darin, dass
die Baulänge
der Maschine verkürzt
werden kann, da keine separate Beschleunigungsstrecke vorgesehen
werden muß.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel anhand
einer Rollenmaschine sowie der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich auch in Blattmaschinen Anwendung
finden. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der einzelnen Phasen des erfindungsgemäßen Beschleunigungsverfahrens;
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2 ein
Diagramm, welches den zeitlichen Verlauf der Umfangsgeschwindigkeit
vR der Beschleunigungswalze darstellt;
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3 eine
alternative Bauform der Beschleunigungswalze mit Segmentierung;
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4 eine
Seitenansicht eines Abschnitts einer Briefhüllenherstellungsmaschine, in
welcher insbesondere eine Bodenklappenfaltstation sowie eine Seitenklappenfaltstation
erkennbar ist;
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5 eine
schematische Darstellung eines die erfindungsgemäße Beschleunigung bewirkenden Vakuumumleitzylinders;
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6 eine
schematische Darstellung einer die erfindungsgemäße Beschleunigung bewirkenden Trennschnittwalze,
die zusätzlich
als Vakuumumleitzylinder ausgebildet ist;
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7 eine
schematische Darstellung einer die erfindungsgemäße Beschleunigung bewirkenden Sauggurttransporteinrichtung;
und
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8 eine
schematische Darstellung einer die erfindungsgemäße Beschleunigung bewirkenden Gurttransporteinrichtung
mit Transportwalze.
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1 zeigt
drei verschiedene, aufeinanderfolgende Briefhüllenzuschnitte Z1,
Z2 und Z3 zu fünf verschiedenen
Zeitpunkten, welche eine als Rollenmaschine ausgebildete Briefhüllenherstellungsmaschine
in Durchlaufrichtung R von rechts nach links durchlaufen. Die Zuschnitte
Z1 bis Z3 werden
an einer Trennschnittstelle von einer im Gegenuhrzeigersinn rotierenden
Trennschnittwalze 1 mit Schneidkante 2 von der
Material- bzw. Papierbahn abgetrennt. In Durchlaufrichtung R hinter
der Trennschnittwalze 1 ist eine Transportvorrichtung vorgesehen,
welche bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
insgesamt vier Transportwalzenpaare mit den Transportwalzen 3/3', 4/4', 5/5' sowie 6/6' umfaßt. Hinter
dem letzten Transportwalzenpaar 6/6' ist eine erfindungsgemäß antreibbare
Reiß-
bzw. Beschleunigungswalze 7 mit einer Gegenwalze 7' vorgesehen.
An die Beschleunigungswalze 7 schließt sich eine Weitertransportvorrichtung
an, welche bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Transportwalzenpaar
mit den Walzen 8/8' umfaßt. Die
Transportwalzen 3, 4, 5, 6 und 8 sowie die
Beschleunigungswalze 7 weisen bei der gezeigten Ausführungsform
denselben Durchmesser auf, wobei auch unterschiedliche Durchmesser
ohne weiteres denkbar sind.
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Die
Transportvorrichtung und die Weitertransportvorrichtung können alternativ
auch anders ausgebildet werden. Denkbar ist beispielsweise, die Transportwalzen 3, 4, 5 und 6 bzw. 8 durch
einen oder mehrere Transportgurte zu ersetzen oder sämtliche
Transportwalzenpaare wegzulassen und jeweils eine Sauggurtvorrichtung
vorzusehen.
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Die
Transportwalzen 3, 4, 5 und 6 werden
jeweils im Gegenuhrzeigersinn mit einer konstanten, ersten Drehzahl
n1 angetrieben. Die Transportwalze 8 wird im Gegenuhrzeigersinn
mit einer konstanten, zweiten Drehzahl n2 angetrieben, welche hier
größer ist
als die erste Drehzahl n1. Die oberhalb der Transportebene E befindlichen
Transportwalzen 3' und 8' werden passiv über die
aktiv angetriebenen Transportwalzen 3 und 8 im
Uhrzeigersinn gedreht. Die Transportwalzenpaare 4/4', 5/5' und 6/6' üben bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel
keine Transportfunktion aus, da die Transportwalzen 4', 5' und 6' von der Transportebene
E abgehoben wurden. Wie später
noch deutlich wird, üben
in Abhängigkeit
von der Länge
der Zuschnitte in Durchlaufrichtung R immer nur ein bzw. mehrere
bestimmtes bzw. bestimmte Paar bzw. Paare der Transportwalzenpaare 3/3', 4/4', 5/5' und 6/6' eine Transportfunktion
aus.
