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Vorrichtung zur zickzackförmigen Verformung von Papier, Pappe od.
dgl.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zickzackförmigen Verformung
von in einem Werkstoff, wie Papier, Pappe od. dgl., verlaufenden Wellen.
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Solche zickzackförmigen Körper bestehen ganz allgemein aus einem
flachen, vorzugsweise dünnen Material, welches so gewellt ist, daß es abwechselnd
Erhebungen und Ausnehmungen aufweist, deren obere und untere Kanten zwischen zwei
sie tangentierenden Umhüllungsflächen enthalten sind, wobei die oberen und unteren
Kanten derart gerichtet sind, daß bei der seits des Körpers zickzackförmige Linien
vorhanden sind und daß die einzelnen Seitenflanken zwischen den Kanten aus ebenen
oder einfach gekrümmten Flächen bestehen, die durch Figuren (z. B. Parallelogramme,
Trapeze oder Dreiecke) begrenzt sind, wobei die Summe der Winkel dieser Figuren,
die an sämtlichen Punkten jeder Kantenlinie enden, stets 3600 beträgt.
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Auf Grund der so dargelegten Ausbildung besitzen diese zickzackförmigen
Strukturen die bemerken werte Eigenschaft, sich in Form einer ununterbrochenen ebenen
Fläche aufwickeln zu lassen, so daß sie in jedem Fall aus einem gewellten flachen
dünnen Material, z. B. einer Folie oder einem Band, erzeugt werden können.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtungen sind dazu
geeignet, aus einem faltbaren Band unbestimmter Länge das Falten von solchen zickzackförmigen
Körpern maschinell und kontinuierlich durchzuführen und insbesondere von solchen
Körpern, deren elementare Flanken aus gleichen oder symmetrischen Parallelogrammen,
Trapezen oder Dreiecken oder aus einer Kombination dieser verschiedenen Figuren
gleichmäßig bestehen und die sich zwischen zwei parallelen fiktiven Umhüllungsflächen
einschreiben lassen.
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In den Rahmen der Erfindung fällt auch der Grenzfall, bei welchem
die Flanken des Körpers aus aneinanderstoßenden Parallelogrammen sehr geringer Breite
bestehen, die als wellenförmige Streifen mit parallelen bogenförmigen Rändern erscheinen.
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Unter parallelen Umhüllungsfiächen werden hier entweder ebene Flächen
verstanden, die zickzackförmige Körper in Form von ebenen Bahnen bestimmen, die
insbesondere als Bau- oder Verpackungsmaterial oder zur Bildung von plattenförmigen
Filtern Verwendung finden können, oder geschlossene kreisförmige gleichachsige Umhüllungsflächen,
die zylindrische oder rohrförmige zickzackförmige Körper bestimmen, die insbesondere
für die Herstellung von Filterpatronen geeignet sind.
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Gleichgültig, ob es sich um die Bildung von ebenen oder von rohrförmigen
oder kreisförmigen zickzackförmigen Körpern handelt, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen Satz von senkrecht zur Richtung
der Wellen verschiebbaren Faltorganen und zwei bewegliche Formeisen besitzt, welche
symmetrisch bei der seits der Faltorgane angeordnet sind und deren Anfangsabstand
der zur Bildung einer Reihe von zickzackförmigen Strukturen erforderlichen Länge
des gewellten Werkstoffes entspricht, sowie daß die Formeisen synchron mit den Bewegungen
der Faltorgane in Längsrichtung des gewellten Werkstoffes bis in die Nähe der Faltorgane
verschiebbar sind.
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Es ist bereits eine Vorrichtung bekannt, bei der die zickzackförmigen
Falten in aufeinanderfolgenden Abschnitten durch Umkehrung einer Flanke auf zwei
Längswellen mit Hilfe von zwei Sätzen Querklemm backen gebildet werden, von denen
jeder aus zwei Querstäben besteht, deren Formen jeweils den beiden aufeinanderfolgenden
Vertiefungen der zu bildenden zickzackförmigen Struktur entsprechen. Demgegenüber
wird die Bildung der zickzackförmigen Falten beim Erfindungsgegenstand direkt mittels
eines Satzes von Faltmessern und Formeisen erreicht, die synchron miteinander bewegt
werden. Hierdurch werden beachtliche Vorteile erzielt, und zwar im Hinblick auf
die Genauigkeit und die Schnelligkeit der Bildung der
zickzackförmigen
Falten, so daß bei der Herstellung eine beachtliche Zeitersparnis erreicht wird.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch so ausgebildet werden,
daß sie zur Formung von rohrförmigen Strängen mit zickzackförmigen Strukturen geeignet
ist. In diesem Fall sitzen die zur Bildung der xickzackförmigen Strukturen bestimmten
Faltmesser, deren Anzahl derjenigen der Schenkel des zu bildenden Stranges entspricht,
radial auf einer feststehenden kreisförmigen Scheibe. Jedes Faltmesser weist zwei
Längsnuten auf, mit deren Hilfe sie auf zwei winkelverstellbaren Ringen geführt
sind, die gleichachsig auf der feststehenden Scheibe angebracht sind. Außerdem ist
jedes Faltmesser mit einem Vorsprung ver sehen, der in eine spiralförmige Nut eines
dritten beweglichen Ringes eingreift, welcher gleichachsig zu den beiden anderen
Ringen auf der feststehenden Scheibe gelagert ist, so daß durch geeignete, den drei
Ringen erteilte Winkelverstellungen die Faltmesser gleichmäßige Vor- und Rückwärtsbewegungen
sowie seitliche Bewegungen zur Bildung der zickzackförmigen Falten ausführen.
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Bei der Herstellung ein es biegsamen Papierrohres ist es bereits
bekannt, dieses mit einfach rundum laufenden Querfalten zu versehen, die in geringen
axialen Abständen aufeinanderfolgen. Die Querfalten des bekannten Rohres bilden
einfache, geradlinige und parallele Faltlinien, die ohne Unterbrechung in rechteckigem
Querschnitt aufeinanderfolgen, während die zickzackförmigen Falten der rohrförmigen
Struktur nach der Erfindung sich gegenseitig von einem Sehen kel zum anderen des
zuvor sternförmig profilierten Rohres durchdringen. Die zur Formung des bekannten
Rohres erforderliche Vorrichtung ist sehr kompliziert im Aufbau und daher auch sehr
teuer in der Herstellung.
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Bei entsprechender Ausbildung der erfindungsgemäßenVorrichtung ist
es auch möglich, flächenförmige Abschnitte mit zickzackförmigen Strukturen zu formen.
Der Mechanismus zur Bildung der eigentlichen Zickzackformung in dem vorgewellten
Band besteht dann aus einer Vielzahl von Einheiten, wovon jede einer einzigen Zickzackwelle
entspricht und durch zwei Reihen vonFaltmessern gebildet ist, die mit zwei verschiebbaren
Haltern verbunden sind. Der Zickzack-Formmechanismus kann aus zwei übereinanderliegenden
Rosten bestehen, die abwechselnd zum Unter- und Obergreifen der Wellen einander
genähert und anschließend voneinander entfernt werden. Jeder Rost weist dabei eine
Vielzahl von parallelen, abwechselnd angeordneten Faltmessern auf, wovon die einen
als Formeisen und die anderen als Halter wirken.
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Weitere Merkmale der Erfindung können aus der Zeichnung und der zugehörigen
Beschreibung entnommen werden.
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In der Zeichnung sind mehrere gemäß der Erfindung ausgebildete Ausführungsbeispiele
von zickzackförmigen Körpern und Vorrichtungen zu ihrer Herstellung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht eines einfachen gewellten Körpers,
dessen Vorderteil durch eine regelmäßige zickzackförmige Struktur verlängert ist,
die aus gleichen und symmetrischen Parallelogrammen besteht, Fig. 2 und 3 eine Ansicht
bzw. Draufsicht des zickzackförligen Körpers gemäß Fig. 1 während seiner Bildung,
Fig. 4 und 5 eine schematische Ansicht bzw. Draufsicht einer ersten Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Längswellen des Ausgangsbandes,
Fig. 6 und 7 Ansichten in größerem
Maßstab von zwei Walzenpaaren zur Durchführung der Längswellen, Fig. 8 bzw. 9 eine
Ansicht bzw. Draufsicht der am Anfang einer Arbeitsfolge angenommenen Stellungen
der verschiedenen Organe der eigentlichen Zickzack-Formvorrichtung, Fig. 10 und
11 teilweiseAnsichten der beiden Formeisen der Vorrichtung, Fig. 12 und 13 ähnliche
Ansichten wie die Fig. 8 und 9, die die Stellungen der verschiedenen Organe am Ende
einer Arbeitsfolge zeigen, Fig. 14 eine Ansicht mit Längsschnitt nach der LinieXIV-XIV
der Fig. 15 einer Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung der eigentlichen
Zickzackformung, Fig. 15 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit einem Qerschnitt
nach der Linie XV-XV der Fig. 14, Fig. 16 bzw. 17 eine Ansicht bzw. Draufsicht der
Falten eines rohrförmigen Stranges mit zickzackförmigen Strukturen mit drei Schenkeln
im Laufe seiner Formung, Fig. 18 bis 21 schematische Ansichten von vier verschiedenen
Vorrichtungen, die zur Bildung eines rohrförmigen Stranges unbestimmter Länge aus
einem Band geschmeidigen Materials verwendet werden können, Fig. 22 bzw. 23 eine
schematische Ansicht bzw.
