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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zur Bearbeitung von
Blättern,
insbesondere zur Herstellung von Verpackungen aus Materialien wie
Pappe oder Kunststoff, welche Antriebsmittel, die dazu geeignet
sind, Blätter
in eine Antriebsrichtung durch einen Bearbeitungsbereich anzutreiben,
der zwischen dem Eingang und dem Ausgang der Maschine angeordnet
ist, Bearbeitungsmittel, die ein Werkzeug und ein Gegenwerkzeug
aufweisen, die jeweils von einer ersten und einer zweiten rotierenden Trägerwelle,
die sich quer zur Antriebsrichtung erstrecken und einander gegenüber liegend
auf beiden Seiten des Weges der Blätter angeordnet sind, getragen
werden, aufweist, wobei die Bearbeitungsmittel dazu bestimmt sind,
in den Blättern
Schnitte und/oder Falten auszuführen,
welche quer zur Antriebsrichtung angeordnet sind.
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Eine
Maschine dieser Art zur Bearbeitung von Blättern ist aus der Patentanmeldung
PCT WO 02/02305 bekannt, die von der Anmelderin eingereicht wurde.
Diese vorhergehende Patentanmeldung betrifft die Steuerung der Drehung
der Trägerwelle
des Werkzeuges, welche so betrieben wird, daß zum Zeitpunkt, zu dem die
Mittel zur Bearbeitung mit einem Blatt zusammenwirken, um in letzterem Schnitte
oder Falten auszuführen,
die zur Antriebsrichtung quer verlaufen, die Tangentialgeschwindigkeit
gleich der Antriebsgeschwindigkeit des Blattes in der Maschine ist.
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Diese
Anordnungen ermöglichen
es, eine Maschine kontinuierlich zu betreiben, während es zuvor notwendig war,
zur Durchführung
der Schnitte oder der Falten, die quer zur Antriebsrichtung eines Blattes
verlaufen, vorübergehend
ein Blatt zu stoppen und ein Schnitt- oder Stauchwerkzeug zu betätigen, das
von einem Träger
getragen wird, der zur Antriebsrichtung der Blätter senkrecht beweglich ist.
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Obwohl
die im Dokument WO 02/02305 beschriebene Maschine zufriedenstellend
ist, stellt sich heraus, daß unter
bestimmten Verwendungsbedingungen der Schnitt oder das Stauchen,
die durch das Werkzeug ausgeführt
werden, das von der ersten Trägerwelle
getragen wird, Spuren von Falten auf den in der Maschine bearbeiteten
Blättern
hinterläßt. Dies
ist vor allem der Fall, wenn die Blätter aus Wellpappe hergestellt
sind, deren Rillen quer zur Fortbewegungsrichtung der Blätter ausgerichtet
sind, das heißt,
daß der
Schnitt oder das Stauchen parallel zu den Rillen erfolgen. Eine
Wellpappe weist mindestens zwei Schichten Papier oder Pappe auf,
zwischen denen mindestens eine Wellung angeordnet ist, deren Wellenlinien
die genannten Rillen bilden. Zum Beispiel können die Blätter eine untere Papierschicht
oder Deckpapierschicht, eine erste Wellung, eine Zwischenpapierschicht,
eine zweite Wellung und eine obere oder innere Papierschicht aufweisen. In
diesem Fall können
sich die Falten, wenn der Schnitt oder das Stauchen erfolgen, indem
zuerst das Werkzeug dazu gebracht wird, mit der oberen Papierschicht
zusammenzuwirken, auf der unteren Papierschicht bilden.
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Diese
Faltenprobleme können
auch bei der Bearbeitung von Blättern
aus anderen Materialien auftauchen, insbesondere bei Blättern mit
einer mehrschichtigen Struktur mit dazwischenliegenden Wellungen,
wobei die Blätter
mindestens teilweise aus Kunststoffmaterial hergestellt sind.
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Die
vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen
oder mindestens deren Auswirkungen einzuschränken.
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Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß die Maschine
gemäß der Erfindung
Mittel aufweist, um den Drehantrieb der Trägerwellen so zu steuern, daß mindestens
zu dem Zeitpunkt, zu dem das Werkzeug und das Gegenwerkzeug mit
einem Blatt zum Zwecke der Bearbeitung des Blattes zusammenwirken, die
Tangentialgeschwindigkeit des Gegenwerkzeuges größer als die Tangentialgeschwindigkeit
des Werkzeuges ist.
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Für die Bearbeitung
eines Blattes, insbesondere zur Durchführung von Schnitten oder Falten
in bestimmten Bereichen, wird dieses Blatt zwischen dem Werkzeug
und dem Gegenwerkzeug eingeklemmt. Wenn diese jeweils von einer
sich drehenden Welle getragen werden, neigt der Fachmann natürlich dazu,
die beiden Wellen so drehen zu lassen, daß das Werkzeug und das Gegenwerkzeug
gleiche Tangentialgeschwindigkeiten aufweisen. Somit wird das Blatt
zwischen dem Werkzeug und dem Gegenwerkzeug gehalten, ohne Rutschen
in Bezug auf letzteres.