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Sowohl
das Transportwalzenpaar 3/3' als auch das Transportwalzenpaar 8/8' fördert die
Zuschnitte schlupffrei in Durchlaufrichtung R. Daher entspricht
die Umfangsgeschwindigkeit v1 der Transportwalze 3 bzw.
die Umfangsgeschwindigkeit v2 der Transportwalze 8 der
translatorischen Geschwindigkeit, mit welcher sich ein Zuschnitt
durch das jeweilige Transportwalzenpaar in Durchlaufrichtung R bewegt.
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Zum
Zeitpunkt t1 befindet sich der Zuschnitt Z1 in
Durchlaufrichtung R hinter der Beschleunigungswalze 7 und
wird von dem Transportwalzenpaar 8/8' mit der Geschwindigkeit
v2 weiter durch die Briefhüllenherstellungsmaschine
transportiert. Der nachfolgende Zuschnitt Z2 befindet
sich kurz vor dem Beschleunigungswalzenpaar 7/7', so dass seine
Vorderkante von diesem noch nicht ergriffen wird. Gleichzeitig wird
er an seinem hinteren Ende von dem Transportwalzenpaar 3/3' mit der Geschwindigkeit
v1, welche hier kleiner ist als die Geschwindigkeit v2, in Durchlaufrichtung
R befördert.
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Wie 2 zu
entnehmen ist, entspricht die Umfangsgeschwindigkeit vR der
Beschleunigungs- bzw. Reißwalze 7 zum
Zeitpunkt t1 der Umfangsgeschwindigkeit v1 der Transportwalze 3.
Dies bedeutet, dass der Zuschnitt Z2 über einen
Zeitraum Δt1
bis zu einem Zeitpunkt t2 mit konstanter Geschwindigkeit v1 in Durchlaufrichtung
R transportiert wird. Das Beschleunigungswalzenpaar 7/7' fungiert dabei
als reines Transportwalzenpaar ohne Beschleunigungsfunktion. Der
Zuschnitt Z2 legt während des Zeitraums Δt1 die Strecke Δs1 zurück.
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Wie 1 zu
entnehmen ist, wird die Vorderkante des Zuschnitts Z2 zum
Zeitpunkt t2 noch nicht von dem Transportwalzenpaar 8/8' ergriffen.
Die Hinterkante des Zuschnitts Z2 befindet
sich jedoch nicht mehr zwischen den Transportwalzen 3 und 3', wurde also
von diesem Walzenpaar freigegeben. Man bezeichnet diesen Vorgang
als Ab- oder Übergabe
des Zuschnitts Z2 von dem Transportwalzenpaar 3/3' an das Beschleunigungswalzenpaar 7/7'. Entsprechend 2 wird
die Beschleunigungswalze 7 in einem sich anschließenden Zeitraum Δt2 von der
Drehzahl n1, die der Umfangsgeschwindigkeit v1 entspricht, auf die
Drehzahl n2, die der Umfangsgeschwindigkeit v2 entspricht, beschleunigt.
Die Beschleunigung ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel konstant bzw. erfolgt
linear (siehe 2), kann jedoch auch in Form eines
geeigneten, nicht linearen Verlaufs durchgeführt werden. Während des
gesamten Beschleunigungszeitraums Δt2 greift ausschließlich das
Beschleunigungswalzenpaar 7/7' an dem Zuschnitt Z2 an.
Dies ist insbesondere in 1 ersichtlich, in welcher die
während
des Beschleunigungszeitraums bis zu einem Zeitpunkt t3 von dem Zuschnitt
Z2 zurückgelegte
Strecke Δs2
eingezeichnet ist.