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Draufsicht einer Ausführungsform der Mittel zum kontinuierlichen Umwandeln
des vorgeformten rohrförmigen Stranges in ein sternförmiges Prisma gleichen Umfangs
mit drei Schenkeln, Fig. 24 und 25, 26 und 27, 28 und 29 Ansichten bzw. Draufsichten
von drei verschiedenen Stellungen der Hauptorgane der Vorrichtung zur kontinuierlichen
Zickzackformung des sternformigen Prismas mit drei Schenkeln, Fig. 30 eine Ansicht
mit Längsschnitt nach der Linie XXX-XXX der Fig. 31 einer Vorrichtung, die zur Bildung
eines kreisförmigen zickzackförmigen Körpers gemäß Fig. 24 bis 29 mit zweiundzwanzig
Schenkeln arbeitet, Fig. 31 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 30, Fig.
32 bzw. 33 teilweise Längsschnitte der Vorrichtung nach der Linie XXXII-XXXII bzw.
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XXXIII-XXXIII der Fig. 31, Fig. 34 eine schematische Ansicht in kleinerem
Maßstab einer Anlage, die die verschiedenen Vorrichtungen nach den Fig. 21, 22,
30 und 31 besitzt, Fig. 35 eine schematische Ansicht einer verbesserten Vorrichtung
zur Formung von zickzackförmigen Körpern, die sich als ebene Bahnen darstellen,
Fig. 36 eine schematische Draufsicht des inneren Rostes einer Vorrichtung gemäß
Fig. 35, Fig. 37 eine Einzelheit im größeren Maßstab des durch den Kreis A begrenzten
Teiles der Fig. 36, Fig.38 und 39 Querschnitte nach den Linien XXXVIII-XXXVIII und
XXXIX-XXXIX der Fig. 37, aus welchen die Stellungen des Mechanismus am Beginn und
am Ende der Arbeitsfolge ersichtlich sind, Fig. 40 bzw. 41 eine Draufsicht eines
Abschnittes des verarbeiteten Bandes am Beginn bzw. am Ende der Arbeitsfolge, Fig.
42 und 43 eine schematische Ansicht bzw.
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Draufsicht einer Anlage zum Querwellen, insbesondere zur Verwendung
in Verbindung mit der Vorrichtung gemäß Fig. 35 bis 39 zur Bildung von zickzackförmigen
Körpern mit Querwellen,
Fig. 4 bzw. 45 eine Ansicht mit Teilschnitt
bzw. eine Draufsicht in groíSerem Maßstab des Wellmechanismus und der Abnahmevorrichtung
der Maschine gemäß Fig. 42 und 43.
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Fig. 46 eine Ansicht mit teilweisem Längsschnitt in noch größerem
Maßstab des Wellmechanismus derselben Anlage, Fig. 47 a und 47 b zwei schematische
Teilansichten einer Anlage zur Bildung von Längswellen, Fig. 48 a und 48 b zwei
schematische teilweise Draufsichten derselben Anlage entsprechend den Fig. 47a und
47b, Fig. 49 einen Schnitt der in der Anlage eingebauten Zickzack-Formvorrichtung
und Fig. 50 einen Schnitt in größerem Maßstab nach der Linie L-L der Fig. 47b der
Vorrichtung zum Längswellen des Bandes bei derselben Anlage.
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Der in Fig. 1, 2 und 3 schaubildlich, in Ansicht und in Draufsicht
dargestellte zickzackförmig verformte Körper wird aus einem gewellten Körper gebildet,
der selbst aus einem Band oder aus einer Folie biegsamen Materials, wie z. B. Papier,
Pappe od. dgl., erzeugt wird. Das Band besteht aus regelmäßigen parallelen großen
einfachen Falten, an welche sich eine der zickzackförmigen Wellen anschließt, welcher
Facetten in Form von regelmäßigen Parallelogrammen aufweist, die naturgemäß aus
dem gefalteten Körper abgeleitet werden können.
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Die Anschlußebene zwischen der ursprünglichen gewellten und der endgültigen
zickzackförmigen Struktur ist die senkrechte Ebene, die die zwei Geraden XX' und
YY' enthält. Diese beiden Strukturen sind begrenzt von den beiden parallelen waagerechten
Ebenen P1 und P2, deren Spuren mit den Geraden XX' und YY' gemäß Fig. 2 übereinstimmen.
In der senkrechten sie trennenden Anschlußebene XX'-YY' weisen die genannten Strukturen
eine gemeinsame gebrochene SDur,l, %n'A, A,'A,A,'... usw. auf, die deren gegenseitigen
Querschnitt darstellt.
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In der Folge werden als »große Falten« die gebrnchenen Kanten An-B0C0D0...
usw., A0',B0',C0',D0' usw., A1B1C1D1... usw., A'B'C1'D1'... usw. bezeichnet, die
sich an die Falten Z0A0, Z0'A0', Z,A1, Z1,. ..... . usw. der ursprünglichen gewellten
Struktur anschließen, und als »kleine Falten« die Kantenlinien A0A0', B0B0', A0,A1,
B0'B1 . . . usw., die je zwei Knicke der großen Falten miteinander verbinden.
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Weml man die ursprüngliche gewellte und die sich anschließende zickzackförmige
Struktur parallel zu sich selbst voneinander entfernt, so daß der Abschnitt 40 Bo
C0-A0'B0'C0', A1B1C1-A1'B1'C1' . . . usw. der zickzackförmigen Struktur, die sich
unmittelbar an die gewellte Struktur anschließt, wieder aufgerichtet wird und dieser
Abschnitt die Form der ursprünglichen gewellten Struktur wieder annimmt, so wird
festgestellt, daß die kleinen Falten 1 =4" B0B0,, Bo A0', A1, B0'B1... usw. sich
allmählich gelöscht haben, die großen Falten A0B0C0, A0'B0'C0', A,B1 C1, A1'B1'C1'...
usw. sich verlagert haben, um Teile von geraden Kantenlinien A0C0, A0 C0, A1 Ct,
4I'Cj' . . . usw. zu bilden, die genau in die Verlängerung der Kantenlinien ZOAO,
Z0,A0,, Z1A1, Z1'A1' ... usw. der gefalteten Struktur liegen.
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Der betrachtete Abschnitt der zickzackförmigen Struktur ist somit
wirklich ein Abschnitt gleicher Fläche der gewellten Struktur geworden. Auf den
Flanken (Fig. 2) haben die Punkte B0, Bo Bi, B1', B2, ..... . usw. die Stellungen
M0, Mo: M1, Mt', M2, ....... usw. angenommen, die ursprünglich die eige-
nen Projektionen
dieser Punkte auf das verlängerte Profil der gewellten Struktur waren. Umgekehrt
geht daraus hervor, daß die kleinen Falten wie B1 B0, und Bí B3,' der zickzackförmigen
Struktur als die endgültigen Stellungen betrachtet werden können, die am Ende des
Überführens in senkrecht zu den Flanken der gefalteten Struktur liegende Ebenen
von den Linien i111A0 und M1,A1 erreicht werden, die ursprünglich zu den Flanken
A1A0' und A1A1', der gewellten Struktur gehörten.
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Bei dieser vorbeschriebenen Auseinanderspreizung der gewellten und
der zickzackförmigen Strukturen sind die ursprünglich nebeneinanderliegenden kleinen
Falten wie A, A0, einer gleichen Flanke der zickzackförmigen Struktur weiter voneinander
gekommen, und zwar in einem Abstand, der der doppelten Entfernung zwischen den kleinen
Falten entspricht, und haben sich schließlich auf die Flanken gelegt, wenn die Struktur
wieder gefaltet ist. Der betrachtete Abschnitt der zickzackförmigen Struktur kann
somit umgekehrt als das Ergebnis der tatsächlichen Überführung in die Stellungen
B1B0' und B1B1' von den Linien M1 A,' und M1,A1 betrachtet werden, die mit den Flanken
einer gefalteten Struktur gleicher Fläche verbunden sind und die durch zwei Querschnitte
begrenzt ist, deren Abstand voneinander zwei Intervallen zwischen kleinen Falten
der zickzackförmigen Struktur gleich ist.
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Wie in der Folge erläutert wird, kann der gleiche Schluß in bezug
auf die verwandten zickzackförmigen und gefalteten Strukturen beliebiger Art gezogen
werden.
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Die den Gegenstand vorliegender Erfindung bildende maschinelle Formungsweise
beruht auf den vorerwähnten Angaben. Danach kann jeder beliebige zickzackförmige
Körper abschnittsweise aus der anfänglichen gewellten Struktur gebildet werden,
indem die Flanken der gewellten Struktur nach in regelmäßigen Abständen liegenden
Linien derart verformt werden, daß diese Linien bis zu den Stellungen bewegt werden,
die sie am Ende in dem zickzackförmigen Körper besitzen müssen.