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Die
Anmelderin hat überraschenderweise festgestellt,
daß die
Tatsache, daß das
Gegenwerkzeug mit einer größeren Tangentialgeschwindigkeit betrieben
wird als das Werkzeug, es ermöglicht,
die Faltenphänomene,
die weiter oben besprochen wurden, zu vermeiden oder mindestens
zu beschränken. Dies
ist aus auf den Umstand zurückzuführen, daß das Gegenwerkzeug
dank seiner Geschwindigkeit, die höher als jene des Werkzeuges
ist, die Neigung aufweist, die Fläche des Blattes, das gerade
bearbeitet wird und mit dem es zusammenarbeitet, zu spannen oder
leicht zu ziehen. Da es sich um ein mehrschichtiges Blatt handelt,
zum Beispiel aus Pappe oder aus gewelltem Kunststoff, ermöglicht dies,
die untere Schicht, die mit dem Gegenwerkzeug in Berührung ist,
zu spannen, ohne die Position der oberen Schicht zu verändern, so
daß die
Bearbeitungsschritte, wie das Schneiden oder das Falten, korrekt
positioniert sind.
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Vorteilhafterweise
sind die Antriebsmittel geeignet, die Blätter mit einer Antriebsgeschwindigkeit anzutreiben,
die im wesentlichen im Bearbeitungsbereich konstant ist, und die
Mittel zum Steuern des Drehantriebs der Trägerwellen sind geeignet, mindestens
zum Zeitpunkt, zu dem das Werkzeug und das Gegenwerkzeug mit einem
Blatt zum Zwecke der Bearbeitung des Blattes zusammenwirken, den Drehantrieb
der ersten Trägerwelle
so zu steuern, daß das
Werkzeug mit einer Bearbeitungsgeschwindigkeit betrieben wird, deren
Tangentialbestandteil gleich der Antriebsgeschwindigkeit ist, und
dazu geeignet, den Drehantrieb der zweiten Trägerwelle so zu steuern, daß das Gegenwerkzeug
mit einer Drehgeschwindigkeit betrieben wird, deren Tangentialbestandteil
größer als
die Antriebsgeschwindigkeit ist.
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Wie
im Dokument WO 02/02305 angeführt, ermöglicht die
Tatsache, daß das
Werkzeug mit einer Bearbeitungsgeschwindigkeit angetrieben wird,
deren Tangentialbestandteil gleich der Antriebsgeschwindigkeit der
Blätter
im Bearbeitungsbereich ist, die Bearbeitungsschritte, wie das Schneiden
oder Falten, korrekt zu positionieren, indem sie genau in den bestimmten
Bereichen angeordnet werden. Das Gegenwerkzeug wird mit einer Drehgeschwindigkeit betrieben,
deren Tangentialbestandteil größer als
die Antriebsgeschwindigkeit ist, um die Fläche des Blattes, mit dem es
zusammenwirkt, zu spannen oder zu ziehen, wie zuvor angeführt. Dies
führt nicht
zu einer globalen Änderung
der Art der Fortbewegung der Blätter
in der Maschine, da die Regionen des Blattes, die außerhalb
des Aktionsbereichs des Gegenwerkzeuges angeordnet sind, mit den
Antriebsmitteln zusammenwirken, welche diesen Regionen eine Geschwindigkeit
verleihen, die gleich der Antriebsgeschwindigkeit ist.
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Genauer
gesagt ist es vorteilhaft, daß die Maschine
Mittel aufweist, um eine Information in Bezug auf die Position eines
Blattes im Bearbeitungsbereich zu bestimmen, und daß sie eine
Steuereinheit aufweist, die, in Abhängigkeit von der Information
in Bezug auf die Position eines Blattes im Bearbeitungsbereich,
geeignet ist, den Drehantrieb der ersten und der zweiten Trägerwelle
so zu steuern, daß das
Werkzeug für
die Bearbeitung dieses Blattes mit einer vorbestimmten Region des
Blattes in Berührung
steht und mit einer Bearbeitungsgeschwindigkeit betrieben wird,
deren Tangentialbestandteil gleich der Antriebsgeschwindigkeit ist,
während
das Gegenwerkzeug ebenfalls mit der bestimmten Region in Kontakt
steht, aber in Bezug auf das Werkzeug auf der anderen Seite des
Blattes, und mit einer Drehgeschwindigkeit betrieben wird, deren
Tangentialbestandteil größer als
die Antriebsgeschwindigkeit ist.
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Vorteilhafterweise
ist die Tangentialgeschwindigkeit des Gegenwerkzeuges, mindestens zum
Zeitpunkt, zu dem das Werkzeug und das Gegenwerkzeug mit einem Blatt
zum Zwecke der Bearbeitung des Blattes zusammenwirken, größer als
die Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeuges, und zwar in einer
Größenordnung
von 3% bis 20%, vorzugsweise in einer Größenordnung von 5% bis 10% von
letzterer.
