DE1218275B - Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden eines aus Streifen schraubenfoermig gewickelten Rohres in Behaeltermaentel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 31 c

Deutsche Kl.: 54 c-2

R34063VIIb/54c
13. Dezember 1962
2. Juni 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden eines aus Streifen von Papier, Pappe od. dgl. schraubenförmig gewickelten Rohres in Behältermäntel mit einheitlichem Muster, wobei die Antriebsgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung mit der Fördergeschwindigkeit des Musterstreifens verglichen und mit der hieraus resultierenden Größe der Antrieb der Schneidvorrichtung korrigiert wird.

Es ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem die Steuerung des Schnittes durch eine fotoelektrische Abtastung von in bestimmten Abständen auf dem Musterstreifen angebrachten Steuermarken erfolgt. Dieses hat den Nachteil, daß bei plötzlichen Veränderungen im Vorschub des Musterstreifens oder im Antrieb der Schneidvorrichtung diese Veränderungen erst beim Abtasten der darauffolgenden Steuermarke wahrgenommen und daher erst zu einem späteren Zeitpunkt korrigiert werden, was zu einem falschen Schnitt führen kann. Dieses ist mit erheblichem Ausschuß an Rohrmaterial verbunden, insbesondere wenn das Rohr mit einer Vielfach-Abschneidvorrichtung in einzelne Behälter zerschnitten wird.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei dem diese Nachteile vermieden werden und das auch bei plötzlichen Veränderungen des Vorschubs bzw. Antriebs eine fortlaufende, genaue Steuerung des Musterstreifens gewährleistet.

Hierzu sieht die Erfindung vor, daß die Fördergeschwindigkeit des Musterstreifens kontinuierlich mit der Antriebsgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung verglichen wird.

Hierdurch wird unter anderem die Betriebssicherheit erhöht und ein kostensteigernder Ausschuß, der von derartigen Vorschub- oder Antriebsänderangen herrührt, vermieden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Feinkorrektur des Schnittes zusätzlich die Lage von Steuerkennmarken auf dem gewickelten Rohr gemessen wird und daß entsprechend der Messung der Antrieb der Schneidvorrichtung gesteuert wird.

Eine bevorzugte Steuerung der Schneidvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in einer Maschine zum schraubenförmigen Wickeln eines Rohres, mit einem Differentialantrieb für die Schneidvorrichtung und einer den Differentialantrieb beeinflussenden Vergleichseinrichtung, deren Organe von der Antriebsgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung und der För- dergeschwindigkeit des Musterstreifens steuerbar sind, ist so ausgebildet, daß das von dem Muster-Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden eines
aus Streifen schraubenförmig .gewickelten Rohres
in Behältermäntel

Anmelder:

Robinson & Sons Limited,

Chesterfield, Derbyshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dr. W. Müller-Bore und Dipl.-Ing. H. Gralfs,

Patentanwälte, Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Als Erfinder benannt:

Francis Goff Glasby,

Chesterfield, Derbyshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Dezember 1961
(159 017)

streifen gesteuerte Organ vom Musterstreifen kontinuierlich angetrieben ist.

Eine vorzugsweise Ausführungsform der Steuerung kennzeichnet sich durch eine freie drehbare Trommel, auf deren Umfang der Musterstreifen in unmittelbarem Kontakt aufliegt, und durch Stifte auf dem Umfang der Trommel, welche mit Perforationen des Musterstreifens zusammenarbeiten.

Außerdem kann vorgesehen sein, daß zwischen dem Steuerglied und dem Antrieb der Schneidvorrichtung eine Servoeinrichtung geschaltet ist, welche die vorbestimmte Abhängigkeit zwischem dem Arbeitsablauf der Schneidvorrichtung und der Förder-* geschwindigkeit des Musterstreifens aufrechterhält.

Eine weitere Ausführungsform kann so ausgebildet sein, daß zur Steuerung des Arbeitsablaufes der Schneidvorrichtung ein hydraulisches Ventil vorgesehen ist, welches einen mit der Schneidvorrichtung gekuppelten Kolben aufweist, daß ferner ein an der frei drehbaren Trommel angebrachtes Element mit dem Kolben des Ventils in Verbindung steht und daß weiterhin der Antrieb für die Schneidvorrichtung einen hydraulisch antreibbaren Motor umfaßt, dessen Drehzahl von dem Ventil steuerbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer elektrisch angetriebenen, schraubenförmig wickelnden und einen Vielfachschnitt ausführenden Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine der in F i g. 1 dargestellten gleiche Ansicht, bei der die Steuerung der Schneidvorrichtung an deren Motor angelegt ist,

