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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum intermittierenden Zuführen einer
Materialbahn, insbesondere Kunststoffolienbahn, in der die Materialbahn
kontinuierlich durch ein Vorzugswalzenpaar und intermittierend durch
ein Abzugswalzenpaar geführt
ist, mit einem zwischen den Walzenpaaren angeordneten Speicherwalzensystem,
in dem mindestens eine Speicherwalze zum Längenausgleich der Materialbahn
hin und her positionierbar in der Vorrichtung befestigt ist.
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Bei
der Herstellung von Beuteln, Tragetaschen oder dergleichen wird
die Materialbahn, beispielsweise eine Kunststoffolienbahn, mittels
eines Vorzugsaggregats, in der Regel ein Vorzugswalzenpaar, kontinuierlich
abgewickelt und der Maschine zugeführt. In der Beutelmaschine
werden dann mittels einer oder mehrerer Schweiß- und Trenneinrichtungen aus
der Materialbahn Beutel hergestellt. Dabei erfolgt das Zuführen der
Materialbahn in die Schweißeinrichtung
intermittierend. Um aus der kontinuierlichen Bewegung der Materialbahn
zur intermittierenden Bewegung zu gelangen ist es allgemein üblich, zwischen
dem Vorzugsrollenpaar unmittelbar hinter der Wickelrolle und dem
Abzugsrollenpaar vor der Schweißeinrichtung
Materialbahnspeichersysteme und -schwingen einzusetzen. Diese Elemente
ermöglichen
es, während
des Schweißens,
d. h. des Stillstands des Abzugswalzenpaars, die Materialbahn zwischen
zu speichern und ermöglichen
es gleichzeitig die Bahnspannung beim Beschleunigen der Materialbahn
in der Weise zu reduzieren, das die Materialbahn nicht überlastet
wird.
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Aus
der
DE 39 00 503 C2 ist
eine Vorrichtung zum intermittierenden Zuführen einer Materialbahn bekannt.
Die Kunststofffolienbahn wird dabei kontinuierlich mit vorgegebener
Transportgeschwindigkeit in den Herstellungsautomaten eingeführt. Da
die Schweiß – und Trenneinrichtung
taktweise arbeitet und eine Stapelpause verwirklicht wird, ist ein
Längenpuffer,
in Form von einer sogenannten Schwinge oder Ausgleichsschlaufe vorgeschaltet.
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Aus
der
DE 35 34 846 C2 ist
eine weitere Vorrichtung zum Geschwindigkeitausgleich von unterschiedlichen
Bewegungsabläufen
einer Materialbahn, die in verschiedenen Bearbeitungsstationen bearbeitet
wird, bekannt. Dazu wird das Bahnmaterial in Form einer Schlaufe über eine
quer zur Achse verschiebbare Schleifenlegwalze geführt, die
so verschoben wird, dass entsprechend der Zuführgeschwindigkeit und der Abzuggeschwindigkeit
des Bahnmaterials die Spannung in der Schlaufe konstant bleibt.
In Abhängigkeit
von der Geschwindigkeitsdifferenz wird dabei die Schlaufe entweder
verkleinert oder vergrößert.
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Eine
gattungsgemäße Vorrichtung
zum intermittierenden Zuführen
einer Materialbahn ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 35 07 142 bekannt. Diese
Vorrichtung weist Einrichtungen zum kontinuierlichen Zuführen des
Materials, Einrichtungen zum Verschließen und Trennen der ausgewählten und
zugeführten
Länge und
Einrichtungen auf, die mit dem intermittierenden Nachführen des
Bandes synchronisiert und zwischen den kontinuierlichen und den
intermittierenden Zuführeinrichtungen
gelegen sind, die dazu dienen, das Band unter im wesentlichen konstanter
Spannung zu halten. Dabei wird die Materialbahn über Vorzugsrollen von der Wickelrolle abgezogen
und einem stationären
Materialbahnspeicher zugeführt.
Hinter dem Materialbahnspeicher, der aus stationären Führungsrollen besteht, ist eine in
Längsrichtung
verstellbare Rolle angeordnet, von der aus die Materialbahn zu den
intermittierend angetriebenen Abzugsrollen gelangt. Während des
Stillstands der Abzugsrollen verfährt die längsverstellbare Rolle und speichert
so die kontinuierlich zugeführte
Materialbahn. Der stationäre
Materialbahnspeicher besteht einerseits aus Rollen die fest an der
Vorrichtung befestigt sind und andererseits aus an einem Hebel drehbar
gelagerten Rollen. Die Materialbahn wird abwechselnd über eine
stationäre
Führungsrolle an
der Vorrichtung und am Hebel geführt,
so daß bei einem
Schwenk des Hebels entweder mehr Materialbahn zur Verfügung steht
oder Materialbahn gespeichert werden kann. Dieser Materialbahnspeicher
mit quasi stationären
Führungsrollen
ist notwendig, weil die in Längsrichtung
verstellbare Rolle über
eine Synchronisationswelle unmittelbar positioniert wird. Dabei
dreht sich die Synchronisierungswelle im Takt und in Abhängigkeit
von der hinter den Abzugswalzen angeordneten Schweißeinrichtungen.