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Es
ist in der Tat wünschenswert,
daß die
Tangentialgeschwindigkeit des Gegenwerkzeuges nur leicht größer als
jene des Werkzeuges ist, welche, wie zuvor angeführt, selbst wiederum gleich
der Antriebsgeschwindigkeit des Blattes in dem Bearbeitungsbereich
ist. In der Tat ermöglichen
es diese Anordnungen, zu verhindern, daß die Fläche des Blattes, die mit dem
Gegenwerkzeug in Berührung
steht, zu angespannt oder gezogen ist, was das Blatt lokal schwächen oder
auf der Fläche
zerknitterte Bereiche stromabwärts
vom Bearbeitungsbereich erzeugen könnte.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bearbeitung von Blättern, insbesondere
zur Herstellung von Verpackungen aus Materialien wie Pappe oder
Kunststoff, wobei das Verfahren das Antreiben von Blättern in
eine Antriebsrichtung durch einen Bearbeitungsbereich aufweist,
der zwischen dem Eingang und dem Ausgang einer Bearbeitungsmaschine angeordnet
ist, welche Bearbeitungsmittel aufweist, die ein Werkzeug und ein
Gegenwerkzeug aufweisen, welche jeweils von einer ersten bzw. einer
zweiten sich drehenden Trägerwelle
getragen werden, welche sich quer zur Antriebsrichtung erstrecken
und einander gegenüber
auf beiden Seiten des Blattweges angeordnet sind, wobei das Verfahren
einen Bearbeitungsschritt aufweist, bei dem das Werkzeug und das
Gegenwerkzeug mit einem Blatt zusammenwirken, um in dem Blatt Schnitte
und/oder Falten auszuführen,
welche quer zur Antriebsrichtung angeordnet sind.
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Ein
solches Verfahren kann zum Beispiel mit der Maschine umgesetzt werden,
die im Dokument WO 02/02305 beschrieben wird.
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Wie
zuvor angeführt,
kann dies in bestimmten Situationen zum Entstehen von unansehnlichen oder
störenden
Falten auf dem Blatt führen,
insbesondere wenn dieses eine gewellte Struktur mit Rillen aufweist,
die quer zur Antriebsrichtung und somit parallel zur Richtung der
genannten Schnitte und/oder Falten verlaufen.
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Die
Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen oder mindestens
deren Auswirkungen einzuschränken.
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Diese
Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß der Erfindung dank der Tatsache
erfüllt,
daß – mindestens
während
des Bearbeitungsschrittes – die Trägerwellen
derart drehangetrieben werden, daß das Gegenwerkzeug mit einer
Tangentialgeschwindigkeit betrieben wird, die größer als die Tangentialgeschwindigkeit
des Werkzeuges ist.
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Vorteilhafterweise
werden die Blätter
mit einer Antriebsgeschwindigkeit angetrieben, die im wesentlichen
im Bearbeitungsbereich konstant ist, und – mindestens während des
Bearbeitungsschrittes – wird
die erste Trägerwelle
derart drehangetrieben, daß das
Werkzeug mit einer Bearbeitungsgeschwindigkeit betrieben wird, deren
Tangentialbestandteil gleich der Antriebsgeschwindigkeit ist, während die zweite
Trägerwelle
derart drehangetrieben wird, daß das
Gegenwerkzeug mit einer Drehgeschwindigkeit betrieben wird, deren
Tangentialbestandteil größer als
die Antriebsgeschwindigkeit ist.
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Somit
wird vorteilhafterweise eine Information in Bezug auf die Position
eines Blattes in dem Bearbeitungsbereich bestimmt, und – in Abhängigkeit von
dieser Funktion – werden
die erste und die zweite Trägerwelle
so angetrieben, daß – während des
Bearbeitungsschrittes dieses Blattes – das Werkzeug mit einer bestimmten
Region des Blattes in Berührung
steht und mit einer Bearbeitungsgeschwindigkeit betrieben wird,
deren Tangentialbestandteil gleich der Antriebsgeschwindigkeit ist,
während
das Gegenwerkzeug ebenfalls mit der bestimmten Region in Berührung steht,
aber auf der anderen Seite des Blattes in Bezug auf das Werkzeug,
und mit einer Drehgeschwindigkeit betrieben wird, deren Tangentialbestandteil
größer als
die Antriebsgeschwindigkeit ist.
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Es
ist hervorzuheben, daß das
Werkzeug und das Gegenwerkzeug in unterschiedlichen radialen Abständen von
den jeweiligen Achsen ihrer Trägerwellen
angeordnet sein können.
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Infolgedessen
können
diese Trägerwellen mit
derselben Winkelgeschwindigkeit betrieben werden, ohne daß die Tangentialbestandteile
dieser Geschwindigkeiten in Bezug auf das Werkzeug und das Gegenwerkzeug
gleich sind. Es ist der Tangentialbestandteil (auch als Tangentialgeschwindigkeit
bezeichnet) und nicht der Winkelbestandteil der Drehgeschwindigkeit
der Trägerwellen,
der beim Vergleich der Auswirkungen des Werkzeuges und des Gegenwerkzeuges
auf das Blatt zu berücksichtigen ist.
