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Die
Erfindung betrifft eine Faltmaschine zum Falten eines Bahnmaterials,
mit einem Rotationsmotor und mit wenigstens einem Faltmesser, das
im Betrieb durch den Rotationsmotor rotatorisch zur Ausführung einer
Kippbewegung antreibbar ist, wobei der Kippbewegung des wenigstens
einen Faltmessers im Betrieb eine translatorische Hubbewegung bezüglich des
Bahnmaterials überlagerbar
ist.
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Derartige
Faltmaschinen, auch Messerfaltmaschinen genannt, werden insbesondere
zur Herstellung von Falten für
Filter benutzt, außerdem
bei der Produktion von Jalousien, Plissees, Lampenschirmen, Blumentopfmanschetten,
Flaschenumhüllungen
und vielen anderen Dingen mehr. Das Bahnmaterial kann aus Gewebebahnen,
Papierbahnen oder Kunststoffbahnen bzw. Kunststofffolien bestehen.
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Durch
die Bewegung der Faltmesser werden im Bahnmaterial Stehfalten erzeugt,
die sich über
die gesamte Breite des Bahnmaterials erstrecken.
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Um
das Faltmesser während
der Hubbewegung um seine Längsachse
zu kippen, hat man bislang bei den gattungsgemäßen Faltmaschinen, wie sie
beispielsweise in der
DE
94 12 210 U1 und in der
DE 195 38 519 A1 beschrieben sind, eine Kombination
von getriebeuntersetzten rotatorischen Servomotoren mit einem mechanischen
Kurvengetriebe eingesetzt. Die Steuerung eines vorbestimmten Kippwinkels
an einem vorbestimmten Punkt der Hubbewegung wurde aufwändig über die
Geometrie des Kurvengetriebes bestimmt.
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Eine
weitere Faltvorrichtung ist in der
DE 297 21 651 U1 beschrieben, bei der eine
motorisch erzeugte Linearbewegung das Faltmesser auslenkt.
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Die
DE 31 51 238 C2 betrifft
eine Plissiermaschine, bei der die Faltmesser um Streifblechen zwangsgeführt sind.
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Diese
herkömmlichen
Faltmaschinen haben mehrere Nachteile: Durch das Kurvengetriebe ändert sich
die während
der Kippbewegung in das wenigstens eine Faltmesser eingeleitete
Kraft in Abhängigkeit
von den jeweils herrschenden Hebelverhältnissen, so dass der Verlauf
der Faltkräfte
nur schwer vorausgesagt werden kann. Für verschiedene Verläufe der
Kippbewegung in Abhängigkeit
von der Hubbewegung müssen
zudem verschiedene Kurvenscheiben verwendet werden, was zu umständlichen
Umrüstarbeiten und
Totzeiten führt.
Die so aufgebauten Faltmaschinen weisen schließlich ein sehr begrenztes Einsatzgebiet
auf, da sie lediglich zur Herstellung einer vergleichsweise geringen
Zahl von Faltenkombinationen und auch nur für ganz bestimmte Materialien
geeignet sind.
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Angesichts
dieser Nachteile liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Faltmaschinen
der eingangs genannten Art hinsichtlich ihres Einsatzes flexibler
zu gestalten.
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Diese
Aufgabe wird für
eine Faltmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
der Rotationsmotor und das wenigstens eine Faltmesser mittels Getriebeelementen
unabhängig
von der Hubbewegung winkeltreu verbunden sind.
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Diese
Lösung
ist einfach und hat den Vorteil, dass die Bewegung des Faltmessers
genauer und flexibler gesteuert werden kann, als dies mit den herkömmlichen
Kurvenscheiben der Fall ist. Unabhängig von der Position des Faltmessers
wird an jedem Punkt der Hubbewegung der gleiche Drehwinkel vom Rotationsmotor
an das Faltmesser übertragen.
Folglich kann der Kippwinkel des Faltmessers unabhängig vom
Hub exakt gesteuert werden, was die Verarbeitung beliebiger Bahnmaterialien
und die Herstellung beliebiger Faltenformen ermöglicht.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung können
die Getriebeelemente eine Antriebschwinge umfassen, deren eines
Ende mit dem Faltmesser verbunden ist und der Hubbewegung folgt.