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Am
Ende des Beschleunigungszeitraums, d.h. zum Zeitpunkt t3, rotiert
die Beschleunigungswalze 7 mit der Drehzahl n2, die der
Umfangsgeschwindigkeit v2 der Transportwalze 8 entspricht, und
wird nicht weiter beschleunigt. Während eines sich anschließenden Zeitraums Δt3 wird der
Zuschnitt Z2 von dem Transportwalzenpaar 8/8' ergriffen und
solange bis zu einem Zeitpunkt t4 mit konstanter Geschwindigkeit
v2 in Durchlaufrichtung R befördert,
bis seine Hinterkante den Spalt zwischen dem Beschleunigungswalzenpaar 7/7' verlassen hat, d.h.
dieses den Zuschnitt Z2 freigibt. Man bezeichnet dies
auch als Ab- oder Übergabe
des Zuschnitts Z2 von dem Beschleunigungswalzenpaar 7/7' an das Transportwalzenpaar 8/8'. Während des
Zeitraums Δt3
fungiert die Beschleunigungswalze 7 als reine Transportwalze
und der Zuschnitt Z2 legt die in der 1 eingezeichnete
Strecke Δs3
zurück.
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Zum
Zeitpunkt t4 steht bereits die Vorderkante des auf den Zuschnitt
Z2 folgenden Zuschnitts Z3 unmittelbar
vor dem Beschleunigungswalzenpaar 7/7' an, wie in 1 unten
dargestellt. Da sich die Beschleunigungswalze 7 noch mit
der höheren
Drehzahl n2 dreht, ist es erforderlich, innerhalb eines sich anschließenden Zeitraums Δt4 die Drehzahl
der Beschleunigungswalze 7 auf die geringere Drehzahl n1 zu
verzögern,
bevor die Vorderkante des Zuschnitts Z3 von
dem Beschleunigungswalzenpaar 7/7' ergriffen wird. Gemäß 2 erfolgt
daher innerhalb des Zeitraums Δt4
eine Verzögerung
der Beschleunigungswalze 7, so dass sich an ihr die Umfangsgeschwindigkeit
v1 einstellt, mit welcher ihr der Zuschnitt Z3 von
dem Transportwalzenpaar 3/3' zugeführt wird. Wie bereits zuvor
die Beschleunigung erfolgt auch die Verzögerung der Beschleunigungswalze 7 linear,
wobei sie jedoch alternativ in geeigneter, nicht linearer Form vorgenommen
werden kann. Die während
des Zeitraums Δt4
von dem Zuschnitt Z2 zurückgelegte Strecke Δs4 ist in 1 unten
gekennzeichnet. Am Ende des Zeitraums Δt4, d.h. nach Beendigung des
Verzögerungsvorgangs,
befindet sich die Beschleunigungswalze 7 sozusagen in zurückgesetztem
Zustand und kann den Zuschnitt Z3 in derselben
Weise wie den vorangegangenen Zuschnitt Z2 von
dem Transportwalzenpaar 3/3' übernehmen, beschleunigen sowie
an das Transportwalzenpaar 8/8' abgeben.
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Wenn
die Briefhüllenzuschnitte
verzögert werden
sollen, erfolgt in dem Zeitraum Δt2
eine entsprechende Verringerung der Drehzahl der Beschleunigungswalze 7 auf
die Drehzahl n2 und in dem Zeitraum Δt4 eine ensprechende Steigerung
der Drehzahl der Beschleunigungswalze 7 auf die Drehzahl
n1, welche in diesem Fall größer ist
als die Drehzahl n2.