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Daraus geht hervor, daß die zum wellenförmigen Formen einer Bahn
unbestimmter Länge geeigneten mechanischen Mittel zunächst diese Längsfaltung der
Bahn kontinuierlich bewirken müssen. Diese Faltung weist zu ihrer Durchführung keine
besondere Schwierigkeit auf. Die zu diesem Zweck erfindungsgemäß bevorzugte Vorrichtung
ist schematisch in den Fig. 4 und 5 dargestellt.
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Die zu formende Bahn 1 (z. B. eine Papierfolie) wird aus einer Rolle
2 zuerst senkrecht abgezogen.
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Der Hinterrand 3 a des ebenen Auflagetisches 3 (Fig. 5) weist eine
Krümmung auf, deren Radius a, a' der allmählichen Annäherung der Längsfalten entspricht.
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Die Bahn läuft in waagerechter Richtung weiter und tritt vorgefaitet
in die eigentliche, mit 4 schematisch bezeichnete Formvorrichtung ein. Beiderseits
der sich zwischen dem Tisch 3 und der Maschine4 bewegenden Bahn 1 sind Rollenpaare
5a, 5b, 5c usw. angeordnet, die auf geeignete Weise in Drehung versetzt werden und
aus nebeneinanderliegenden kegelstumpfförmigen Rollen bestehen, deren Konizität
allmählich zunimmt, während deren axiale Länge abnimmt, um sich der Form der allmählich
tiefer und enger werdenden Falten anzupassen, die zum Schluß die gewellte Struktur
ergeben, die für die zickzackförmige Formgebung benutzt wird.
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Aus der Fig. 6 ist die Form der am Anfang der Faltung benutzten Rollen,
wie z. B. 5 b, ersichtlich,
während Fig. 7 die Form der Rollen 5»
zeigt, die im weiteren Stadium der Faltung verwendet werden. Auf diese Weise wird
einc einwandfreie Faltung erzielt.
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Die einzigeVorsichtsmaßnahme besteht darin, daß der Abstand zwischen
den einzelnen Rollenpaaren groß genug ist, damit die Bahn 1, deren Ränder sowohl
am Austritt der Walze 2 als nach der endgültigen Faltung parallel sind, während
der allmählichen Formung der Falten konvergierende Außenränder aufweist.
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Unter der Wirkung der Faltrollen bewegt sich die gewellte Bahn 1
mit einer bestimmten gleichförmigen Geschwindigkeit und tritt in die Formvorrichtung
4 ein, aus welcher sie als eine zickzackförmige Bahn unbestimmter Länge wieder austritt.
Die Ausbildung und die Wirkungsweise dieser letzten Vorrichtung werden in der Folge
an Hand der Fig. 8 bis 13 erläutert.
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Die gewellte Bahn 1 tritt zuerst durch ein Formeisen 7 hindurch (Fig.
9 und 10), dessen inneres Profil 7 a mit einem gewissen Gleitspielraum dem Zickzackprofil
der großen Falten genau entspricht. Zwei Höhen von kleinen Querfalten vor dem Austritt
des ersten Formeisens 7 befindet sich die hintere Eintrittsfläche eines zweiten
Formeisens 8 (Fig. 9 und 11), dessen inneres Profil 8 a demjenigen des endgültigen
zickzackförmigen Körpers bei zusammengepreßten Falten entspricht, wie aus Fig. 9
ersichtlich ist.
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In der senkrechten mittleren Ebene XX'-YY', die im gleichen Abstand
der gegenüberliegenden Flächen der Formeisen 7 und 8 liegt, befindet sich eine doppelte
Reihe von Faltblättern 9 und 10 (Fig. 8 und 9), deren Angriffskanten zur Lotrechten
nach den Faltwinkeln geneigt sind und deren freie Enden mit den vorerwähnten Punkten
M,, ........ usw. und M0', , ....... usw. zusammenfallen. Sämtliche auf der gleichen
Seite der gefalteten Struktur befindlichen Blätter 9 sind auf einem querliegenden
Blatthalter 11 befestigt. während sämtliche Blätter 10 der anderen Seite der Struktur
auf dem Blatthalter 12 befestigt sind. Die Enden der Blatthalter 11 und 12 sind
mit Stiften 13a,13b bzw. 14 a, 14 b versehen, die verschiebbar in geneigte Schlitze
15a, 15 b bzw. 16a, 16 b des in den Fig. 8 bis 13 nicht dargestellten Ständers eingreifen,
der die Formeisen 7 und 8 sowie die Blatthalter trägt.
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Am Anfang der Arbeitsfolge für die Formung eines Abschnitts des zickzackförmigen
Körpers ist die vorher geformte Zickzackstruktur jenseits der Hinterfläche des Formeisens
8 gekommen, wie aus CO Do Eo . ., C0,D01E01..., C1D,E,... usw. der Fig. 9 ersichtlich
ist. Der zwischen den gegenüberliegenden Flächen beider Formeisen 7 und 8 befindliche
Raum ist somit mit einer Länge der gewellten Bahn gefüllt, die dem doppelten Abstand
zwischen den kleinen Falten der Zickzackstruktur gleicht.
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Beim Beginn des Arbeitsganges bewegen sich die Blatthalter 11 und
12 in Richtung der Pfeile f, und 2 (Fig. 8), und die Kanten der beiden Blattreihen
9 und 10 kommen auf die Flanken der gefalteten Struktur zur Wirkung. Die Formeisen
7 und 8 werden gleichzeitig in Richtung der Pfeile ft', 2' (Fig. 9) so bewegt, daß
deren innere Flächen näher aneinanderkommen.
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Die den Blättern 9 und 10 sowie den Formeisen 7 und 8 erteiltcn Bewegungen
entsprechen natürlich in jedem Augenblick der Bildung der kleinen Falten.
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Da die gefaltete Folie 1 mit gleichmäßiger Geschwindigkeit in Richtung
auf das Formeisen 7 fortschreitet, muß in der Praxis dafür gesorgt werden, daß die
Relativstellungen der sich mit der gewellten
Bahn bewegenden Organe, und zwar der
Formeisen 7 und 8 und der Blatthalter 11 und 12, nicht beeinflußt werden. Zu diesem
Zweck erhält der die Formeisen und dieBlatthalter tragende Ständer eine sinusförmige
Bewegung von einem später beschriebenen Mechanismus, der im wesentlichen durch eine
Pleuelstange gebildet ist, deren Kopf in einem Exzenter gelagert ist, der für jeden
Arbeitszyklus eine Umdrehung ausführt. Die Exzentrizität des Exzenters ist so bemessen,
daß am Anfang des Arbeitszyklus die maximale Intensität der Ständerbewegung genau
der Bewegung der gefalteten Folie 1 gleicht. Die Bewegung des Exzenters nimmt anschließend
ab und wird nach einem Viertel des Zyklus gleich Null. Während des zweiten Viertels
des Zyklus nimmt die Bewegung wieder zu bis zur Geschwindigkeit der gefalteten Folien,
jedoch in umgekehrter Richtung. Während des dritten Viertels nimmt sie wieder bis
Null ab und steigt wiederum während des vierten Viertels des Zyklus, bis die Intensität
und die Richtung dieser Bewegung genau die Geschwindigkeit der kontinuierlichenBewegung
der Bahn erreicht haben. BeideFormeisen 7 und 8 beglelten dann genau die gewellte
Bahn.
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Daraus ergibt sich, daß das Formeisen 7 während des ersten Viertels
des Zyklus gegenüber dem Ständer genau um das Maß voreilt, um welches der Ständer
bei der Verlangsamung seiner Bewegung gegenüber der gewellten Bahn zurückgeht. Während
der gleichen Zeit kommt das Formeisen 8 relativ zum Ständer dem Formeisen 7 entgegen,
und zwar mit genau der gleichen Geschwindigkeit, jedoch in umgesetzter Richtung.
Lange bevor die Formeisen zusammentreffen und sobald die Falten stark genug vorgeformt
sind, um sich von allein weiterzubilden (z. B. entsprechend der in Fig. 12 und 13
dargestellten Lage, bei welcher die Punkteit'%, Ml,M2... Motn M1', M2' . . . usw.
durch die Enden der Blätter 9 und 10 in die Stellungen Nt, N2, N3, N0', N'1, N2'...
gebracht worden sind), heben sich die Blätter 9 und 10 von der zickzackförmigen
Struktur ab, und die Formeisen 7 und 8 kehren schnell in ihre Stellung maximalen
Abstandes zurück.
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Sobald diese Umkehrung der Blätter und der Formeisen erfolgt, gleitet
die gefaltete Folie 1 schnell durch das Formeisen 7 hindurch, so daß sich die Falten
Ä0N0C0, Ato, No, Co, H1 N1 C1, A1,, N1,, C1, . . . usw. unter dem Druck der Folie
stärker umknicken, bis sie die Form des ersten Abschnittes M40 Bo CO, S0', B0,,
CO', A1B1C1, A1' B1, ..... . usw. gemäß Fig. 3 erreichen.