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Die
Erfindung läßt sich
anhand der folgenden detaillierten Beschreibung einer beispielhaft
und nicht einschränkend
dargestellten Ausführungsform besser
verstehen und es werden daraus die Vorteile der Erfindung deutlicher
hervorgehen.
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Die
Beschreibung bezieht sich auf die beiliegenden Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine
Ansicht einer Maschine gemäß der Erfindung
als Schnittansicht auf einer vertikalen Ebene;
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2 den
Zuschnitt einer Verpackung nach seiner Bearbeitung durch die Maschine;
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3 die
Struktur als Schnitt durch die Dicke eines Blattes, in dem ein solcher
Zuschnitt ausgeführt werden
kann; und
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4 eine
synoptische perspektivische Ansicht der wichtigsten Elemente der
Maschine mit dem Prinzip ihrer Steuerungen.
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Die
in 1 dargestellte Maschine weist einen Versorgungstisch 10 auf,
auf dem ein Blatt 12 in Erwartung seiner Bearbeitung in
der Maschine angeordnet ist. Dieses Blatt ist zum Beispiel aus einem Material
wie Pappe oder Kunststoff hergestellt.
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Die
Maschine weist einen Eingangsbereich E, einen Bearbeitungsbereich
T und einen Ausgangsbereich S auf, die nacheinander in der Richtung
F der Fortbewegung der Blätter
angeordnet sind. In dem Eingangsbereich E werden die Blätter von
Antriebsmitteln 14 aufgenommen, welche sie mit konstanter
Geschwindigkeit durch den Bearbeitungsbereich T antreiben. Im dargestellten
Beispiel weist dieser Bereich zwei Bearbeitungseinheiten, U1 bzw. U2,
auf, die nacheinander in der Richtung F angeordnet sind. Zwischen
diesen zwei Einheiten befinden sich Antriebsrelaismittel 16.
Antriebsmittel 18 sind auch am Ausgang S der Maschine vorgesehen.
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Die
Maschine dient der Bearbeitung der Blätter, um sie so zu gestalten,
daß sie
in der Folge gefaltet werden können,
um eine Verpackung zu bilden. Zum Beispiel zeigt 2 einen
Zuschnitt, der von der Maschine ausgehend von einem vollen Blatt
behandelt wurde. Dieser Zuschnitt 20 weist zwei Schnitte 22 und
Falten 24 auf, die quer zur Richtung F der Fortbewegung
des Blattes in der Maschine angeordnet sind. Die Werkzeuge der Bearbeitungseinheiten U1
und U2, die im Bearbeitungsbereich T der Maschine angeordnet sind,
ermöglichen
es, diese Schnitte und Falten auszuführen. Diese Werkzeuge weisen
Schneidwerkzeuge oder Messer auf, welche Schnitte 22 bilden,
und Stauwerkzeuge oder Stauvorrichtungen, welche Falten 24 bilden.
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Der
in 2 dargestellte Zuschnitt weist auch Falten 26 auf,
die parallel zur Antriebsrichtung F angeordnet sind. Sie können mit
Hilfe von Stauchrollen ausgeführt
werden, die mit den Antriebsmitteln zusammenwirken. Der Zuschnitt
weist auch spezifische Schnitte auf, zum Beispiel Öffnungen 28,
die dazu dienen, Griffe in der Verpackung zu bilden und die in einer
der Einheiten U1 oder U2 ausgebildet sind.
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Die
Antriebsmittel der Maschine weisen Antriebsrollen in Form von Scheiben
auf, die drehangetrieben werden. In 1 sind zum
Beispiel am Eingang der Maschine untere Antriebsrollen 30 und 32 und
obere Antriebsrollen 34 und 36 zu sehen. Ebenso
weisen am Ausgang die Antriebsmittel 18 untere Rollen 38 und 40 und
obere Rollen 42 und 44 auf. Die Antriebsrelaismittel 16 weisen
ebenso untere Rollen 46 und obere Rollen 48 auf.
In 1 weisen die Antriebsmittel 14 und 18 jeweils
zwei Reihen von unteren und oberen Rollen auf. Aus Gründen der
Vereinfachung wurde lediglich eine Reihe Rollen für jedes der
Antriebsmittel in 4 dargestellt.
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So
zeigt 4 am Eingang der Maschine untere Rollen 30 bzw.
obere Rollen 34, die auf einer unteren Welle 31 und
einer oberen Welle 35 befestigt sind. Ebenso sind am Ausgang
die unteren Rollen 38 und die oberen Rollen 42 jeweils
auf zwei Wellen 39 und 43 befestigt, während die
Zwischenrollen 46 und 48 des Relais auf zwei Wellen 47 und 49 befestigt sind.
Die Antriebsmittel werden durch einen Hauptantriebsmotor M50 angetrieben.
Die unterschiedlichen zuvor genannten Wellen werden durch diesen Motor
angetrieben, mit dem sie durch Kraftübertragungsmittel wie Riemen 51 verbunden
sind.