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Zusammenfassend
kann die erfindungsgemäße Vorgehensweise
zur Beschleunigung der Briefhüllenzuschnitte
wie folgt festgehalten werden:
- a) Transport
des zu beschleunigenden Zuschnitts Z2 mittels
der Beschleunigungswalze 7 und einer nicht zwingend vorhandenen
Transportvorrichtung, beispielsweise einem Transportwalzenpaar 3/3', mit konstanter
Geschwindigkeit v1;
- b) Beschleunigen des Zuschnitts Z2 von
der Geschwindigkeit v1 auf die Geschwindigkeit v2 durch entsprechende
Steigerung der Drehzahl der Beschleunigungswalze 7 nach
Abgabe des Zuschnitts Z2 an diese von der
Transportvorrichtung oder einer Trennschnittvorrichtung;
- c) Weitertransport des beschleunigten Zuschnitts Z2 mit
Hilfe einer Weitertransportvorrichtung, beispielsweise einem Transportwalzenpaar 8/8', und der Beschleunigungswalze 7 mit
konstanter Geschwindigkeit v2, und
- d) Abgabe des beschleunigten Zuschnitts Z2 von der
Beschleunigungswalze 7 an die Weitertransportvorrichtung
sowie Zurücksetzen
bzw. Verzögern
der Beschleunigungswalze 7 während einer Leertransportphase,
in welcher sie weder Kontakt mit dem beschleunigten Zuschnitt Z2 noch mit dem nachfolgenden Zuschnitt Z3 hat, auf die der Geschwindigkeit v1 entsprechende
Drehzahl n1.
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Die
Transportwalzenpaare 4/4', 5/5' und 6/6' der Transportvorrichtung
können
dann zum Einsatz kommen, wenn die Briefhüllenzuschnitte aufgrund der
Art und/oder Größe der herzustellenden
Briefhüllen
in Durchlaufrichtung R kürzer
sind als die in 1 gezeigten Zuschnitte Z1 bis Z3. Somit ist
sichergestellt, dass dem Beschleunigungswalzenpaar 7/7' auch kürzere Zuschnitte
zugeführt
werden können und
diese somit zwischen dem Transportwalzenpaar 3/3' und dem Beschleunigungswalzenpaar 7/7' nicht antriebslos
bleiben.
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Bei
Bedarf kann die Übergabe
der Zuschnitte an das Beschleunigungswalzenpaar 7/7' auch direkt von
der Trennschnittwalze 1 aus erfolgen. Die Beschleunigungsphase Δt2 kann in
diesem Fall unmittelbar nach dem Trennschnitt erfolgen, mit welchem der
jeweilige Zuschnitt von der Materialbahn abgetrennt wird.
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Ein
Beispiel einer direkten Übergabe
von einer sich im Gegenuhrzeigersinn drehenden Trennschnittwalze 1 an
die Beschleunigungswalze 7 ist in 5 gezeigt.
Bei dieser Ausführungsform
ist die Beschleunigungswalze 7 als sich im Uhrzeigersinn
drehender, saugluftbeaufschlagter Vakuumumleitzylinder ausgebildet,
so dass sich die in 1 gezeigte Walze 7' erübrigt. Beispielhaft
ist in 5 am Umfang des Vakuumumleitzylinders 7 eine
radiale Saugluftbohrung 23 gezeigt, durch welche Luft aus
der Umgebung angesaugt wird. Mit Hilfe der Saugluftwirkung wird
der an der Trennschnittstelle TS von der von oben zugeführten Materialbahn
B abgetrennte Zuschnitt Z erfaßt,
so dass er an dem Vakuumumleitzylinder 7 reibschlüssig und
schlupffrei haftet. Unmittelbar nach dem Abtrennen des Zuschnitts
Z von der Materialbahn B kann der Zuschnitt Z während der hier 90° umfassenden
Kreisbogenbewegung an und mit dem Vakuumumleitzylinder 7 erfindungsgemäß beschleunigt
werden. Die erfindungsgemäße Beschleunigungswalze
weist somit die Zusatzfunktion der räumlichen Umleitung des Zuschnitts
Z auf.
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6 zeigt
eine Ausführungsform,
bei welcher die Beschleunigungswalze 7 selbst als saugluftbeaufschlagte
Trennschnittwalze 1 ausgebildet ist, die sich im Uhrzeigersinn
dreht. Beispielhaft ist eine radiale Saugluftbohrung 24 am
Umfang der Trennschnitt- und Beschleunigungswalze 1, 7 gezeigt, durch
welche Luft aus der Umgebung angesaugt wird, so dass die zu beschleunigenden
Zuschnitte Z reibschlüssig
und schlupffrei an einem Teilumfang der Trennschnitt- und Beschleunigungswalze 1, 7 haften.