Die Synchronisierungswelle überträgt die Bewegung
der Schweißeinrichtung über einen
Riemenantrieb und eine Nockenwelle an die Hebelmechanik zum Antrieb
der in Längsrichtung
verstellbaren Rolle. Zum genauen Abgleich zwischen kontinuierlicher
Förderung
der Vorzugsrollen und dem intermittierenden Fördern der Abzugsrollen wird
das beschriebene Hebelsystem über Stellschrauben
mechanisch abgeglichen. Fehler beim mechanischen Abgleichen werden über den Materialbahnspeicher
eliminiert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum intermittierenden
Zuführen
einer Materialbahn zu schaffen, die den konstruktiven Aufbau der
Vorrichtung wesentlich vereinfacht und die in der Lage ist Bahnspannungsschwankungen
in Abhängigkeit
von der Vorschubkurve des Abzugswalzenpaars zu eliminieren.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß das
Bewegen der positionierbaren Bahn- Speicherwalze über einen
elektrischen Antrieb weggesteuert erfolgt und das die jeweilige
Positionierbewegung über
die Vorschubkurve des Abzugwalzenpaars errechnet und als Vorgabekurve
an den elektrischen Antrieb übermittelt
wird und das zwischen den Walzenpaaren eine weitere Einrichtung zur
Bahnspannungsregelung, insbesondere eine Tänzerschwinge, angeordnet ist.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungsvarianten der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Durch
den erfindungsgemäßen Aufbau
der Vorrichtung zum intermittierenden Zuführen einer Materialbahn ist
nun die Möglichkeit
geschaffen, mit minimalem konstruktiven Aufwand die Spannung in der
zugeführten
Materialbahn in Abhängigkeit
von der Vorschubkurve der Abzugswalzen sehr genau zu steuern. Dabei
wird die Vorschubkurve der Abzugswalzen gemessen und in einem Rechner
gespeichert. Der Rechner ermittelt dann die Positionierbewegung
der Speicherwalze. Das Positionieren der Speicherwalze erfolgt dabei über einen
Antriebsmotor, wobei bevorzugt ein Servomotor eingesetzt wird, dessen
Drehbewegung unmittelbar in eine lineare Positionierbewegung der
Speicherwalze umgewandelt wird. Der Antriebsmotor steuert somit
unmittelbar die Bewegung der Speicherwalze.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden
näher erläutert. Es
zeigt
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1 eine
schematische Darstellung einer Seitenansicht auf die Bahnführung einer
Vorrichtung zum Zuführen
einer Materialbahn zum Zuführen
in eine Schweißeinrichtung
einer Beutelherstellmaschine.
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In
der 1 ist die schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum
intermittierenden Zuführen einer
Materialbahn 2 in die Schweißeinrichtung 3 einer
Beutelherstellmaschine dargestellt. Die Materialbahn 2 wird
von einer nicht dargestellten Wickelrolle kommend über das
Vorzugswalzenpaar 4 einem Speicherwalzensystem 5 zugeführt. Über eine Schwinge 6 wird
die Materialbahn 2 dann dem Abzugswalzenpaar 7 zugeführt. Hinter
dem Abzugswalzenpaar ist schematisch die Schweißeinrichtung 3 dargestellt.
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Ausgehend
von der Wickelrolle wird die Materialbahn 2 über das
Vorzugswalzenpaar 4 kontinuierlich in das Speicherwalzensystem 5 gefördert. Das Speicherwalzensystem 5 besteht
in diesem Ausführungsbeispiel
aus vier Speicherwalzen 8 und 9. Dabei sind die
Speicherwalzen 9 stationär angeordnet und die Speicherwalzen 8 linear,
in Richtung der Pfeile 10 beweglich befestigt. Die Positionierung
der Speicherwalzen 8 erfolgt dabei über einen Antriebsmotor 11.
Dazu kann beispielsweise an die Antriebswelle des Antriebsmotors 11 ein
Zahnriemen befestigt sein der unmittelbar auf die nicht dargestellte
Verstelleinheit für
die Speicherwalzen 8 wirkt. Die Speicherwalzen 8 führen während des
Positionierens eine lineare Bewegung aus, wobei der Positionierweg
der beiden Speicherwalzen 8 identisch aber in entgegengesetzte
Richtung ausgerichtet ist, so daß sich die Speicherwalzen 8 entweder
voneinander oder zueinander hin bewegen. Die Materialbahn 2 wird
im Speicherwalzensystem parallel geführt. Daraus ergibt sich der
Vorteil, daß der
Umschlingungswinkel der Materialbahn um die bewegbaren Speicherwalzen 8 während des
Positionierens unverändert
bleibt. Die parallele Materialbahnführung und der unveränderte Umschlingungswinkel
von 180° bietet den
Vorteil, daß der
Vorschub der Materialbahn sehr genau berechnet werden kann.