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Im
allgemeinen können
die Antriebsmittel zu den Antriebsmitteln, die im Dokument WO 02/02305 beschrieben
werden, analog sein.
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Jede
der Bearbeitungseinheiten U1 und U2 weist Bearbeitungsmittel auf,
die wiederum selbst ein Werkzeug und ein Gegenwerkzeug oder ein
Gegenstück
für dieses
Werkzeug aufweisen.
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Somit
weist die Einheit U1 eine erste Trägerwelle 52, welche
die Werkzeuge 53 und 53' trägt, und eine zweite Trägerwelle 54,
welche ein Gegenstück für diese
Werkzeuge trägt,
auf. Im vorliegenden Fall handelt es sich um einen Überzug 56,
zum Beispiel aus einem Material wie Polyurethan, der ausreichend flexibel
ist, um den Werkzeugen zu erlauben, ihre Funktion zu erfüllen, zum
Beispiel indem sie das Blatt falten oder schneiden.
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In
der Einheit U1 sind die Werkzeuge 53 und 53' Schneide- oder
Stauchmesser, die während
der Schneide- oder Stauchvorgänge
leicht in das Polyurethan 56 eindringen können.
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Ebenso
weist die Bearbeitungseinheit U2 eine erste Trägerwelle 62 auf, welche
Werkzeuge 63 trägt,
und eine zweite Trägerwelle 54', welche ein Gegenstück 56' für diese
Werkzeuge trägt.
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Die
Wellen 52, 54, 62 und 54' sind quer zur Richtung
F der Fortbewegung der Blätter
in der Maschine angeordnet.
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Diese
Wellen sind so angeordnet, daß die Werkzeuge
mit ihren jeweiligen Gegenstücken
auf der Ebene P der Fortbewegung der Blätter in der Maschine zusammenwirken,
wobei die Werkzeuge und die Gegenstücke mit Tangentialgeschwindigkeiten V52,
V62, V54 bzw. V54' betrieben
werden, welche zur Ebene parallel sind und in die Richtung F der Fortbewegung
der Blätter
gerichtet werden. Im vorliegenden Fall sind die ersten Trägerwellen 52 und 62 oberhalb
der Ebene P angeordnet, während
die zweiten Trägerwellen 54 und 54' unterhalb dieser
Ebene angeordnet sind.
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Zunächst wird
die Bearbeitungseinheit U1 näher
besprochen. Die erste Trägerwelle 52 wird durch
einen Motor M52, zum Beispiel einen asynchronen Motor, einen bürstenlosen
Motor oder, im allgemeinen, einen Stellmotor, drehangetrieben.
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Wie
im Dokument WO 02/02305 angeführt, wird
der Motor M52 so gesteuert, daß das
Werkzeug 53, 53',
das durch die Welle 52 getragen wird, zum Zeitpunkt, zu
dem es mit dem Blatt 12 in Berührung kommt, um dieses zu bearbeiten,
mit einer Tangentialgeschwindigkeit V52 betrieben wird, die der
Geschwindigkeit V der Fortbewegung des Blattes entspricht.
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Zu
diesem Zweck weist die Maschine eine Steuereinheit UC auf, die – in Abhängigkeit
von einer Information in Bezug auf die Position eines Blattes 12 im
Bearbeitungsbereich T – den
Motor M52 über
eine Steuerleitung L52 steuert. Die Information in Bezug auf die
Position des Blattes 12 wird zum Beispiel nach und nach
mit dem Fortbewegen eines Blattes in der Maschine durch Lagesensoren
wie fotoelektrische Zellen C1, C2 und C3 geliefert, die nacheinander
auf dem Weg der Fortbewegung der Blätter angeordnet und die mit
der Steuereinheit UC über
Informationseingangsleitungen EC1, EC2 bzw. EC3 verbunden sind.
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Die
Funktionsweise der Mittel, welche es ermöglicht, die Position des Blattes
zu bestimmen, wird detaillierter im Dokument WO 02/02305 beschrieben.
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Die
Steuereinheit UC kennt die Fortbewegungsgeschwindigkeit und die
Position des Blattes in der Maschine (sie steuert den Motor M50 über eine Steuerleitung
L50 und überprüft die Geschwindigkeit über eine
Eingangsleitung LE50, die mit einem Geschwindigkeitssensor verbunden
ist) und – in
Abhängigkeit
der Parametriermittel MP, die in diese Einheit eingegeben werden,
um die Art der Bearbeitung (Schnitt, Falten) zu speichern, die bei
dieser oder jener Region des Blattes anzuwenden ist – kann die Steuereinheit
den Motor M52 so steuern, daß er
die Werkzeuge der Einheit U1 zum richtigen Zeitpunkt und mit der
richtigen Geschwindigkeit in die richtige Position bringt.
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Im
vorliegenden Fall ist die Position der Werkzeuge auf der Trägerwelle 52 einstellbar,
wie im Dokument WO 02/02305 angeführt.