Der an der Trennschnittstelle TS von der Materialbahn B abgtrennte
Zuschnitt Z kann unmittelbar nach dem Trennvorgang an und mit der
Trennschnittwalze 1 erfindungsgemäß beschleunigt werden. Nach
Beendigung des Beschleunigungsvorgangs werden die auf die Geschwindigkeit
v2 beschleunigten Zuschnitte Z an den als Weitertransportvorrichtung
fungierenden, sich im Gegenuhrzeigersinn mit der Drehzahl n2 drehenden
Vakuumumleitzylinder 25 abgegeben, der hierzu eine saugluftbeaufschlagte, radiale
Saugluftbohrung 26 aufweist. Die erfindungsgemäße Beschleunigungswalze
weist somit die Zusatzfunktion des Abtrennens der Zuschnitte Z von
der Materialbahn B auf.
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Anstatt
die Beschleunigungswalze 7 entsprechend den Ausführungsformen
gemäß der 5 und 6 zum
Halten der Zuschnitte mit Saugluft zu beaufschlagen, ist alternativ
denkbar, die Beschleunigungswalze 7 als sogenannte Greiferwalze
mit mechanischem Finger auszubilden, der die Zuschnitte ergreift
und während
der Beschleunigungsphase hält.
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3 zeigt
den Querschnitt einer segmentierten Beschleunigungswalze 7,
welche zur Verlängerung
des Verzögerungszeitraums Δt4 im Rahmen der
vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Die Segmentierung
ist derart ausgebildet, dass keinerlei scharfe Absätze am Umfang
der Beschleunigungswalze 7 entstehen. Der Übergang
von dem größeren zum
kleineren Radius erfolgt stetig mittels verhältnismäßig großer Übergangsradien.
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Mit
der Segmentierung der Beschleunigungswalze 7 wird erreicht,
dass das Ende des Zeitraums Δt3,
innerhalb welchem die Beschleunigungswalze 7 den in 1 gezeigten
Zuschnitt Z2 mit konstanter Geschwindigkeit
v2 transportiert, vorverlegt werden kann. Mit anderen Worten kann
die Verzögerungsphase Δt4 der Beschleunigungswalze 7 bereits beginnen,
während
sich das hintere Ende des Zuschnitts Z2 noch
zwischen dem Beschleunigungswalzenpaar 7/7' befindet, da
der den kleineren Radius aufweisende Umfangsbereich der Beschleunigungswalze 7 den
Zuschnitt Z2 schon früher losläßt bzw. freigibt als dies bei
einer nicht segmentierten Vollwalze der Fall ist. Entsprechend der
gestrichelten Linie in 2 verläuft die Verzögerungsgerade
des Zeitraums Δt4
bei segmentierter Beschleunigungswalze 7 flacher als bei
nicht segmentierter Beschleunigungswalze 7.
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4 zeigt
einen Ausschnitt der Seitenansicht einer Rollenmaschine, welche
von den Briefhüllenzuschnitten
in Durchlaufrichtung R von rechts nach links durchlaufen wird. Ganz
rechts ist eine Trennschnittvorrichtung 11 mit Trennschnittwalze 1 zu
erkennen, welche die Briefhüllenzuschnitte
von einer von noch weiter rechts zugeführten Materialbahn abtrennt.
In Durchlaufrichtung R schließt
sich an die Trenn schnittvorrichtung 11 eine Transportvorrichtung 12 an,
welche bei der in 4 gezeigten Ausführungsform
mehrere, in Blickrichtung hintereinander angeordnete, endlose Transportgurte 13 umfaßt, von denen
wenigstens einer mit mehreren passiv angetriebenen Gegenwalzen 14 zusammenwirkt.
Die Transportvorrichtung 12 gibt die Briefhüllenzuschnitte
an die folgende, erfindungsgemäße Beschleunigungswalze 7 ab
und bildet damit die abgebende Transportstrecke. Der erfindungsgemäße Antrieb
der Beschleunigungswalze 7 erfolgt hier über einen
Riemen 15, der von einem Servomotor 16 angetrieben wird.