Das andere Ende der Antriebsschwinge kann stationär mit dem Rotationsmotor
verbunden sein. Die Antriebsschwinge kann insbesondere aus zwei
schwenkbar miteinander verbundenen und schwenkbar am Faltmesser und
am Rotationsmotor angeordneten Teilschwingen bestehen, so dass sie
der Hubbewegung besser folgen kann.
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Zur Übertragung
der Rotationsbewegung vom Rotationsantrieb zu den Faltmessern können weitere
Getriebeelemente wie Zahnriemen, Zahnräder oder Koppelgetriebe verwendet
werden.
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Die
Antriebsschwinge kann insbesondere zwei relativ zueinander schwenkbar
miteinander verbundene Teilschwingen aufweisen.
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Ein
weiterer Vorteil der Antriebsschwinge mit den Getriebeelementen
liegt darin, dass große
Kippwinkel des Faltmessers, sogar volle Drehungen um 360°, realisiert
werden können.
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Bei
den Faltmaschinen mit Kurvenscheiben ist nachteilig, dass bei der
Auf- und Abbewegung des wenigstens einen Faltmessers große Massen
zu bewegen sind und demzufolge hohe Kräfte bei der Beschleunigung
dieser Massen aufgewendet werden müssen. Dies begrenzt die Arbeitsgeschwindigkeit und
damit die Wirtschaftlichkeit derartiger Faltmaschinen.
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Um
diesen Nachteil zu überwinden,
werden bei der Messerfaltmaschine der
DE 195 38 519 A1 rotatorische
Servomotoren mit geringem Massenträgheitsmoment zur Einleitung
der translatorischen Auf- und Abbewegung der Faltmesser verwendet. Die
reversierenden Drehbewegungen der Servomotoren werden über Wellen
und Spindelhubgetriebe in lineare Hubbewegungen umgewandelt, die
auf die Faltmesser übertragen
werden.
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Angesichts
der heute üblichen
Produktionsgeschwindigkeiten reichen mittlerweile die durch die Messerfaltmaschine
der
DE 195 38 519
A1 erreichbaren Arbeitsgeschwindigkeiten nicht mehr aus.
Außerdem
hat sich herausgestellt, dass durch das Spindelhubgetriebe die Anzahl
der durch eine gegebene Faltmaschine herstellbaren Faltenformen
in unvorteilhafter Weise eingeschränkt ist. Andere Maschinen verwenden
Hebel-Pleuel Kombinationen, um die Rotationsbewegung des Antriebsmotors
in die Hubbewegung des Faltmessers umzuwandeln.
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Um
die bewegte Masse der Faltmesser zu reduzieren, können diese
nicht mehr, wie üblich,
aus einem Vollmaterial gefertigt sein, sondern eine Tragrippenstruktur
in Form eines Fachwerks aufweisen. Zwischen den Tragrippen sind
zur Gewichtsreduzierung Aussparungen vorgesehen. Die Tragrippen
sind derart ausgestaltet, dass das Faltmesser eine hohe Steifigkeit
aufweist, um selbst bei hohen Antriebsgeschwindigkeiten höchstens
hochfrequente Schwingungen geringer Amplitude zu erlauben.
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Das
Faltmesser kann insbesondere einen im Wesentlichen steifen Messerbalken
in der oben beschriebenen Fachwerkbauweise aufweisen, an dem ein
elastischer Messerabschnitt angebracht ist. Der Messerabschnitt
kommt mit dem zu faltenden Bahnmaterial in Eingriff und stellt ein
Verschleißteil
dar, das zu Wartungszwecken leicht und wiederholt lösbar am
Messerbalken angebracht sein sollte. An der Seite, an dem der Messerabschnitt
am Messerbalken angebracht ist, kann dieser eine glatte Wand aufweisen,
so dass die Tragrippen lediglich an dem dem Messerbereich gegenüber liegenden
Abschnitt des Messerbalkens angeordnet sind.