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Die
zweite Trägerwelle 54 wiederum
wird durch einen Motor M54 drehangetrieben, der von der Steuereinheit
UC über
eine Steuerleitung L54 gesteuert wird.
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Gemäß der Erfindung
wird der Motor M54 so gesteuert, daß mindestens zum Zeitpunkt,
zu dem ein Werkzeug 53 oder 53', das durch die Welle 52 getragen
wird, und das Gegenstück 56 mit
einem Blatt 12 zusammenarbeiten, um dieses zu bearbeiten (Schnitt
oder Falten), die Tangentialgeschwindigkeit V54 des Gegenstücks 56 etwas
größer als
die Tangentialgeschwindigkeit V52 des Werkzeuges 53 oder 53' ist. Die Tangentialgeschwindigkeiten
hängen
offensichtlich von der Drehwinkelgeschwindigkeit der Wellen und
vom Abstand des Werkzeuges und des Gegenstücks in Bezug auf die jeweilige
Achse der Welle, welche diese trägt,
ab.
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Wie
zuvor angeführt,
ist die Geschwindigkeit V52 gleich der Geschwindigkeit V des Fortbewegens des
Blattes, wenn dieses in die Einheit U1 wandert. Die Geschwindigkeit
V54 ist etwas höher
als die Fortbewegungsgeschwindigkeit.
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Wie
in 3 zu sehen, stellt das Blatt 12 zum Beispiel
eine mehrschichtige Struktur mit gewellten Zwischenschichten dar.
Zum Beispiel weist sie eine Außenschicht 12A,
eine Zwischenschicht 12B und eine weitere Außenschicht 12C,
Versteifungsschichten aus gewelltem Material 13A, 13B,
die zwischen den Schichten 12A und 12B einerseits
und zwischen den Schichten 12B und 12C andererseits angeordnet
sind, auf. In 3 ist die Richtung F des Antreibens
des Blattes in der Maschine angeführt, der gegenüber die
Rillen 13',
die durch die Wellungen 13A und 13B gebildet werden,
quer angeordnet sind, wie die Falten 24 und die Schnitte 22 und 28 des
Zuschnitts von 2.
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Zum
Beispiel ist die Schicht 12A die obere Schicht, mit welcher
das Werkzeug bei der Ausführung
eines Schnitts oder eines Faltens im Blatt 12 zuerst zusammenwirkt.
Das Gegenstück
wirkt wiederum mit der Schicht 12C zusammen, die somit
die untere Schicht darstellt. Wenn das Werkzeug mit der Schicht 12A zusammenarbeitet,
schiebt sie diese zur Schicht 12C hin und verformt sie
durch Spannen. Im Gegenzug liegt die untere Schicht 12C auf
dem Gegenstück
und, wenn letzterer mit einer Geschwindigkeit betrieben wird, welche
der Fortbewegungsgeschwindigkeit des Blattes entspricht, neigt die
untere Schicht 12C dazu, durch die Verformung der oberen Schicht 12A angetrieben
zu werden, um eine Falte zu bilden. Die Anmelderin hat festgestellt,
daß durch
das lokale Antreiben der unteren Schicht 12C mit einer Geschwindigkeit,
die größer als
die Fortbewegungsgeschwindigkeit des Blattes ist, die Spannung,
die auf die untere Schicht 12C durch die Verformung der oberen
Schicht 12A ausgeübt
wird, ermöglicht
wird, ohne daß es
zu einer Verformung der unteren Schicht kommt, und zwar weil die
untere Schicht sich etwas schneller "fortbewegt" als die obere Schicht. Mit anderen
Worten, das Blatt 12C wird leicht gespannt, und diese Spannung
wird nicht durch die Bildung einer Falte auf der unteren Schicht übertragen.
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Der
Motor M54, welcher die zweite Trägerwelle 54 antreibt,
kann getrennt vom Motor M52 gesteuert werden.
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Die
Steuerungseinheit UC kennt die Fortbewegungsgeschwindigkeit des
Blattes und steuert die Geschwindigkeit des Motors M52 infolgedessen über die
Leitung L52. Zum Beispiel gehört
zu den Behandlungsparametern MP, die in diese Einheit eingegeben werden,
der Parameter, welcher darin besteht, festzulegen, daß die Antriebsgeschwindigkeit
des Motors M54 in Bezug auf die Antriebsgeschwindigkeit M52 derart
sein muß,
daß die
Tangentialgeschwindigkeit M54 etwas größer als die Tangentialgeschwindigkeit
V52 ist. Da sich das Gegenstück 56 abnutzt,
was zu einer Reduktion seiner Distanz zur Achse der Welle 54 führt, kann
auch vorgesehen werden, daß ein
Parameter D, welcher es der Steuerungseinheit UC ermöglicht,
diese radiale Distanz zu kennen, in die Einheit eingegeben wird.
Die Steuerungseinheit UC erfaßt
die Drehgeschwindigkeit der Wellen durch Geschwindigkeitssensoren,
die mit den Wellen verbunden sind und die mit der Einheit über Eingangsleitungen
LE52 und LE54 zum Messen der Geschwindigkeit für die Wellen 52 und 54 verbunden sind.