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Diese Brechung der Falten findet langsam statt, da sich die Rückbewegung
des Formeisens 8 derjenigen der gefalteten Folie immer mehr nähert, obwohl die Geschwindigkeit
dieser Bewegung derjenigen des Formeisens 7 im absoluten Wert stets gleicht. In
jedem Augenblick entspricht nämlich diese Bewegung der algebraischen Summe der Ständerbewegung,
deren Wert sich demjenigen der Bewegung der gefalteten Folie nähert, und der Eigenbewegung
des Formeisens 8, die im gleichen Sinne in Richtung auf den Nullwert abnimmt, bis
die Umkehrung stattfindet.
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Sobald die Rückbewegung der Formeisen beginnt, verläßt die Innenfläche
des Pormeisens 7 die Falten A0N0C0, A0,, N0,, C0, . . . usw. Diese schreiten somit
gegenüber der Mittelebene der Blätter 9 und 10 vor, so daß jedes Blatt in seine
Anfangsstellung gemäß Fig. 8 und 9 zurückkehren kann, ohne die Falte zu treffen,
die hinter dem Blatt bereits gebildet worden ist.
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Unmittelbar vor dem Ende des Zyklus sind somit die verschiedenen
beweglichen Organe in ihre Anfangsstellung zurückgekehrt und stehen für die nächste
Arbeitsfolge
bereit. Der Ständer bewegt sich erneut zusammen n-lit der gewellten Bahn 1 und im
gleichen Sinne vorwärts, die unbewegten Formeisen 7 und 8 befinden sich in einem
zwei kleinen Falten entsprechenden Abstand voneinander, und die Blätter 9 und 10
sind bereits mit den Flanken der Längsfalten der Bahn in Berührung, die sich bis
unter die Blätter vorwärtsbewegt hat.
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Durch das Aufeinanderfolgen solcher Zyklen wird die kontinuierliche
Zickzackverformung der gewellten Bahn erzielt, und zwar wird bei jedem Zyklus eine
Doppelfalte gebildet.
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Um die durch den vorbeschriebenen Zyklus bedingten Bewegungen der
verschiedenen Organe der Vorrichtung zu steuern, können je nach der besonderen Art
der zu bildenden zickzackförmigen Struktur, z.B.
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Breite der Folie, Steifheit des Materials, Abmessungen der großen
und kleinen Falten usw., verschiedene Äiaßnahmen getroffen werden. Die Fig. 14 und
15 stellen schematisch in Längs- bzw. Querschnitt eine zur Durchführung des vorerwähnten
Zyklus geeignete Vorrichtung dar, die insbesondere für die waagerechte kontinuierliche
Zickzackverformung eines Filterpapierbandes mittlerer Breite ausgestaltet ist, dessen
vorherige Längsfaltung nach dem Schema gemäß Fig. 4 und 5 gebaut wurde.
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Bei dem dargestellten Beispiel weist die Vorrichtung einen feststehenden
Hauptständer 17 auf, dessen Oberteil mit zwei parallelen Führungsstangen 18 a und
18 b versehen ist, deren Achsen in der waagerechten Bewegungsebene der gefalteten
Folie 1 liegen, die aus der Faltvorrichtung gemäß Fig. 4 und 5 austritt. Auf diesen
Stangen sind das bewegliche Gestell 19 mit den Haltern 11 und 12 der Blätter 9 und
10 sowie die Hülsen 20 und 21 für die Formeisen 7 und 8 in waagerechter Richtung
verschiebbar gelagert.
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Zum Antreiben der Organe ist ein Motor 22 vorgesehen, der über ein
Schneckengetriebe 23, 24 seine Bewegung an eine Welle 25 überträgt, die in mit dem
Ständer 17 verbundenen Lagern 26, 27 und 28 drehbar gelagert ist. Auf der Welle
25 sitzt eine Rurvenscheibe 29, die die Bewegungen der Formeisen 7 und 8 steuert,
sowie eine Trommel 30 zum Steuern der Blatthalter 11 und 12 und der Exzenter31,
der dem beweglichen Gestell 19 seine sinusförmige Bewegung erteilt.
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Die Kurvenscheibe 29 arbeitet mit einer Rolle 32 zusammen, die auf
einem senkrecht verschiebbaren Stößel 33 angebracht ist und dessen Unterteil durch
eine Gabel 33a die Nabe der Kurvenscheibe 29 umgreift. Das obere Ende des Stößels
33 ist mit zwei symmetrischen Hebeln 34, 35 verbunden, die unter dem beweglichen
Gestell 19 schwenkbar gelagert sind und mit den Hülsen 20 und 21 der Formeisen verbunden
sind.
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Die Trommel 30 wirkt auf eine Rolle36, die am unteren Ende eines
Hebels 37 angebracht ist. Der Hebel 37 ist auf einem Ausleger 38 schwenkbar gelagert,
und sein oberes Ende ist mit zwei symmetrischen Stangen 39, 40 verbunden, deren
andere Enden mit den Blatthaltern 11 und 12 verbunden sind. Letztere sind im beweglichen
Gestell 19 durch schräge Führungsnuten 15 a, 15 b und 16 a, 16 b der Seitenarme
19 a, 19 b dieses Gestells beweglich gelagert.
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Der Exzenter wirkt seinerseits auf das gegabelte Ende 41 a eines
auf einem feststehenden Träger 42 schwenkbar gelagerten Winkelhebels 41, dessen
anderes Ende mit dem beweglichen Gestell 19 verbunden ist.
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Mit Hilfe dieser Vorrichtung, die nach dem vorbeschriebenen Zyklus
arbeitet, kann jede zickzackförmige Struktur kontinuierlich hergestellt werden,
die
aus Parallelogrammen irgendwelcher Abmessungen besteht, unter der Bedingung,
daß die Umhüllungsflächen dieser Struktur eben und parallel sind. Die Ausbildung
der Vorrichtung ermöglicht ebenfalls die Bildung von abgerundeten zickzackförmigen
Strukturen, da diese nichts anderes sind als aus gleichen und symmetrischen Parallelogrammen
bestehende Strukturen, die zwei krummlinige parallele Seiten aufweisen, weil die
Kantenlinien solcher Strukturen abgerundet sind. Die verschiedenen Organe der Vorrichtung
arbeiten in diesem Fall auf genau dieselbe Weise. Selbstverständlich müssen jedoch
das Profil der Blätter 9 und 10 und der vordere Innenumriß des Formeisens 8 der
Bogenform angepaßt sein, die an Stelle der Falte an den entsprechenden Punkten der
Struktur vorhanden ist.
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Die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Anwendung der Erfindung
zur Bildung von aus gleichen und symmetrischen Trapezen bestehenden zickzackförmigen
Strukturen, deren Umhüllungsflächen aus gleichachsigen Zylindern bestehen, d. h.
von zickzackförmigen Strukturen, die sich als Rohre darstellen, wie sie z. B. zur
Herstellung von Filterpatronen benutzt werden.
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In der Folge ist zunächst angenommen worden, daß die zu bildende
Struktur drei Schenkel aufweist. Nur die letzten Figuren beziehen sich auf eine
normale Zickzackformung mit einer größeren Anzahl von auf dem Umfang des Rohres
verteilten Schenkeln, z. B. auf eine Zickzackformung mit zweiundzwanzig Schenkeln.
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Die in den Fig. 16 und 17 in Ansicht bzw. Draufsicht dargestellte
rohrförmige Struktur wird aus einem rohrförmigen Prisma mit drei gleichen Flächen
erzeugt, welches seinerseits aus einem Zylinder gebildet wird, der nach einem der
später beschriebenen Verfahren erhalten wird und mit Hilfe von in der Folge beschriebenen
Mitteln in ein regelmäßiges sternförmiges Prisma umgewandelt worden ist. Der oberhalb
der Ebene Z2-Z2, befindliche Teil der Fig. 16 stellt das sternförmige Prisma vor
der Zickzackformung dar, während der zwischen denEbenenZ2-Z2' und Z3-Z3, befindliche
Teil eine Reihe der Falten der zickzackförmigen Struktur im Laufe der Arbeit ist
und der unterhalb der Ebene Z3-Z3, befindliche Teil mehrere Reihen von fertigen
Falten der zickzackförmigen Struktur darstellt.
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Aus den Fig. 16 und 17 ist ersichtlich, daß alle Querschnitte, die
durch die Ebenen Z3-Z Z4-Z4, bestimmt sind, identisch sind und die Proj ektion j
k 1 v n p ergeben. Desgleichen sind die Querschnitte W.l-EY2', U'4- V4, alle identisch
und ergeben die ebene Projektion j' k' 1' m' ;i' p'. Beide Projektionen sind selbstverständlich
gleich, aber umgekehrt.
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Es geht daraus hervor, daß beim senkrechten Aufrichten nach dem Querschnitt
Z3-Z3, eines gefalteten Elements, wie z. B. j'k'l'lk j, dieses Element die Flanke
annimmt, derenProjektion k list. Das gleiche gilt für die beiden anderen Elemente
1' m' n' lt lii 1 und z' p' j' j p 11, die demselben horizontalen Querschnitt angehören,
so daß jedes Element der aufgewickelten Zickzackformung sich nach den drei Flanken
desselben waagerechten Abschnittes eines rohrförmigen Prismas aufrichtet, dessen
ebene Spur j k l ç p sein kann. Die Höhe jedes Abschnittes dieses Prismas zwischen
zwei Ebenen Z1-Z,' und W,-W1' (Fig. 16) gleicht dem Abstand zwischen zwei kleinen
Falten der Zickzackform.