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Die
in 4 ausschnittsweise gezeigte Briefhüllenherstellungsmaschine
ist für
die Produktion unterschiedlicher Briefhüllenarten ausgerüstet. Sollen
Versandtaschen mit sogenannten innen liegenden Seitenklappen, d.
h. Seitenklappen, die bereits vor dem Umfalten der Bodenklappe gefaltet
wurden und auf welche die Bodenklappe durch Umlegen um 180° aus der
Transportebene derart aufgelegt bzw. aufgeklebt wird, dass sie auf
der Rückseite
der fertigen Versandtasche vollständig sichtbar ist, also außen liegt,
hergestellt werden, so findet die sich in Durchlaufrichtung R an
das Beschleunigungswalzenpaar 7/7' anschließende Gummierwalze 17 Anwendung.
Diese gummiert die in Durchlaufrichtung R voranlaufende Bodenklappe
des Versandtaschenzuschnitts bevor eine vakuum- bzw. saugluftbeaufschlagte
Hebewalze 18 der Bodenklappenfaltstation 9 die
Bodenklappe aus der Transportebene anhebt. Ein in Durchlaufrichtung
R unmittelbar hinter der Hebewalze 18 angeordnetes Faltelement
(in 4 nicht gezeigt) legt die Bodenklappe dann auf
die bereits zuvor umgefalteten Seitenklappen um. Während dieses
Bodenklappenfaltprozesses befördert
ein Bodenfaltzylinder 19, der mit Vakuum bzw. Saugluft
derart beaufschlagt ist, dass er die Versandtaschenzuschnitte an
seinem Umfang ohne weitere Hilfsmittel halten kann, den jeweiligen
Versandtaschenzuschnitt in Durchlaufrichtung R. Erfindungsgemäß kann dieser
Bodenfaltzylinder 19 zusätzlich die Funktion der Beschleunigungswalze 7 ausüben, so
dass das Beschleunigungswalzenpaar 7/7' ersatzlos weggelassen
werden könnte.
Der Bodenfaltzylinder 19 würde in diesem Fall erfindungsgemäß angetrieben
werden.
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Bei
der Herstellung von Briefhüllen
mit sogenannten außen
liegenden Seitenklappen, d. h. Seitenklappen, welche erst gefaltet
werden, nachdem bereits die Boden klappe gefaltet wurde, findet die
in 4 links gekennzeichnete Seitenklappenfaltstation 10 Anwendung.
Die Gummierwalze 17 ist bei der Produktion derartiger Briefhüllen inaktiv.
Die Seitenklappenfaltstation 10 umfaßt neben den Faltwerkzeugen 20 insgesamt
sieben aktiv antreibbare Transportwalzen 21, welche den
Briefhüllenzuschnitt,
dessen Bodenklappe in der vorangehenden Bodenklappenfaltstation 9 umgefaltet
wurde, übernehmen
und durch die Seitenklappenfaltstation 10 transportieren. Bei
der gezeigten Ausführungsform
steigt die Transportstrecke in der Seitenklappenfaltstation 10 in Richtung
auf das in 4 ganz links gezeigte Staffelrad 22 an,
welches die fertig gefalteten Briefhüllenzuschnitte schuppt, so
dass sie in einer gefächerten Lage
zu liegen kommen. Erfindungsgemäß kann auch
eine der Transportwalzen 21 zusätzlich die Funktion der Beschleunigungswalze 7 übernehmen, so
dass das Beschleunigungswalzenpaar 7/7' in diesem Fall
ersatzlos weggelassen werden könnte.
Insbesondere kommt als Beschleunigungswalze eine der drei in Durchlaufrichtung
R hinteren Transportwalzen 21 in Frage, vorzugsweise die
in Durchlaufrichtung R hinterste Transportwalze 21.
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Die
in Zusammenhang mit 4 erläuterte Anordnung der Bodenklappen-
oder Seitenklappenfaltstation mit Bodenfaltzylinder 19 oder
Transportwalze 21, welcher bzw. welche die erfindungsgemäße Beschleunigungsfunktion
als Zusatzfunktion aufweist, in der Briefhüllenherstellungsmaschine ist
beispielhaft. Es ist denkbar, dass die das Bauteil mit der erfindungsgemäßen Zusatzfunktion
aufweisende Bodenklappen- oder Seitenklappenfaltstation in Durchlaufrichtung
R an einer anderen Stelle angeordnet ist als in 4 gezeigt.