In Abhängigkeit
von den Daten, die über
diese Leitungen übertragen
werden, kann die UC ihre Steuerung der Motoren M52 und M54 ändern.
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Die
erste Trägerwelle 62 der
Bearbeitungseinheit U2 wird durch einen Motor M62 drehangetrieben,
der durch die Einheit UC über
eine Steuerungsleitung L62 gesteuert wird und dessen Geschwindigkeit über eine
Eingangsleitung LE62 zur Einheit übertragen wird.
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In
dem in 4 dargestellten Beispiel werden die Trägerwellen 54 und 54' der Gegenstücke 56 und 56' der zwei Bearbeitungseinheiten
U1 und U2 durch denselben Motor M54 angetrieben, an dessen Ausgang
sie durch eine Kraftübertragung
verbunden sind, die zum Beispiel einen Riemen 55 aufweist.
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Um
dennoch die Drehgeschwindigkeiten der Wellen 54 und 54' getrennt zu
verwalten, kann, wie in 1 gezeigt, in der Tat ein Motor,
M54 bzw. M54', für jede der
zwei Wellen 54 und 54' verwendet werden. Es kann auch
nur ein Motor für
die zwei Wellen verwendet werden. Zum Beispiel können die Wellen, um dem Verschleiß der Überzüge der Gegenstücke, welche
sie jeweils tragen, Rechnung zu tragen, mit Ausgleichsgetrieben,
D54 bzw. D54', zusammenarbeiten,
die durch die Bearbeitungseinheit UC über Steuerungsleitungen LD54
bzw. LD54' gesteuert werden.
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Es
kann auch vorgesehen werden, daß in
jeder Bearbeitungseinheit die zweite Trägerwelle durch denselben Motor
angetrieben wird wie die erste Trägerwelle, indem sie mit dieser über eine
Kraftübertragung
verbunden ist, welche einen Unterschied zwischen der Tangentialgeschwindigkeit
des Werkzeuges und jener des Gegenwerkzeuges herstellt. In diesem
Fall wird das Verhältnis
dieser Kraftübertragung derart
ausgewählt,
daß die
Tangentialgeschwindigkeit des Gegenstücks, das von der zweiten Trägerwelle
getragen wird, größer als
die Tangentialgeschwindigkeit des Werkzeuges ist, das von der ersten
Trägerwelle
getragen wird. Auch in diesem Fall kann ein Ausgleichsgetriebe mit
der zweiten Trägerwelle
zusammenwirken, um deren Geschwindigkeit zu regeln, ausgehend von
der Antriebsgeschwindigkeit, die ihr von dem Motor übertragen
wird, welcher auch die erste Trägerwelle
antreibt.
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Die
Tangentialgeschwindigkeit V54 des Gegenstücks kann konstant und noch
immer etwas höher
als die Antriebsgeschwindigkeit der Blätter in der Maschine sein,
indem sie zum Beispiel in der Größenordnung
von 3% bis 20%, vorzugsweise in der Größenordnung von 5% bis 10% höher als
diese ist.
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Die
Anmelderin hat festgestellt, daß die
Erfindung gute Ergebnisse erzielt, wenn die Geschwindigkeit V54
zwischen 103% und 120%, vorzugsweise zwischen 105% und 110% der
Geschwindigkeit V52 liegt. Gemäß der beabsichtigten
Anwendung und insbesondere in Abhängigkeit vom Takt der Maschine und
der Dicke der von der Maschine behandelten Blätter, kann der Fachmann Tests
für die
Einstellung der Geschwindigkeiten V54 und V54' durchführen, um die Werte zu erhalten,
die für
diese Geschwindigkeiten geeignet sind.
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Wie
zuvor angeführt,
ist die Geschwindigkeit V52 wiederum gleich der Antriebsgeschwindigkeit
V, wenn das Werkzeug mit einem Blatt zum Zwecke der Bearbeitung
des Blattes zusammenwirkt. Der Motor M52 kann gemäß aufeinanderfolgenden
Phasen gesteuert werden, welche eine Wartephase, während der
das Werkzeug vom Weg der Blätter
entfernt wird, und eine Bearbeitungsphase aufweisen, während der
das Werkzeug mit den Blättern
zusammenwirkt und während
der die Geschwindigkeit V52 gleich der Fortbewegungsgeschwindigkeit
der Blätter
ist. Zwischen der Wartephase und der Bearbeitungsphase beschleunigt
der Motor M52 sehr schnell, während
er nach der Bearbeitungsphase sehr schnell verlangsamt.
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Im
allgemeinen kann die erste Trägerwelle 52 oder 62 gemäß einer
Sequenz angetrieben werden, welche eine Positionierungsphase, in
deren Verlauf die Trägerwelle
angetrieben wird, um das Werkzeug, welches sie trägt, in eine
Situation zu bringen, in der eine bestimmte Region des Blattes bearbeitet werden
kann, und eine Bearbeitungsphase aufweist, in deren Verlauf das
Werkzeug mit der bestimmten Region in Berührung steht und mit einer Tangentialgeschwindigkeit
betrieben wird, die gleich der Antriebsgeschwindigkeit V ist, während das
Gegenwerkzeug mit einer Tangentialgeschwindigkeit betrieben wird,
die größer als
die Geschwindigkeit V ist.