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Daraus ist ersichtlich, daß die Fig. 16, die, wie bereits gesagt,
ein solches Prisma oberhalb der Ebene
Z2-Z2, mit einer angefangenen
Zickzackform zwischen den Ebenen Z2-Z2' und 73-Z3' und einer endgültigen Zickzack
form zwischen Z3-Z3, und Z4-Z4, darstellt, grundsätzlich richtig ist. In Wirklichkeit
trifft dies jedoch nicht ganz zu, da die geraden Kanten des Prismas nicht die Umrissej;',
II', n n' der zickzackgeformten Struktur bilden. Während der Verformung findet tatsächlich
eine leichte Verlagerung der Kanten des Prismas in der einen oder der anderen Richtung
statt, und zwar um den auf halber Höhe jedes durch die Ebenen Zl-Zl' und W,-W,'
begrenzten Abschnitts befindlichen zentralen Punkt (Fig. 16). Die sechs geringen
entgegengesetzten halben Verlagerungen, die beiderseits der mittleren Ebene jedes
Abschnitts auf den drei Kanten des Prismas stattfinden, gleichen sich gegenseitig
aus, so daß schließlich das rohrförmige Prisma eine Fläche besitzt, die ganz genau
der Summe der kreisförmigen Zickzackstrukturen entspricht.
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Aus diesen Betrachtungen ist leicht zu verstehen, daß die kreisförmige
Zickzackformung durch ein abschnittsweises Falten im entsprechenden Sinne eines
rohrförmigen Prismas erfolgen kann, welches ein geeignetes Profil aufweist. Aus
den Fig. 16 und 17 geht hervor, daß die dargestellte kreisförmige Zickzackformung
sich aus dem Transport in die Ebenen %-W2) %-W31 und W4-W41 derjenigen Querschnitte
des Prismas ergibt, die ursprünglich im gleichen Abstand der Querschnitte Z2-Z21,
Z3-Z3,, Z,-Z,' standen.
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Es zeigt sich jedoch, daß sich die gebrochenen Spuren j k I des Prismas
während des Faltens auf der Höhe der Querschnitte wie W2-W2' in j' k' I' verwandeln,
weil sich zwischen k und k' eine schräge Falte bildet, damit beide Hälften der Flanke
aufeinanderliegen können. Da sich die Segmentejp, 1 k und n m während des Transportes
parallel zu sich selbst bewegen, kommt der Punkt" nach p', während k" nach k' und
gn" nach m' kommt. Die Längenunterschiede zwischen j p" und j' p', I k" und l' k'
und n und n' m' sind gerade diejenigen, die sich aus dem Zusammenfall der geradlinigen
Kanten des Prismas in horizontaler Projektion und der durch die Umfangsfalten der
Zickzackform gebildeten gebrochenen Linien ergeben.
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Aus dem vorher Gesagten geht hervor, daß die für die kreisförmige
Zickzackformung einer faltbaren Folie unbestimmter Länge und gleichbleibender Breite
erforderlichen Mittel so ausgebildet werden müssen, daß folgende Vorgänge hintereinander
stattfinden: Bildung eines zylindrischen rohrförmigen Stranges oder Körpers unbestimmter
Länge, Umwandlung dieses Körpers in ein sternförmiges Prisma mit der gewünschten
Schenkelanzahl, eigentliche Zickzackformung.
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Das kontinuierliche Erzeugen eines rohrförmigen Körpers bietet keine
besondere Schwierigkeit. Der zur Verfügung stehende Raum muß jedoch verhältnismäßig
groß sein, da die zur Herstellung von Filterpatronen geeigneten durchlässigen Bahnen,
insbesondere aus Papier, bei den notwendigen großen Breiten empfindlich sind und
weder zerknittert noch ausgedehnt werden dürfen.
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Zu dieser Arbeit kann insbesondere eines der vier folgenden Verfahren
verwendet werden: Das erste, in Fig. 18 schematisch dargestellte Verfahren ist das
einfachste und stellt in Wirklichkeit keine kontinuierliche Arbeitsweise dar. Aus
dem sich von der Rolle 52 abwickelnden Band 51 werden Querstücke geeigneter Länge
abgetrennt, die an ihren Rändern entlang einer Mantellinie zusammen verbun-
den werden,
so daß einzelne rohrförmige Elemente 53a, 53b, 53c usw. entstehen, die anschließend
endweise zusammen verbunden werden.
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Nach dem zweiten, in Fig. 19 dargestellten Verfahren wird aus der
Rolle 52 eine ausreichende Länge des Bandes 51 abgewickelt, damit dieses Stück in
Längsrichtung so umgebogen werden kann, daß seine Ränder in 54 zusammentreffen.
Die Ränder werden an dieser Stelle durch eine geeignete Vorrichtung zusammen verbunden.
Eine solche Vorrichtung besteht z. B. aus einem durch einen Ausleger 56 gehaltenen
Amboß 55, der in die gerollte Bahn eindringt, und aus einem äußeren Verbindungsorgan,
z. B. einer Rändelscheibe 57. Der rohrförmige Körper 53 tritt anschließend durch
eine kreisförmige Führung 58 hindurch und wird in 59 abgenommen.
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Das dritte Verfahren gemäß Fig. 20 ist dem vorerwähnten ähnlich.
Jedoch wird der rohrförmige Körper aus zwei Streifen 51 a und 51b gebildet, die
von zwei parallelen Rollen 52 a, 52b abgenommen und symmetrisch umgebogen werden,
bis deren gegenüberliegende Ränder zusammentreffen und mit Hilfe von Vorrichtungen55
bis 57 zusammen verbunden werden, die derjenigen gemäß Fig. 19 ähnlich sein können.
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Das fertige Rohr 53 weist in diesem Fall zwei entgegengesetzte Längsnähte
auf. Die zur Durchführung dieses Verfahrens erforderliche Anlage ist natürlich bedeutend
kleiner als die vorherige, da das Umbiegen der beiden symmetrischen Bänder bis zur
halbzylindrischen Form auf einer bedeutend geringeren Länge erfolgen kann als das
Umbiegen eines einzigen Bandes zu einem vollständigen Zylinder.
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Nach dem vierten Verfahren gemäß Fig.21 wird das aus der Rolle 52
kommende Band 51 schraubenförmig umgewickelt, und zwar je nach der Breite des Bandes
und dem Durchmesser des zu bildenden rohrförmigen Körpers 53. Zu diesem Zweck wird
die Folie um die geometrische Achse des zu bildenden Rohres durch eine drehbare
Scheibe 60 in Drehung versetzt, die mit einem einstellbaren Halter 61 verbunden
ist, der die Lager der Rolle 52 trägt. Das Zusammenfügen der Ränder des schraubenförmig
umgewickelten Bandes erfolgt wie bei den Beispielen gemäß Fig. 19 und 20 mit Hilfe
einerRändelscheibe57, die mit einem inneren Organ 55 zusammenwirkt, welches im vorliegenden
Fall mit der Welle 62 der Scheibe 60 verbunden ist und sich mit dieser dreht. Dieses
letzteVerfahren erfordert kompliziertere Einrichtungen als die vorherigen Verfahren,
bietet jedoch den Vorteil, daß mit einer begrenzten Anzahl von Bändern normaler
Breite rohrförmige Körper jeglichen Durchmessers erzeugt werden können. Dazu genügt
es, den Gang der Schraube in Abhängigkeit des Durchmessers des zu bildenden Rohres
zu verändern. Durch dieses Verfahren wird praktisch jeder Abfall und Materialverlust
vermieden.
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Das Zusammenfügen der Ränder des Bandes oder der Bänder (Fig. 20)
kann mit Hilfe verschiedener Mittel, je nach der Art des das Band bildenden Materials,
z. B. durch Kleben, Nähen, Schweißen, Falzen usw., durchgeführt werden.
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Die Umwandlung des nach einem der vorerwähnten Verfahren erhaltenen
zylindrischen Rohres in ein sternförmiges Prisma gleichen Umfangs bietet in der
Praxis keine große Schwierigkeit. Dazu genügt es, auf die Außenwand des Rohres,
entlang der Mantellinie dieses Rohres, so viele drehbare Rollen in unter sich gleiche
Winkel einschließende radiale Ebenen zur Wirkung zu bringen, wie das fertige Prisma
Schenkel aufweisen muB, und innerhalb der rohrförmigen Wand
eine
Stachelwalze mit der gleichen Anzahl von Kanten axial anzuordnen, damit die Formen
und die Spannung der Flanken des Prismas aufrechterhalten werden.