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Da
das Faltmesser üblicherweise
die Form eines langgestreckten Balkens aufweist, der sich über die
gesamte Breite des zu faltenden Bahnmaterials erstreckt, kann eine
exakte Führung
und Einleitung der Auf- und Abbewegung des Faltmessers erreicht
werden, wenn gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung jedem der beiden Enden des Faltmessers ein
translatorischer Antriebsmotor und/oder eine Linearführung zugeordnet
ist.
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Bei
Faltmaschinen mit einem Paar von sich bezüglich des zu faltenden Bahnmaterials
gegenüber liegenden
Faltmessern kann jedem Faltmesser ein eigener Motor bzw. ein eigenes
Motorpaar zugeordnet sein. Bei Verwendung von elektrischen Linearmotoren,
bei denen die Faltmesser mit den Läufern der Linearmotoren verbunden
sind, kann ein einziger Motor auch mehrere Faltmesser gleichzeitig
und unabhängig
voneinander antreiben.
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Im
Folgenden werden Aufbau und Funktion erfindungsgemäß ausgestalteter
Ausführungsformen von
Faltmaschinen beispielhaft mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
Dabei können
die bei den einzelnen Ausführungsformen
unterschiedlichen Merkmale beliebig miteinander kombiniert werden.
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Es
zeigen:
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1A eine
schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer Faltmaschine
mit translatorischem Faltmesserantrieb;
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1B eine
Ausführungsform
einer Haltevorrichtung des translatorischen Antriebsmotors der 1A;
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2 eine
schematische Perspektivansicht einer zweiten Ausführungsform
der Faltmaschine mit translatorischem Faltmesserantrieb;
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3 eine
schematische Perspektivansicht eines Messerbalkens eines Faltmessers;
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4 eine
schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform
einer Faltmaschine mit einer Antriebsschwinge für den Kippantrieb des Faltmessers;
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5 eine
schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Antriebsschwinge;
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6 eine
schematische Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Antriebsschwinge;
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7 eine
schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Antriebsschwinge.
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In
1 ist eine Faltmaschine
1 dargestellt, mit
der ein Bahnmaterial
2 gefaltet werden kann, wie dies im
Wesentlichen in der
DE
195 38 519 A1 beschrieben ist. In dieser Druckschrift ist
beschrieben, wie ein Bahnmaterial
2, das in Zustellrichtung
3 durch die
Faltmaschine
1 bewegt wird, mit den Faltmessern
3,
4 gefaltet
wird, so dass Stehfalten über
die Breite des Bahnmaterials entstehen. Hierzu sind bei der Vorrichtung
der
DE 195 38 519
A1 zu beiden Seiten des Bahnmaterials
2 Faltmesser
4,
5 vorgesehen,
die translatorisch in das Bahnmaterial
2 bewegt werden, wobei
diese translatorische Bewegung mit einer rotatorischen Kippbewegung überlagert
ist. Im Folgenden wird lediglich auf die translatorische Bewegung eingegangen,
die schematisch durch den Doppelpfeil
6 angedeutet ist.
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Zur
Erzeugung der translatorischen Auf- und Abbewegung (Hubbewegung) 6 des
unteren Faltmessers oder Untermessers 4, wird ein Antriebsmotor 7 mit
einer translatorischen Antriebsbewegung eingesetzt. Der Antriebsmotor 7 ist
ein Linearmotor in Form eines abgewickelten rotatorischen Elektromotors,
an dessen linearer Achse eine stationäre Magnetleiste vorgesehen
ist, während
sich die Spulenwicklungen im Inneren eines beweglichen Läufers 8 befinden.
Der Läufer 8 ist
fest mit dem Untermesser 4 verbunden und bewegt sich in
Abhängigkeit
von einem Erregerstrom durch die Spule in Hubrichtung 6 im
Magnetfeld der Magnetleiste hin und her, je nachdem wie er mit einem
Strom beaufschlagt ist.
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Bei
der Ausführungsform
der 1 ist an jedem der beiden quer
zur Zustellrichtung 3 des Bahnmaterials 2 gelegenen
Enden 9 des Faltmessers 4 ein translatorischer
Antriebsmotor 7 vorgesehen. Bei dieser Anordnung, der sogenannten
Gantry-Anordnung, werden hohe Antriebskräfte bei einer gleichzeitig
sehr genauen Bewegungskontrolle erzielt.