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Die
Welle 52 kann eine Trägerwelle
mit mehreren Werkzeugen sein, die geeignet ist, mindestens zwei
winkelig beabstandete Werkzeuge zu tragen. Das ist in 1 zu
sehen, in der zwei diametral entgegengesetzte Werkzeuge 53, 53' auf der Welle 52 angeordnet
sind. Der Winkelabstand dieser zwei Werkzeuge kann durch Einstellmittel
M geregelt werden, die im Detail im Dokument WO 02/02305 beschrieben
sind.
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In
diesem Fall kann die Steuerungseinheit UC den Drehantrieb der Welle 52 gemäß einem
Zyklus steuern, welcher eine Phase der Bearbeitung durch das erste
Werkzeug 53, in deren Verlauf das Werkzeug mit einer ersten
bestimmten Region eines Blattes in Berührung steht, das in dem Bearbeitungsbereich
T der Maschine angeordnet ist, und mit einer Tangentialgeschwindigkeit
V52 betrieben wird, die gleich der Antriebsgeschwindigkeit V des
Blattes ist, eine Positionierungsphase, in deren Verlauf die Trägerwelle 52 angetrieben
wird, um das zweite Werkzeug 53' in eine Lage zu positionieren,
um eine zweite bestimmte Region des Blattes zu bearbeiten, und eine
Phase der Bearbeitung durch das zweite Werkzeug 53' aufweist, in
deren Verlauf das Werkzeug mit der zweiten Region des Blattes in
Berührung
steht und mit einer Tangentialgeschwindigkeit V52 betrieben wird,
die gleich der Antriebsgeschwindigkeit ist. Die Positionierungsphase
kann eine Wartephase oder eine sehr schnelle Drehphase aufweisen,
gemäß des Winkelabstands
zwischen den Werkzeugen 53 und 53' und des Abstands zwischen den
Regionen des Blattes, die nacheinander durch die Werkzeuge zu bearbeiten
sind.
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Während dieser
Zeit kann sich die zweite Trägerwelle 54 mit
einer konstanten Geschwindigkeit (selbst während der Positionierungsphase)
drehen. Sie kann sich auch zwischen den Phasen der Bearbeitung durch
das Werkzeug oder durch die Werkzeuge, welche die Welle 52 trägt, mit
einer anderen Geschwindigkeit drehen, nämlich Null, oder aber mit einer
solchen Geschwindigkeit, daß die
Tangentialgeschwindigkeit des Gegenstücks 56 gleich der
Antriebsgeschwindigkeit V der Blätter
ist, während
sie sich mit einer Geschwindigkeit, welcher der Tangentialgeschwindigkeit
einen Wert verleiht, der höher
als die Antriebsgeschwindigkeit V der Blätter ist, nur während der
Phase der Bearbeitung eines Blattes durch eines der Werkzeuge dreht,
das von der Welle 52 getragen wird.
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Was
die zweite Bearbeitungseinheit U2 im dargestellten Beispiel anbelangt,
weist die erste Trägerwelle 62 eine
zylinderförmige
Fläche
S62 auf, welche ein Werkzeug 63 trägt, das geeignet ist, Schnitte von
der Art der Schnitte 28 des Zuschnitts auszuführen, der
in 2 dargestellt ist.
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Die
Welle 62 wird auf einer beweglichen Achse 110 getragen,
die über
einen Exzenter 108 von einer Abstandswelle 106 gestützt wird.
Mit Hilfe eines Abstandsmotors M108 kann der Exzenter so drehangetrieben
werden, daß er
die Welle 62, mit der er über ein System von Gelenkstangen 112 auf
Hebeln 114 verbunden ist, hebt oder senkt. Die Funktionsweise
dieses Systems wird im Detail im Dokument WO 02/02305 beschrieben.
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Zusammenfassung
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Die
Maschine weist Antriebsmittel (14, 16, 18),
die geeignet sind, die Blätter
in einer Antriebsrichtung (F) durch einen Bearbeitungsbereich (T)
anzutreiben, und Bearbeitungsmittel auf, welche ein Werkzeug (53, 53'; 63)
und ein Gegenwerkzeug (56, 56') aufweisen, die jeweils von einer
ersten und von einer zweiten sich drehenden Querträgerwelle
(52, 54; 62, 54') getragen werden. Diese Bearbeitungsmittel
sind dazu bestimmt, in den Blättern
Schnitte oder Falten auszuführen,
die quer zur Antriebsrichtung verlaufen. Mindestens während das
Werkzeug mit einem Blatt zusammenwirkt, wird das Gegenwerkzeug mit
einer Tangentialgeschwindigkeit (V54; V54') betrieben, die größer als jene (V52; V62) des Werkzeuges
ist.
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