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Die Fig. 22 und 23 stellen schematisch in Ansicht bzw. in Draufsicht
eine solche Vorrichtung dar, die zur kontinuierlichen Bildung eines dreischenkeligen
rohrförmigen Prismas gemäß Fig. 16 und 17 geeignet ist. Mit 63 a, 63 b, 63 c sind
die drei sternförmig angeordneten Formrollen bezeichnet, zwischen welchen sich der
rohrförmige Körper 53 in Richtung des Pfeiles F axial bewegt. Diese Rollen werden
im Sinne der Pfeile / um ihre eigenen Achsen durch eine Antriebsscheibe 64 in Drehung
versetzt, die eine mittlere Öffnung 64a für den Durchgang des rohrförmigen Körpers
53 aufweist und mit einer Schraubenverzahnung versehen ist, mit welcher entsprechende
Zahnungen der genannten Rollen kämmen. In 53a im Oberteil der Fig. 22 ist der rohrförmige
Körper noch zylindrisch; in 53 b am Austritt der Scheibe 64 ist er sternförmig geworden,
weil die drei Rollen 63, 63 b, 63 c die konkaven Falten auf die drei Kanten eines
Leistendornes 65 allmählich gespannt haben. Die sehr kleinen Längenunterschiede,
die zwischen den konkaven und den konvexen Falten des rohrförmigen Zwischenabschnittes,
des anfänglichen Kreisquerschnittes und des fertigen Sternquerschnittes bestehen,
werden ohne Schwierigkeit am Austritt der Rollen an der Stelle, wo die Ränder des
Prismas nicht mehr konvergierend sind, durch eine sehr geringe Verdrehung der Falten
ausgeglichen, die selbsttätig stattfindet und der nicht entgegengewirkt werden darf.
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Die Zickzackformung des so erzeugten sternförmigen Prismas, welches
genau die Form gemäß Fig. 16 und 17 aufweist, erfolgt anschließend maschinell auf
folgende Weise (Fig. 24 bis 29): Unter der gleichzeitigen Wirkung der den zylindrischen
rohrförmigen Körper bildenden Vorrichtung und der das sternförmige Prisma bildenden
Rollen schreitet das Prisma mit einer bestimmten Geschwindigkeit laufend vor. Es
tritt zuerst (Fig. 24 und 25) in ein erstes sternförmiges Formeisen 66 und nimmt
dabei die asymmetrische Form jklYnizp an, die an Hand der Fig. 17 beschrieben wurde
und die sich nur sehr wenig von der durch die Rollen erteilten symmetrischen Form
unterscheidet. In einem Abstand unterhalb der Innenfläche des Formeisens 66, der
gleich zwei Höhen der Querfalten ist, befindet sich ein zweites Formeisen 67, dessen
Profil so bemessen ist, daß die Falten der kreisförmigen Zickzackstruktur während
ihrer Bildung mit einer gewissen diametralen Spannung in dieses Profil eindringen.
Zwischen beiden Formeisen sind in gleichem Abstand von deren gegenüberliegenden
Flächen drei Blätter 68, 69, 70 angeordnet, die das gewünschte Winkelprofil aufweisen
und sternförmig auf einem feststehenden Halter sitzen, der in der Folge beschrieben
wird und die erforderlichen Antriebsorgane trägt.
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In den Fig. 24 und 25 sind die Blätter 68, 69 und 70 voll ausgezogen
in der angehobenen Stellung, die sie beim Beginn eines Zyklus innehaben, und gestrichelt
in derjenigen Stellung dargestellt, die sie annehmen, wenn sie radial bis zur Berührung
mit den drei Flanken des Prismas entlang jp", lk" und rDm" vorgerückt sind. Am gleichen
Punkt des Zyklus haben sich die drei Blätter von den im Laufe des vorherigen Zyklus
gebildeten Falten entfernt, so daß sich diese Falten axial ungestört gegeneinanderpressen
können.
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Die Fig. 26 und 27 stellen die Stellungen der vorerwähnten Organe
dar, wenn die drei Blätter 68, 69,
70 die Flankenteile j p", I k" und lt m" seitlich
in Richtung auf die Flanken j' p', I' k' und n' m so weit verschoben haben, daß
die gebildeten Falten stark ausgeprägt sind. Währenddessen haben sich die zwei Formeisen
66 und 67 entsprechend der axialen Verschiebung der Querfalten symmetrisch den Blättern
genähert, so daß die Formeisen die entsprechenden Abschnitte des rohrförmigen Prismas
genau begleiten.
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Die Stellungen der verschiedenen Organe am Ende des Zyklus gehen
aus den Fig. 28 und 29 hervor. Die Blätter 68, 69, 70 haben die Falten vollständig
freigegehen, und die gegenüberliegenden Flächen der Formeisen 66 und 67 haben sich
den Blättern bis zu einer Endstellung genähert. Der Zyklus ist beendet und kann
sich wiederholen, sobald die Formeisen und die Blätter die Anfangsstellungen gemäß
Fig. 24 und 25 wieder angenommen haben. Unter dem Druck des Prismas haben sich inzwischen
die zwei zuletzt gebildeten Falten ausgeprägt und sind in das Formeisen 67 eingetreten.
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Die Fig. 30 und 31 stellen in axialem, senkrechtem Halbschnitt bzw.
in Ansicht die Hauptteile einer Maschine dar, die für die kontinuierliche Bildung
einer kreisförmigen Zickzackstruktur mit zweiundzwanzig Umfangsschenkeln nach dem
vorbeschriebenen Zyklus ausgestaltet ist.
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In dieser Ausführungsform ist das zur Aufnahme des anfänglichen Sternprismas
bestimmte Formeisen 66 mit einer Scheibe 71 verbunden, während das die fertige Zickzackstruktur
aufnehmende Formeisen 67 mit einer anderen Scheibe 72 verbunden ist. Die zweiundzwanzig
Faltblätter 73 sind gleichmäßig um die mittlere Achse der Vorrichtung verteilt und
auf einer kreisförmigen feststehenden Platte 74 angeordnet, die mit einem Ständer
75 verbunden ist. Jedes Blatt 73 ist mit zwei Längsnuten73a, 73b versehen, in welche
Führungsschrauben 76, 77 eingreifen, die zur Befestigung der Blätter 73 im gewünschten
Abstand auf zwei winkelversteilbaren Ringen 78, 79 dienen, die auf der feststehenden
Platte 74 angeordnet sind. Jedes Blatt 73 ist außerdem mit einem Ansatz 80 versehen,
der in eine der zweiundzwanzig spiralförmigen Nuten 81 eines dritten beweglichen
Ringes 82 eingreift, der auf der Platte 74 zwischen den Ringen 78 und 79 angeordnet
ist.
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Es ist durch diese Anordnung möglich, bei einer geeigneten Kombination
der den drei Ringen 78, 79 und 82 auf der Platte 74 erteilten Winkelbewegungen die
Blätter 73 solche Bewegungen ausführen zu lassen, daß diese den Vor- und Rückbewegungen
sowie den seitlichen Verschiebungen des vorbeschriebenen Zyklus entsprechen. In
der Praxis können Winkelverstellungen sehr geringer Amplitude der drei Ringe durch
drei miteinander verbundene Pleuelstangen gesteuert werden, die ihrerseits von drei
verschiedenen Rurvenscheiben geeigneten Profils angetrieben werden, die sich zusammen
auf derselben Antriebswelle drehen.
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Eine schematische Ausführungsform dieser Anordnung, die in den Fig.
30 und 31 nicht dargestellt ist, wird in der Folge erläutert.
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Die Formeisen 66 und 67 sind axial zu- und voneinander durch einen
vierten Ring 83 bewegt, der auf der Platte 74 winkelverstellbar ist und mit z. B.
sechs Umfangsschrägen versehen ist. Diese sechs Schrägen sind gleichmäßig am Umfang
des Ringes in zwei abwechselnden gleichen Reihen verteilt und wirken auf die Scheiben
71 und 72 über zwei Reihen von je drei Rollen 84 und 85 (Fig. 32 und 33), die in
mit diesen Scheiben verbundenen Zugstangen 86 und 87 gelagert sind. Die Rückholfedern
88 und 89 bewirken das Andrücken
der Rollen 84 und 85 auf die entsprechenden
Schrägen des Ringes 83 sowie die Rückwärtsbewegungen dieser Organe. Der Ring 83
ist ähnlich wie die Ringe 78, 79 und 82 durch eine Pleuelstange in Winkeldrehung
versetzt, die unter der Wirkung einer vierten, auf derselben Antriebswelle angeordneten
Kurvenscheibe steht Die Vorrichtung für die Zickzackformung mit zweiundzwanzig Schenkeln
arbeitet ganz genau nach dem vorbeschriebenen Zyklus. Unter der Wirkung der für
jeden Zyklus eine Umdrehung beschreibenden Kurvenscheiben erteilen die von der Platte
74 getragenen Ringe den beiden Formeisen 66 und 67 sowie den zweiundzwanzig Blättern
73 sämtliche Bewegungen des Zyklus.
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Die Fig. 34 ist eine schematische Gesamtansicht in kleinerem Maßstab
einer vollständigen Anlage zum kreisförmigen Zickzackformen, die aus einer Vorrichtung
zur Bildung des rohrförmigen Anfangskörpers, aus einer Vorrichtung zum Umwandeln
dieses Körpers in ein sternförmiges Prisma und aus der eigentlichen Zickzack-Formvorrichtung
besteht, wobei diese Vorrichtungen senkrecht zwischen zwei Stockwerken eines Gebäudes
verteilt sind.