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Grundsätzlich kann
jede beliebige Art eines translatorischen Antriebsmotors verwendet
werden, beispielsweise auch ein Druckzylinder oder ein Bandzylinder.
Hinsichtlich der Bewegungsgenauigkeit und der erzeugbaren Antriebskräfte ist
jedoch ein elektrischer Linearmotor zu bevorzugen.
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Um
die beim Falten des Bahnmaterials 2 auftretenden Faltkräfte FF quer
zur Hubbewegung 6 aufzunehmen, ist in dem translatorischen
Antriebsmotor 7 eine Linearführung 10 integriert.
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Außerdem ist
der translatorische Antriebsmotor 7 mit einer Wegmesseinrichtung 11 versehen, die über eine
Leitung 12 ein für
den vom Läufer 8 zurückgelegten
Weg repräsentatives
Signal an eine Steuereinrichtung 13 ausgibt. Die Steuereinrichtung 13 kann
einen Mikroprozessor beinhalten und beispielsweise in Form einer
SPS-Steuerung oder eines Computers aufgebaut sein. In der Steuereinrichtung 13 wird
das Wegsignal ausgewertet und mit abgespeicherten Sollwerten verglichen. Über eine
Steuerleitung 14 wird dann von der Steuereinrichtung 13 ein Antriebssignal
für den
translatorischen Antriebsmotor 7 ausgegeben, so dass eventuelle
Abweichungen der tatsächlichen
Wegkurve des Läufers 8 von
der vorbestimmten Soll-Kurve im Speicher der Steuereinrichtung ausgeglichen
werden.
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Die
Wegmesseinrichtung 11 kann beispielsweise auf optischem
oder kapazitivem Weg arbeiten, indem inkremental oder absolut während der
Bewegung des Läufers
in vorbestimmten Abständen
vorgesehene Markierungen in Bewegungsrichtung abgetastet werden.
Andere Wegmesseinrichtungen 11, die bei der Ausführungsform
der 1A eingesetzt werden können, erfassen die momentane
Lage des Faltmessers 4, 5 auf magnetischem oder
induktivem Wege.
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Die
Bewegung des oberen Faltmessers beziehungsweise Obermessers 5 ist
im Wesentlichen bezüglich
der Ebene des Bahnmaterials 2 entgegengesetzt gleich der
Bewegung des Untermessers 4, wobei zwischen der Bewegung
des Untermessers 4 und des Obermessers 5 ein Phasenversatz
vorhanden sein kann. Der Aufbau der Antriebseinheiten beim Obermesser 5 ist
identisch dem Aufbau der Antriebseinheit 7, 8, 10 und 11 bis 14 des
Untermessers 4.
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In 1 nicht zu erkennen ist, dass der translatorische
Antriebsmotor 7 mit einer Haltevorrichtung versehen ist,
die den Läufer 8 feststellt, wenn
der translatorische Antriebsmotor 7 nicht betätigt wird,
beziehungsweise wenn der Antriebsmotor 7 stromlos ist.
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Diese
Haltevorrichtung kann in Form einer elektromechanischen Bremse ausgestaltet
sein, oder in Form eines im Achsenkörpers integrierten Bandzylinders,
der mit einem Fluiddruck beaufschlagt ist.
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1B zeigt
schematisch den Aufbau einer Haltevorrichtung in Form eines Bandzylinders.
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Die
Haltevorrichtung 15 ist im translatorischen Antriebsmotor 7 integriert,
der in 1B geschnitten dargestellt ist,
wobei die elektrische Antriebskomponente weggelassen ist. Der Läufer 8 ist über ein
Verbindungselement 16 mit einem über zwei Rollen oder Walzen 17, 18 geführtem Band 19 verbunden,
das der Bewegung des Läufers 8 folgt.
Eine der Walzen 17, 18 kann zudem mit einem nicht
dargestellten Drehgeber verbunden sein, um die Position des Läufers 8 über die
Zeit zu erfassen. Das Band 19 ist gegenüber liegend dem Läufer 8 mit
einem Kolben 20 verbunden, der in Bewegungsrichtung des Bandes 19 innerhalb
eines Zylinders 21 geführt
ist. Durch den Kolben 20 werden zwei im Wesentlichen druckdichte
Fluidkammern 22, 23 im Zylinder 21 bestimmt.