F i g. 3 eine Ansicht einer schraubenförmig wickelnden, einen Einzelschnitt ausführenden und kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der hydraulische Mittel zu der erforderlichen Steuerung der Schneidvorrichtung benutzt werden, um diese und den Musterstreifen in Gleichlauf zu bringen,

F i g. 4 eine Einzelansicht im Vertikalschnitt der Dreh-Stopfbüchsen der in der Ansicht von F i g. 3 dargestellten hydraulischen Mittel,

F i g. 5 eine Einzelansicht einer veränderten Ausführungsform zum Abmessen des Musterstreifens unter Verwendung von Mustermarken an Stelle einer Perforierung auf dem Streifen,

F i g. 6 eine Einzelansicht einer Hilfseinrichtung zur Vornahme feiner Korrekturen der Abweichungen, die hinter dem Vergleichspunkt in den Vorrichtungen nach den Fi g. 1, 2 und 3 auftreten, und

F i g. 7 ein sich auf F i g. 6 beziehendes Schaltbild.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche Wickelvorrichtung gezeigt, die insgesamt mit der Bezugszahl 1 bezeichnet ist. Diese Wickelvorrichtung besitzt einen Schaft 2, auf den Kartonstreifen 3 und 4 mit einem herkömmlichen Umkehrwickelriemen 5 zur Bildung einer Grundröhre aufgewickelt werden. Dieser Wickelriemen S wird über Riemenscheiben 6 und 7 und ein geeignetes, nicht dargestelltes Getriebe von einem Motor 36 mit doppelter Ausgangswelle angetrieben. Hinter der Stelle, an der die Röhre geformt wird (in Bewegungsrichtung der Röhre gesehen), wird ein einheitlicher Musterstreif en 8 auf die Außenseite der schon geformten Röhre gezogen und mittels einer Leimversorgungseinrichtung 15 mit Leim versehen, damit er an der Außenseite der schon geformten Röhre anhaftet. Unter einem »einheitlichen« Muster ist ein Muster mit einem Anfang und einem Ende zu verstehen, im Gegensatz zu einem Muster auf einem schraubenförmig bemalten Stab. Der Musterstreifen wird der Grundröhre unter dem gleichen Steigungswinkel, den die Wicklungen der Grundröhre haben, aber gewöhnlich versetzt zugeführt, so daß der Musterstreifen die Naht auf der Außenseite der Grundröhre bedeckt. Das Aufbringen des Musterstreifens 8 auf die Grundröhre erzeugt eine Folge von Mustern auf der Außenseite derselben. Der Musterstreifen kann eine der Lagen der Grundröhre bilden oder, wenn erwünscht, ohne Grundröhrenlagen darunter als einzige Lage benutzt werden.

Um die schraubenförmig gewickelten Muster in Übereinstimmung mit den Enden der Behälter zu halten, werden bei den bekannten Verfahren und Maschinen Marken auf dem Musterstreifen lediglich beobachtet, ohne daß ein direkter körperlicher Berührungskontakt zwischen dem sich bewegenden, aufzuwickelnden Streifen und der Schneidvorrichtung besteht. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung läuft der aufzuwickelnde Streifen dagegen in enger körperlicher Berührung über eine drehbare Trommel und nimmt diese dadurch zu einer Drehbewegung mit, durch die die Schneidvorrichtung gesteuert wird.

Die Erfindung kann auf einen Einfachschnitt ausführende Wickelvorrichtungen angewandt werden, bei denen die kontinuierlich geformte Röhre erst in mehrere Behälter enthaltende Stücke geschnitten wird, die dann auf einer anderen Maschine in die wirklichen Behälter zerschnitten werden. Sie kann auch auf schraubenförmig wickelnde Vorrichtungen angewandt werden, die als Vielfach-Schneidvorrichrungen bekannt sind, bei denen das Zerschneiden in

ίο die Behälter direkt auf dem Wickelschaft ausgeführt wird, wobei gleichzeitig mehrere Behälter abgeschnitten werden. Gemäß der Erfindung wird fortlaufend eine körperliche Verbindung zwischen dem Musterstreifen und der Schneidvorrichtung aufrechterhalten, um den Schnitt zu messen oder um den Ablauf des Musterstreifens und des Schneidvorganges in Gleichlauf zu bringen.