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Im oberen Stockwerk befindet sich die Vorrichtung zum Erzeugen des
zylindrischen rohrförmigen Körpers, die gemäß Fig. 21 ausgebildet ist. Auf dem Boden
90 ist eine feststehende Bühne 91 angeordnet, auf welcher die kreisförmige Drehscheibe
60 mit den Lagern der Rolle 52 des Bandes 51 läuft. Die Drehscheibe 60 ist auf einer
Nabe92 der Bühne 91 zentrisch gelagert. Die Nabe 92 liegt gegenüber einer Öffnung
90 a des Bodens 90. Die Drehscheibe 60 wird von einer im unteren Stockwerk vorgesehene
Welle 93 iiber einen Riemen 94 und eine Schnecke 95 angetrieben, die mit einer entsprechenden
Verzahnung 60 a am Umfang der Scheibe 60 kämmt. In geeignetem Abstand oberhalb der
Rolle 52 ist eine frei drehbare Umlenkwalze 96 angeordnet, die über nicht dargestellte
Mittel mit der Scheibe 60 verbunden ist und die das Band 51 in Richtung auf die
Achse der Scheibe 60 führt, wo die schraubenförmige Wicklung des Bandes erfolgt.
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Das Band wird mit der gewünschten Geschwindigkeit durch eine Zuführungswalze
97 angetrieben, deren Neigung dem Gang der Aufwicklungsspirale entspricht und die
über eine Drehkupplung98 und ein ortsfestes Zahnrad 99 angetrieben wird, dessen
Achse auf der Decke 100 befestigt ist. Die Walzen 96 und 97 sind selbstverständlich
schwenkbar gelagert. Auf einer axialen Stange 101 sitzt die Stachelwalze 65 gemäß
Fig. 22 und 23, deren Oberteil zur Bildung des rohrförmigen Körpers und deren Unterteil
zur Bildung des sternförmigen Prismas dient. Das schraubenförmige Zusammenfügen
der Ränder des Bandes erfolgt kontinuierlich in 57 mit Hilfe eines der vorerwähnten
Mittel (Kleben. Nähen, Schweißen, Heften usw.).
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Im unteren Stockwerk wird mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß Fig.
22 und 23 durch die von der Scheibe 64 angetriebenen Rollen 63 das sternförmige
Prisma gebildet. Zum Antrieb der Scheibe 64 dient die Welle 93, die über einen Riemen
102 eine mit der Stirnverzahnung der Scheibe 64 kämmende Schnecke 103 antreibt.
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Unterhalb der Scheibe 64 tritt das sternförmige Prisma in die Zickzack-Formvorrichtung
ein, die gemäß Fig. 30 und 31 aus der Scheibe 71 mit dem sternförmigen Formeisen,
aus der Platte 74 mit den Blättern und aus der Scheibe 72 mit dem Formeisen für
die fertige kreisförmige Zickzackstruktur besteht. Mit 104 ist eine der Pleuelstangen
bezeichnet, die die
Winkelbewegungen der von der Platte 74 getragenen Ringe steuert.
Zum Antrieb der Pleuelstangen dienen die auf einer gemeinsamen Welle 106 sitzenden
Kurvenscheiben 105. Die Welle 93 treibt über einen Riemen 107 und ein Schneckengetriebe
108 die Welle 106 an.
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Die Zickzackstruktur tritt in Form eines Stranges mit kreisförmigem
Querschnitt 109 aus dem Unterteil der Vorrichtung hinaus und wird von einer Rinne
110 aufgenommen, an deren Ende ein bewegliches Kreissägeblatt 111 angeordnet ist.
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Die verschiedenen Mechanismen der Vorrichtung werden vorzugsweise
von einem gemeinsamen Motor angetrieben, der die Drehscheibe60 antreibt, so daß
eine genaue Proportionalität zwischen der Zickzackformung und dem Wickeln des Bandes
51 gewährleistet wird. Es ist andererseits vorteilhaft, unmittelbar vor der Formvorrichtung
ein Sicherheitsgerät vorzusehen, wie z. B. ein Wechselgetriebe, welches zur Aufgabe
hat, die Drehgeschwindigkeit der Kurvenscheibenwelle 105 mit der tatsächlichen Eindringtiefe
des sternförmigen Prismas in das entsprechende Formeisen der Scheibe 71 jederzeit
in Einklang zu bringen.
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Durch geeignete Kombination der beschriebenen Vorrichtungen ist es
selbstverständlich möglich, die Anlage mit waagerechter anstatt mit senkrechter
Achse, wie in Fig. 34 dargestellt, anzuordnen.
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Die Fig. 35 bis 39 beziehen sich auf eine veränderte Ausführungsform
einer Vorrichtung für die Bearbeitung von einer sich als flacher Bahn darstellenden
zickzackförmigen Struktur.
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Gemäß Fig. 35 weist eine solche Vorrichtung im wesentlichen einen
Ständer 112 auf, dessen waagerechte Auflagefläche einen unteren Zickzackrost 113
trägt. Oberhalb dieses unteren Rostes liegt ein paralleler Oberrost 114, der mit
Hilfe eines z. B. hydraulischen Druckorgans 114a auf senkrechten Säulen 115 derart
verschiebbar gelagert ist, daß er abwechselnd dem Unterrost 113 genähert oder von
ihm entfernt werden kann.
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Jeder Rost besitzt zwei seitliche Längsträger 116, die je zwei gegenüberliegende
parallele Führungen 116a, 116b für eine Vielzahl von wechselweise angeordneten Stützbiättern
117 und Formblättern 118 bilden, wie aus der schematischen Draufsicht nach Fig.
36 und aus den Einzelansichten nach Fig. 37 bis 39 für den Unterrost ersichtlich
ist. Die Stützblätter 117 und die Formblätter 118 weisen eine gleichgezahnte Kante
auf, in welcher das Profil jedes Zahnes demjenigen einer Welle des zu formenden
Bandes entspricht, das nach einem der später beschriebenen Verfahren vorgefaltet
wird.
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Aus der folgenden Beschreibung geht hervor, daß die Formblätter 118
die gleiche Funktion wie die Blatthalter 11, 12 gemäß Fig. 8 bis 15 ausüben und
daß die Zähne dieser Formblätter den Blättern 9 und 10 entsprechen, während die
Stützblätter 117 die Aufgabe der Formeisen 7 und 8 übernehmen. Daraus ergibt sich,
daß die Stützbläfter 117 jedes Rostes während der Zickzackformung infolge einer
parallelen Verschiebung näher aneinanderkommen müssen, während sich die dazwischenliegenden
Formblätter 118 zur Bildung der zickzackförmigen Falten in Anwendung der an Hand
der Fig. 8 bis 13 beschriebenen Lehre querbewegen müssen.
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Zu diesem Zweck sind die jeden Rost bildenden Blätter 117 und 118
nacheinander durch eine Kette aus doppelten Gliedern 119 unter sich verbunden (Fig.
37 bis 39), deren Anzahl derjenigen der Blätter
entspricht und
deren Gelenlçachsen 120 abwechselnd mit den Blättern 117 und 118 durch an die Enden
der Blätter angeschweißte Kappen 121, 122 verbunden sind. Die Führungen 116b für
die Formblätter 118 sind jenseits der vom Rost in seinem Ruhezustand angenommenen
Anfangsstellung mit Schrägen 116c versehen, die auf jeder Führung durch die Punkte,
r2 begrenzt sind und in zur Richtung der Führungen 116 b paralleleTeile 116d übergehen
(Fig. 36 und 37) Wird der Rost in Richtung des Pfeiles F nach Fig. 36 z. B. mittels
eines nicht dargestellten Kolbens verschoben, dann bewegen sich die Stützblätter
117 in den Führungen 116a parallel zu sich selbst (Fig. 38), während die Formblätter
118 durch die Schrägen 116 c zwischen r1 und r. quer verschoben werden, was iiber
die Glieder 119 eine schräge Bewegung hervorruft, die die Blätter 117 näher an die
Blätter 118 heranbringt. Nachdem sämtliche Blätter die Schrägen 116c überschritten
haben, kommen sie in den kleinen Raum zwischen den Punkten r2 und dem Hinterende
der Längsträger 116.
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Die Zickzackformung erfolgt demnach auf folgende Weise: Auf den Unterrost
113 wird in der Stellung gemäß Fig. 36 ein Element des gemäß Fig. 40 gewellte ten
Bandes gelegt, dessen regelmäßige Wellen das gleiche Profil besitzen wie die Zähne
der Blätter 117 und 118 in welche sich diese Wellen einlegen, wie unter 123 in Fig.