Bei dem in 1B dargestellten Ausführungsbeispiel
verläuft
das Band 19 durch die Kammern 22, 23,
wobei im Bereich 24 des Eintritts des Bandes in den jeweiligen
Zylinder 21 entsprechende Dichtungen Druckverluste im Zylinder 21 verhindern. Die
Kammern 22, 23 können mit einem unter Druck stehenden
Fluid über
Leitungen 25, 26 beaufschlagt werden. Als Fluid
kann ein Hydraulikfluid oder vorzugsweise Druckluft verwendet werden.
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Bei
einer vorbestimmten Druckdifferenz zwischen den beiden Kammern 22, 23 wird
eine Kraft FK erzeugt, die der Gewichtskraft
G der Faltmesser 4, 5 genau entgegengesetzt ist.
Durch die vom Kolben 20 erzeugte Kraft FK wird
die Gewichtskraft G dann vollständig kompensiert,
so dass durch den translatorischen Antrieb 7 lediglich
die dynamischen Kräfte
aufzubringen sind.
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Bei
Stromausfall können
die beiden Druckleitungen 25, 26 automatisch geschlossen
werden, so dass der Kolben 20 und damit der Läufer 8 festgestellt
wird.
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In 2 ist
eine weitere Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Faltmaschine 1 in
einer schematischen Perspektivansicht gezeigt. Dabei werden für Elemente,
die in ihrer Funktion oder ihrem Aufbau Elementen der Ausführungsform
der 1A entsprechen, dieselben Bezugszeichen wie in 1A verwendet.
Der Einfachheit halber wird lediglich auf die Unterschiede zur Ausführungsform
der 1 eingegangen.
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Im
Unterschied zur Ausführungsform
der 1 ist den beiden Enden 9 der
beiden Faltmesser 4, 5 jeweils nur ein einziger
translatorischer Motor 7 zugeordnet. Der translatorische
Motor 7 an jeder Seite der Faltmesser 4, 5 treibt
demnach beide Faltmesser 4, 5 gleichzeitig und
unabhängig
voneinander an. Dies wird durch unabhängige Steuerung der Spulen in
den jeweiligen Läufern 6 von
Obermesser 5, beziehungsweise Untermesser 4 erreicht.
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Der
Vorteil der Ausführungsform
mit nur einem Motor an jeder Seite der Faltmesser liegt in dem verringerten
Materialaufwand und der einfachen Ausrichtung der beiden Faltmesser 4, 5 zueinander.
Da beide Faltmesser 4, 5 auf der gleichen Führung laufen,
fluchten die Bewegungen der Faltmesser 4, 5 automatisch.
Natürlich
kann für
beide Faltmesser 4, 5 insgesamt auch nur ein Antriebsmotor 7 verwendet werden,
wobei dieser Motor dann allerdings höhere Antriebskräfte aufbringen
muss.
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In 3 ist
schematisch der Aufbau eines Faltmessers 4, 5 in
einer Perspektivansicht dargestellt. Da die Faltmesser 4, 5 im
Wesentlichen gleich aufgebaut sind, wird im Folgenden lediglich
beispielhaft der Aufbau des unteren Faltmessers 4 beschrieben.
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Das
Faltmesser 4 weist einen Messerbalken 27 und einen
mit dem Messerbalken 27 wiederholt lösbar verbundenen Messerabschnitt 28 auf.
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Der
Messerbalken 27 erstreckt sich quer zur Zustellrichtung 3 (vgl. 1A) über die
gesamte Breite des Bahnmaterials 2. Über Verbindungsabschnitte 29 an
den beiden Enden des Messerbalkens 27 ist dieser mit den
Läufern 8 verbunden. Über die Verbindungsab schnitte 29 wird
die Antriebskraft von den translatorischen Antriebsmotoren 7 über den Messerbalken 27 auf
den Messerabschnitt 28 übertragen.
Der Messerabschnitt 28 gelangt zur Erzeugung der Stehfalten
im Bahnmaterial 2 im Laufe der Hubbewegung 6 in
Eingriff mit dem Bahnmaterial 2.