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Vom
Speicherwalzensystem 5 wird die Materialbahn über eine
Umlenkrolle 12 über
eine Schwinge 6 zu einer weiteren Umlenkwalze 13 gefördert. Die Schwinge 6 besteht
aus einem in einem Drehpunkt 14 gelagerten Hebel 15,
einer Druckfeder 16 und der am äußeren Ende des Hebels 15 befestigten
Walze 17. Diese kleine massearme Schwinge 6 kann
Bahnspannungsspitzen eliminieren. Sollten sich während der Bewegung der Materialbahn 2 zu
große
Zugspannungen in der Materialbahn 2 aufbauen, so ist die
Schwinge 6 in der Lage, gegen die Druckfeder 16, die
in diesem Fall als pneumatischer Druckzylinder ausgebildet ist,
in Richtung des Druckzylinders 16 zu schwenken und so die
Spannungsspitzen abbauen. Hinter der Schwinge 6 wird die
Materialbahn 2 über die
Umlenkwalze 13 zum Abzugswalzenpaar 7 geführt. Hinter
dem Abzugswalzenpaar 7 ist die Bearbeitungseinheit 3 für die Materialbahn
angeordnet. Die Bearbeitungseinheit kann eine Einrichtung zum Perforieren,
Verschweißen
oder Trennen der Materialbahn sein.
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Zum
Bearbeiten der Materialbahn 2 in der Bearbeitungsstation 3 muß die Materialbahn 2 stillstehen.
Die dazu erforderliche Beschleunigungs- und Verzögerungskurve des Abzugsrollenpaars 7 ist
in 1 als Diagramm 18 dargestellt. Das Diagramm 18 zeigt
den quasi sinusförmigen
Verlauf der Beschleunigungs- und Verzögerungskurve des Abzugwalzenpaars 7.
Die gemessenen Verzögerungs-
und Beschleunigungswerte des Abzugwalzenpaars 7 werden
in einer Rechnereinheit 19 erfaßt. Aus diesen Meßwerten
berechnet die Rechnereinheit 19 die Vorgabewerte für den Servomotor
der Antriebseinheit 11. Diese Vorgabewerte bestimmen somit
direkt die Position der bewegbaren Speicherwalzen 8.
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Bei
der Herstellung von Beuteln in der Beutelmaschine wird die Materialbahn 2 über die
Vorzugswalzen 4 in das Speicherwalzensystem 5 kontinuierlich
hinein gefördert.
Ist nun die Bearbeitungseinheit 3 in Betrieb so steht das
Abzugswalzenpaar 7 still. Dieser Stillstand wird von der
Rechnereinheit 19 erfaßt
und als elektrischer Impuls und Vorgabewert an die Antriebseinheit
weitergegeben. Der in der Antriebseinheit befindliche Servomotor
steuert nun die beweglichen Speicherwalzen 8 an und die
Speicherwalzen bewegen sich in Richtung der Pfeile 10 aufeinander
zu. Somit ist das Speicherwalzensystem 5 in der Lage die
Materialbahn 2 zu speichern. Sollten sich trotz der sehr
genauen Steuerung der beweglichen Speicherwalzen 8 mittels
des Servomotors Spannungsspitzen in der Materialbahn 2 aufbauen, so
können
diese Spannungsspitzen über
die Schwinge 6 eliminiert werden. Nach dem Beendigen des
Bearbeitens der Materialbahn 2 durch die Bearbeitungseinheit 3 fördern die
Abzugswalzen 7 die Materialbahn 2 weiter. Die
Bewegung der Abzugswalzen 7 wird in der Rechnereinheit 19 in
ein Signal für
die Antriebseinheit umgewandelt und die positionierbaren Speicherwalzen 8 werden
wiederum in Richtung der Pfeile 10 voneinander weg bewegt.
Das Materialbahnspeichersystem 5 gibt somit die Materialbahn 2 frei.
Die Vorschubkurve des Abzugswalzenpaars 7 ist somit Indikator
und Vorgabekurve für
den elektrischen Antrieb 11.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsvariante des Speicherwalzensystems 5 sind
die positionierbaren Speicherwalzen 8 mit einem separaten
Antrieb versehen. Bei einer Positionierung der Speicherwalzen 8 ergibt
sich somit eine überlagerte translatorische,
d.h. lineare und eine rotatorische Bewegung.