38 vollgestrichelt angedeutet ist. Der Oberrost 114 wird dann mit Hilfe des Druckorgans
114a abgesenkt (Fig. 35), wobei die Zähne der Blätter 117 und 118 ihrerseits die
Falten des Bandelements 123 so umgreifen, daß diese Falten zwischen beide Roste
geklemmt werden (Fig. 38). Darauf werden beide Roste auf den Führungen vermittels
des zu diesem Zweck vorgesehenen, nicht dargestellten Kolbeins verschoben. Nach
Überschreiten der Schrägen 116c werden die Formblätter 118, wie oben heschrieben,
seitlich verschoben und nähern sich gemäß Fig. 39 den Stützhlättern 117, so daß
die Zickzackstrukturen reihenweise in die Wellen des Bandelementes 123 ein gedrückt
werden. Die Zickzackformung ist dann be endet, wenn sämtliche Blätter die Schrägen
116 c passiert haben und in den Raum zwischen den Punkten r2 und dem hinteren Ende
der Längsträger 116 gelangt sind. Das Bandelement 123 weist dann die Gestalt nach
Fig. 41 auf und wird durch Anheben des Oberrostes 114 in der Stellung gemäß Fig.
35 freigegeben.
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Die Vorrichtung zum Querwellen gemäß Fig. 42 bis 46 kann in Verbindung
mit der vorbeschriebenen Zickzack-Formvorrichtung zur Ausrüstung einer vollständigen
Maschine verwendet werden, die zur gleichzeitigen Durchführung von Zickzackverforinungen
mit Querwellen von mehreren aufeinanderliegenden Bändern geeignet ist.
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Im dargestellten Beispiel weist die Vorrichtung fünf Bandrollen 124a,
124b, 124c, 124d, 124e auf, die in auf einem gemeinsamen Sockel 126 angeordneten
Trägern 125 a, 125b, 125 c, 125d, 125 e frei drehbar gelagert sind. Die von den
Rollen durch zwei Paare von Querwellwalzen 128, 129 abgezogenen Bänder 127a 127b,
127c, 127d, 127e laufen auf Umleitwalzen 130 a, 130 b, 130 c, 130d, 130 e, deren
Achsen in derselben waagerechten Ebene liegen, so daß die fünf Bänder aufeinanderzuliegen
kommen. Die Bänder werden anschließend von zwei Druckzylindern 131, 132 zusammengepreßt,
bevor sie zwischen die Falzwalzen gelangen.
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Die Querwellwalzen 128, 129 besitzen auf ihrem Umfang gleichmäßig
verteilte Rollen 133 (Fig. 46), die parallel zu den Achsen der Walzen angeordnet
und
zur Bildung der Querfalten auf die aufeinanderliegenden Bänder bestimmt sind.
Der aus den Walzen 128, 129 austretende, gefaltete Körper dringt in einen Kanal
134 unter Zurückschieben eines pneumatischen Kolbens 135 ein, der als Feder in diesem
Kanal wirkt (Fig. 44). Der Aufnahmekanal 134 sitzt mit dem Kolben 135 auf einer
Platte 136, die auf einem die Falzwalzen 128, 129 tragenden Ständer 137 federnd
ge lagert ist. Zwischen den beiden Teilen jeder Faltwalze verbleibt ein freier Raum,
in welchen eine Verläng rung 134 a des Aufnahmekanals eingreift (Fig. 45).
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Diese Verlängerung hat zur Aufgabe, die gebildeten Falten zu erfassen,
damit sie nicht durch eine der Rollen 133 in Drehung mitgenommen werden.
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Oberhalb des Aufnahmekanals 134 ist eine Schneide 138 angeordnet,
die durch einen Schlitz 134b des Kanals zum Abtrennen des gefalteten Bandes nach
Erreichen der gewünschten Faltenanzahl abgesenkt wird.
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Nach dem Abtrennen wird das gefaltete Element durch einen seitlich
angeordneten Kolben 139 nach der Seite ausgeworfen und kommt in die strichpunktierte
Endstellung 140 gemäß Fig. 45. Beim Rücklauf des Kolbens 139 in seine Anfangsstellung
wird die Schneide 138 vom Kasten 134 angehoben. Der Kolben 135 kommt dabei den inzwischen
gebildeten Falten entgegen.
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Somit werden gefaltete Bandabschnitte in fünffacher Stärke erhalten,
die von Hand oder maschinell zwischen die Roste 113 und 114 des vorbesehriebenen
Mechanismus einzeln so angelegt werden, daß deren Falten die Zähne der Rostblätter
umgreifen. Nach Beendigung der Zickzackformung, Entnahme der fünf zickzackförmigen
Strukturen und Rückkehr der Roste 113 und 114 in ihre Anfangsstellung ist die Zickzack-Formvorrichtung
zur Aufnahme des um dieselbe Zeit von der Wellvorrichtung ausgeworfenen fünffachen
Bandabschnittes bereit. Eine einzige Person kann somit von Hand mit einer sehr hohen
Leistung die Herstellung von zickzackförmigen Strukturen erzielen, bei welchen die
großen Flankenwellen quer zur Richtung der Ausgangsbänder liegen.
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Die Fig. 47a, 47b, 48a, 48 b, 49 und 50 beziehen sich auf eine Maschine
zur kontinuierlichen Zickzackformung ohne Eingreifen von Hand, von Bändern unbestimmter
Länge, in welchen Flankenwellen in der Längsrichtung gebildet werden. Obwohl aus
diesen Figuren nur ein Band ersichtlich ist, könnte die dargestellte Maschine ebensogut
die gleichzeitige Zickzackformung mehrerer aufeinanderliegender Bänder ausführen.
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Die Maschine weist die in einem Halter 142 ge lagerte Rolle 141 auf,
von welcher sich das zu verformende Band 143 abwickelt. Dieses läuft zunächst unter
einer Umleitwalze 144 und um eine waagerechte Leiste 145 herum, deren vordere Kante
abgerundet ist. Das Band wird dann von zwei Reihen von endlosen Riemen 146, 147
erfaßt, die sich auf Endrollen 148, 149 und auf Zwischenrollen 150a, 150b, 150c
abstützen. Die Rollen sind in einem auf dem Ständer 152 befestigten Gestell 151
gelagert. Die Riemen sind von den Rollen 148 in Richtung auf die Rollen 149 konvergierend
angeordnet, wie aus Fig. 48 a und 48b ersichtlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform
bestehen die Riemen 146, 147 aus Drahtfedern mit aneinanderstoß enden Windungen,
die in Umfangsrillen der End- und Zwischenrollen geführt sind, wie die Fig. 50 im
größeren Maßstab zeigt.
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In der Nähe der Endrollen 149 ist das Band 143 bereits längsgefaltet.
Die Faltung ist jedoch unregelmäßig, da sich die konvergierenden Falten nicht von
selbst
in parallele Falten ohne eine gewisse Unordnung umwandeln können. Hinter den Riemen
146, 147 ist ein querliegendes Formeisen 153 angeordnet, welches abwechselnd nach
oben und nach unten ge richtete kleine Federn 154 a, 154b trägt, die in die Falten
des Bandes 143 eingreifen und diese einwandfrei ordnen. Nach Durchlaufen der Federn
154a, 15413 tritt das gefaltete Band 143 zwischen die Roste 113, 114 einer Formvorrichtung,
die gemäß Fig. 35 bis 39 ausgebildet ist. Aus der Fig. 48b sind die Blätter 117
und 118 eines der Roste und die Längsträger 116 mit den Schrägen 116c ersichtlich.
Die Längsträger sind in Führungen 155 gleitbar gelagert (Fig. 49), und die durch
die Längsträger 116 gebildeten Rahmen werden abwechselnd in der einen oder der anderen.
Richtung mit Hilfe der doppeltwirkenden Kolben 156, 157 (Fig. 47 b) in den Führungen
155 verschoben.
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Der Zyklus für das Zickzackfor'men verläuft wie folgt: Die beiden
näher aneinandergebrachten Roste 113, 114 erfassen zunächst zwischen den Zähnen
ihrer Blätter die Falten des Bandes 143 (Fig. 47b und 48b).
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Die durch die Längsträger 116 gebildeten Rahmen werden dann durch
die Kolben 156, 157 in Richtung des Pfeiles F, verschoben (Fig. 48b). Die Blätter
117, 118 bilden reihenweise die Zickzackformung unter der Wirkung der Schrägen 116c
auf dem gefalteten Band 143. Am Ende des Hubes der Kolben 156, 157, d. h. wenn sämtliche
Blätter 117, 118 die Schrägen 116c durchschritten haben, ist die Verarbeitung beendet.
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Die in entgegengesetzter Richtung wirkenden Kolben bringen dann die
Rahmen 116 in ihre Anfangsstellung zurück. Die Blätter 117, 118 kehren ebenfalls
in ihre Ausgangsstellung zurück und nehmen dabei eine Länge des gefalteten Bandes
mit sich, die der von den Blättern überdeckten Länge gleich ist. Die Rohre 113,
114 entfernen sich voneinander, und die Blätter gleiten bis zum größten Abstand
voneinander. Von dieser Stellung werden beide Roste erneut näher aneinandergebracht,
und der Zyklus kann von neuem beginnen.
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Die so ausgestaltete Anlage arbeitet kontinuierlich, da der durch
die Riemen 146, 147 ausgeübte Druck die ununterbrochene Zuführung des gewellten
Bandes zur Zickzack-Formvorrichtung gewährleistet, wonach das fertige Band am Austritt
dieser letzten Vorrichtung kontinuierlich abgegeben wird.