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Durch
die Verwendung der translatorischen Antriebsmotoren 7 werden
die bewegten Massen gegenüber
den herkömmlichen
Maschinen derart verringert, dass bereits durch eine Gewichtsverringerung
des Messerbalkens 27 eine wesentliche Erhöhung der
Arbeitsgeschwindigkeiten der Faltmaschine 1 erreicht werden
kann.
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Zur
Gewichtsverringerung ist der Messerbalken 27 daher in einer
Fachwerkbauweise ausgeführt, bei
der Tragrippen 30, die durch Aussparungen 31 voneinander
getrennt sind, die Kräfte
im Messerbalken 27 aufnehmen. Die Tragrippen 30 stabilisieren und
versteifen den Messerbalken 27 und übertragen die Faltkräfte FF (vgl. 1A)
und die Antriebskräfte.
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Im
Bereich der Tragrippen 30, vorzugsweise in Bereichen, an
denen sich mehrere Tragrippen kreuzen, sind Befestigungslöcher 32,
beispielsweise Gewindebohrungen, zur wiederholt lösbaren Befestigung
des Messerabschnitts 28 vorgesehen. Die Oberfläche 33 des
Messerbalkens 27, an der der Messerabschnitt 28 anliegt,
ist vorzugsweise glatt ausgestaltet, so dass eine vollflächige Auflage
des Messerabschnitts 28 erreicht wird.
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Der
Messerabschnitt 28 ist aus einem Edelstahlblech, der Messerbalken 27 aus
einem hochfesten Metall, beispielsweise Stahl oder einer Leichtmetalllegierung,
gefertigt.
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Die
Anordnung der Tragrippen 30 ist so gewählt, dass auch bei hohen Faltgeschwindigkeiten eine
ausreichende Steifigkeit des Messerbalkens vorliegt und nur hochfrequente
Schwingungen mit kleinen Amplituden möglich sind, die die Qualität des Faltvorganges
nicht beeinflussen können.
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In 4 ist
eine weitere Ausführungsform
einer Faltmaschine 1 in einer schematischen Perspektivansicht
gezeigt. In 4 werden dabei für Elemente,
deren Funktion und Aufbau der Funktion und dem Aufbau von Elementen
der vorangegangenen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen
verwendet. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zur
Ausführungsform
der 1 eingegangen.
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In
der 4 ist der Übersicht
halber der Antriebsmotor 7 weggelassen. Lediglich die Läufer 8 und
die Führungen 10 sind
dargestellt. Im Unterschied zur Ausführungsform der 1A ist
die Ebene der Längsführungen 10 nicht
parallel zur Längsstreckung
der Faltmesser 4, 5 ausgerichtet, sondern senkrecht
dazu, also parallel zur Zustellrichtung 3 des Bahnmaterials 2.
Im Übrigen
entspricht die Anordnung der 4 der Ausführungsform
der 1A und kann, wie diese, mit zwei translatorischen
Antriebsmotoren 7 an jeder Seite, oder aber auch, wie bei
der Ausführungsform
der 2, mit einem einzigen Antriebsmotor 7 auf
jeder Seite der Faltmesser 4, 5 ausgestattet sein.
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Schließlich ist
in
4 ein rotatorischer Antrieb
34 zur Erzeugung
der Kippbewegung
35 gezeigt. Wie bereits in der
DE 195 38 519 A1 beschrieben
ist, ist die Kippbewegung
35 der Faltmesser
4,
5 der
Hubbewegung
6 überlagert,
um im Bahnmaterial (in
4 nicht dargestellt) Falten
zu erzeugen. In
4 ist beispielhaft lediglich
der rotatorische Antrieb
34 für das Obermesser
5 dargestellt.
Für das Untermesser
4 ist
ein im Wesentlichen identisch aufgebauter, rotatorischer Antrieb
vorgesehen.
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Bei
dem rotatorischen Antrieb 34 wird eine Drehbewegung 36 eines
rotatorischen Antriebsmotors 37 über eine die Drehbewegung 36 übertragende
Antriebsschwinge 38 auf das Obermesser 5 übertragen.