Dies kann insbesondere dann der Fall sein, wenn für die Herstellung
bestimmter Briefhüllenarten
eine andere Anordnung der Bodenklappen- oder Seitenklappenfaltstation
notwendig oder gegebenenfalls nur zweckmäßig ist.
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Die 7 und 8 zeigen
Beispiele für Gurt-
oder Bandtransporteinrichtungen, mit welchen die mittels der Trennschnittwalze 1 von
der Materialbahn abgetrennten Zuschnitte erfindungsgemäß beschleunigt
werden können.
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In
7 ist
eine Sauggurttransporteinrichtung gezeigt, welche beispielsweise
wie die in der
EP 0
502 687 A1 , der
US 3,288,037 oder
der
DE 100 24 298 gezeigte
und beschriebene Sauggurttransporteinrichtung ausgebildet sein kann.
Um die im Gegenuhrzeigersinn erfindungsgemäß antreibbare Walze
27,
die Umlenkwalze
28 und die bei Bedarf ebenso erfindungsgemäß antreibbare
Walze
29 können
somit mehrere, voneinander beabstandete Endlosgurte
30,
ein einziger, perforierter Endlosgurt
30 oder wenigstens
ein perforierter Endlosgurt
30 mit wenigstens einem in
Durchlaufrichtung R seitlich neben dem Endlosgurt
30 angeordneten,
saugwirkungs- und endlosen Führungsgurt
30' umlaufen. Unterhalb
des Lasttrums des Endlosgurtes
30 oder der Endlosgurte
30 ist
eine Vakuumkammer
31 angeordnet, in welche durch an ihrer
Oberseite befindliche Öffnungen
Umgebungsluft einsaugbar ist, um die Zuschnitte zu halten.
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Erfindungsgemäß fungiert
bei der Ausführungsform
gemäß 7 die
antreibbare Walze 27 als Beschleunigungswalze, deren Beschleunigung
von der Drehzahl n1 auf die Drehzahl n2 auf den Endlosgurt 30 oder
auf die Endlosgurte 30, 30' schlupffrei übertragen wird, so dass die
Zuschnitte nicht aufgrund eines direkten Kontaktes mit der Beschleunigungswalze 27,
sondern indirekt über
den oder die sie tragenden Endlosgurt 30 oder Endlosgurte 30, 30' beschleunigt
werden. Hierzu werden die Endlosgurte vorzugsweise als Zahnriemen
ausgebildet. Die Winkelbeschleunigung der Beschleunigungswalze 27 führt somit
zu einer Linearbeschleunigung des Endlosgurtes 30 oder
der Endlosgurte 30, 30' im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Nach Beschleunigung der Zuschnitte auf die zweite Geschwindigkeit
v2 werden sie von den Endlosgurten 30 an das hier als Weitertransportvorrichtung
dienende Transportwalzenpaar 32/32' abgegeben, deren angetriebene Transportwalze 32 mit
der konstanten Drehzahl n2 rotiert.
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Die
Ausführungsform
gemäß 8 unterscheidet
sich von derjenigen gemäß 7 lediglich dadurch,
dass die hier verwendete Gurttransporteinrichtung keine Sauggurtransporteinrichtung
ist. Einander funktional entsprechende Teile sind in 8 daher
mit denselben Bezugszeichen wie in 7 gekennzeichnet
und werden nicht noch einmal beschrieben. Das Halten der Zuschnitte
an dem Endlosgurt 30 oder den Endlosgurten 30 erfolgt
in 8 mit Hilfe einer in Durchlaufrichtung R verstellbaren
Gegendruckrolle 33. Die Zuschnitte bewegen sich zwischen
dieser Gegendruckrolle 33 und den Endlosgurten 30 hindurch.
Alternativ ist denkbar, die Endlosgurte 30 als sogenannte
Statikgurte auszubilden, d.h. aus einem Material herzustellen, welches
eine elektostatische Haltekraft auf die Zuschnitte ausübt. Die Gegendruckrolle 33 würde sich
dann erübrigen.