Zur Übertragung
der Rotationsbewegung des Rotationsmotors 37 auf die Kippbewegung 36 des Faltmessers
werden unten genauer beschriebene, in der 4 der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellte Getriebeelemente verwendet. Der Rotationsmotor 37 ist
vorzugsweise ein elektrischer Motor, wie beispielsweise ein Servomotor
oder ein Schrittmotor. Der Rotationsmotor 37 wird reversierend
betrieben.
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Die
Antriebsschwinge 38, deren möglicher Aufbau genauer mit
Bezug auf die 5 bis 7 unten
erläutert
wird, ist mit ihrem einen Ende so mit dem Obermesser 5 verbunden,
dass sie der Hubbewegung 6 des Obermessers 5 folgt.
Das andere Ende ist mit dem Rotationsmotor 37 verbunden.
Hierzu ist die Antriebsschwinge 38 wenigstens zweiarmig aus
zwei Teilschwingen 39, 40 aufgebaut. Die beiden Teilschwingen 39, 40 sind
gelenkig bzw. schwenkbar miteinander verbunden und mit Getriebeelementen versehen,
beziehungsweise aus Getriebeelementen gebildet, welche eine Übertragung
der reversierenden Drehbewegung des Rotationsmotors 37 in
die Kippbewegung 35 des Faltmessers 5 ermöglichen. Die
Ausgestaltung als Schwinge ermöglicht
eine winkeltreue Übertragung der
Drehbewegung des Rotationsmotors 37 zum Obermesser 5 unabhängig vom Hub
des Obermessers 5. Die Teilschwingen 39, 40 führen während der
Hubbewegung 6 des Obermessers 5 Schwenkbewegungen
aus, die schematisch durch die Pfeile 41 und 42 dargestellt
sind. Die Schwenkbewegungen der beiden Teilschwingen 39, 40 kompensieren
die Abweichungen des Drehwinkels, so dass die Drehung des Rotationsmotors 37 winkeltreu
an das Faltmesser 5 übertragen
wird.
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Anstelle
eines einzigen, in der Mitte angeordneten Rotationsantriebs 34 können auch
Rotationsantriebe an den beiden über
die Breite des Bahnmaterials ragenden Seiten der Faltmesser 4, 5 angeordnet
sein. Ebenso kann natürlich
anstelle der Linearantriebe 7 zu beiden Seiten auch lediglich
ein einziger Linearantrieb in der Mitte eines jeweiligen Faltmessers 4, 5 vorgesehen
sein.
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In
den 5 bis 7 sind schematisch drei verschiedene
Ausführungsformen
für den
Rotationsantrieb 34 mit der Antriebsschwinge 38 dargestellt, wobei
in diesen Figuren im Wesentlichen die Bezugszeichen der 4 verwendet
werden.
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5 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der die Drehbewegung 36 des Rotationsmotors 37 über zwei
Riementriebe 43, 44 an das Obermesser 5 übertragen
wird und dort eine Kippbewegung 35 auslöst. Die beiden Riementriebe 43, 44 werden
jeweils von den beiden Teilschwingen 39, 40 gehalten
und sind gegeneinander schwenkbar über eine gemeinsame Rolle 45 oder
zwei drehstarr miteinander verbundene Rollen 45 verbunden,
die konzentrisch zum Verbindungsgelenk der beiden Teilschwingen 39, 40 verläuft. Bei
der Hubbewegung des Obermessers 5 verschwenkt die erste
Teilschwinge 39 mit dem ersten Riementrieb 43, 44 um
die Antriebsachse des Rotationsmotors 37 und die zweite
Teilschwinge 40 mit dem zweiten Riementrieb 44 um
die gelenkige Verbindung der beiden Teilschwingen 39, 40.
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Bei
der Ausführungsform
der 6 sind die beiden Riementriebe durch zwei Koppelgetriebe 43 ersetzt,
die jeweils aus vier gelenkig miteinander verbundenen, ein Rechteck
oder Parallelogramm bildende Getriebestangen aufgebaut sind. Bei
der Ausführungsform
der 6 kann auf die Teilschwingen 39, 40 verzichtet
werden, da die Koppelgetriebe 43, 44 eine ausreichende
Eigenstabilität
aufweisen. Hierbei ist zu beachten, dass das Eigengewicht des Obermessers 5 von
denen in 5 bis 7 nicht dargestellten
translatorischen Antriebsmotoren 7 getragen wird.
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Bei
den Koppelgetrieben 43, 44 wird die Drehbewegung 36 des
Rotationsmotors 37 in hin- und hergehende Bewegungen der
Längsstangen 45 umgewandelt. Über eine
Welle 46, die gleichzeitig als ein Schwenklager zum relativen
Verschwenken der beiden Koppelgetriebe 43, 44 dient,
sind die Bewegungen der beiden Koppelgetriebe 43, 44 der
Teilschwingen 39, 40 miteinander verbunden.
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In 7 schließlich ist
eine Ausführungsform
gezeigt, bei der die Riemengetriebe 43, 44 durch
miteinander kämmende
Zahnräder 46, 47, 48 ersetzt
sind. Dabei werden wenigstens drei Zahnräder 46, 47, 48 verwendet,
wobei ein jedes Zahnrad mit seiner Achse konzentrisch zu einem Schwenklager
der Antriebsschwinge 38 angeordnet ist.
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Bei
allen drei Ausführungsformen
der 5 bis 7 bleibt der Drehwinkel an An-
und Abtrieb unabhängig
von dem Hub und der aktuellen Position des Obermessers 5 konstant.
Dies ermöglicht
eine exakte Steuerung der Kippbewegung. Insbesondere bei der Ausgestaltung
der Antriebsschwinge als Zahnriemen- oder Zahnradschwinge, wie sie
in den 5 und 7 gezeigt ist, ist es möglich, große Kippwinkel
bis hin zu einer vollständigen
Drehung des Obermessers 5 zu erzeugen. Andere Getriebeformen
als die in den 5 bis 7 gezeigten
sind ebenfalls möglich.
So kann die Antriebsschwinge auch aus zwei über ein Kreuzgelenk verbundene Drehwellen
gebildet sein.
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Um
die Kippbewegung exakt steuern zu können, kann an einem der Getriebeelemente
oder an dem Faltmesser ein weiterer Wegaufnehmer (nicht gezeigt)
vorgesehen sein, der die Kipplage des Faltmessers 4, 5 aufnimmt
und an die Steuereinrichtung 13 weiterleitet. Die Steuereinrichtung 13 kann
dann mit Hilfe vorbestimmter, abgespeicherter Bahnkurven die Kippbewegung 36 der
Faltmesser 4, 5 unabhängig von der Hubbewegung 6 regeln.
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Die
nicht gezeigte Antriebsschwinge für das Untermesser ist symmetrisch
zur Ebene des Bahnmaterials 2 (vgl. 1A) und
identisch zur Antriebsschwinge 38 des Obermessers 5 aufgebaut.
Durch die hubunabhängige
Kippbewegung der Faltmesser 4, 5 kann jedes Messer
unabhängig
vom anderen Messer in eine Service-Position zum Reinigen oder Demontieren
des Messerabschnitts 28 überführt werden. Außerdem können die
Faltbewegungen für Obermesser
und Untermesser unterschiedlich eingestellt werden, was beispielsweise
bei einem Bahnmaterial 2 mit einer glatten und einer flauschigen Seite zu
verbesserten Faltergebnissen führt.
Schließlich können die
beiden Faltmesser 4, 5 so angesteuert werden,
dass zwischen ihnen ein im Wesentlichen konstanter Abstand eingehalten
wird und dass das jeweils gekippte Faltmesser in die senkrechte
Position überführt wird,
während
das andere, bereits geradestehende Messer aus der gerade erzeugten
Falte gezogen wird.
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Da
der Hub über
die Steuereinrichtung 13 beliebig und unabhängig vom
Rotationsantrieb 37 eingestellt werden kann und nur noch
von der Länge der
Führungen 10 abhängt und
außerdem
die Kippbewegung 35 von der Hubbewegung 6 völlig entkoppelt
ist, kann eine einzige Faltmaschine 1 bei einer Vielzahl
von Faltanwendungen eingesetzt werden.