Bei dem in F i g. 2 gezeigten Beispiel wird die Messung durch eine Perforierung 16 entlang eines oder beider Ränder des Musterstreifens erzielt, wobei dieser Streifen über eine frei drehbare Trommel 9 läuft, auf deren Umfang Stifte 14 angebracht sind, die mit den Löchern im Streifen in Eingriff treten. Zur Vereinfachung dieser Figur der Zeichnung sind Löcher und Stifte nur entlang eines Randes dargestellt. Die Drehung der frei drehbaren Trommel ergibt eine Messung mit körperlichem Kontakt, auf Grund der der Schneidvorgang mit dem Musterstreifen in Gleichlauf gebracht werden kann. Wenn der Umfang der Trommel gleich der Länge des Musters auf dem Streifen ist, wird die Trommel eine Umdrehung für jedes Muster machen. Wenn eine größere Trommel verwendet wird und der Umfang der Trommel gleich der in jedem Abstich enthaltenen Streifenlänge ist, wird die Trommel eine Umdrehung für jeden Abstrich machen.

Wenn der Musterstreifen aus stärkerem als dem zur Zeit allgemein gebräuchlichen Material bestehen würde, könnte er eine kontinuierlich arbeitende Abschneidevorrichtung antreiben, wobei das die Röhre antreibende Mittel sich einmal bei jeder Umdrehung der frei drehbaren Meßtrommel dreht. Da jedoch die heutzutage gebräuchlichen Musterstreifen zur Herstellung von Papier- oder Papier-Folien-Röhren allgemein nicht stark genug sind, um die Abschneidevorrichtung selbst anzutreiben, wurde hierzu eine Servoeinrichtung eingebaut. Verschiedene Ausführungsformen von elektrischen und hydraulischen Vorrichtungen können verwendet werden. Die Ausführung nach den F i g. 1 bis 5 kann auch benutzt werden, wenn der Streifen nicht stark genug ist, um einen direkten Antrieb für den Schneidvorgang zu schaffen. Wenn der in den F i g. 1 bis 5 dargestellte perforierte Musterstreifen stark genug wäre, würde die Abschneidevorrichtung ihren Antrieb allein von diesem erhalten.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 wird der Hauptantrieb für die Abschneidevorrichtung durch den gleichen Motor geschaffen, der für den Antrieb der Wickelvorrichtung verantwortlich ist.

Die Regelung der Beziehung zwischen diesen kann durch ein zwischen der Wickel- und der Abschneidevorrichtung angeordnetes Geschwindigkeitsdifferential geschaffen werden.

Die Ausführungsform nach F i g. 1 ist ein Beispiel, bei dem die Schneidvorrichtung durch Einstellung eines PIV-Getriebes od. dgl. voreingestellt wird, so daß sie sich mit der gleichen Längsgeschwindigkeit

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wie die gewickelte Röhre bewegt. Der perforierte Jede Abweichung im Verbrauch des Musterstrei-

Streifen 8 treibt die Trommel 9, die mit einer Ver- fens läuft natürlich auf eine entsprechende Abwei-

gleichsscheibe 37 gekuppelt ist. Die Vergleichsscheibe chung im Ausstoß der mit Mustern versehenen Röhre

enthält einen Innenbereich A, einen Spätbereich C hinaus und bewirkt eine differentielle Bewegung der

und einen Frühbereich B. Die Schneidvorrichtung 38 5 in Bereiche unterteilten Scheibe 37 in bezug auf den

erhalt ihren Hauptantrieb mechanisch von der Wickel- Vergleichsarm 41, so daß dieser nicht mehr zwischen

vorrichtung unter Verwendung des gleichen Antriebs- dem Früh- und dem Spätbereich liegt, sondern nun

motors. Ein Differential 39 ist in den Antrieb der mit einem der Bereiche in Kontakt tritt, wodurch die

Schneidvorrichtung eingeschaltet, so daß zusätzliche Drehung des Korrekturmotors 40 in der geforderten

oder abzügliche Bewegungen mittels eines Korrektur- io Richtung bewirkt wird, bis die richtige Beziehung

motors 40 angelegt werden können, der sich nach zwischen dem Vergleichsarm und dem Früh- und

Bedarf in beiden Richtungen drehen kann. Ein Ver- dem Spätbereich wiederhergestellt ist. Auf diese

gleichsarm 41 ist ebenfalls mit der Hauptantriebs- Weise wird die Schneidbeziehung zu den Mustern auf

welle 42 über ein geeignetes, noch zu beschreibendes den gewünschten Wert eingeregelt. Die Vielf ach-

Getriebe verbunden und dient zur Anzeige des Stan- 15 Schneidvorrichtung zerschneidet die Röhre in die

des des Schneidzyklus zu jeder Zeit. Der Vergleichs- einzelnen Behälter 8 b.

arm 41 liegt nahe an der in Bereiche unterteilten Ver- Wenn der Hauptmotor 36 mit dem Wickeln der

gleichsscheibe 37 und befindet sich normalerweise auf Röhre und dem Einziehen des perforierten Muster-

dem Innenbereich A. Der Vergleichsarm hat einen Streifens 8 beginnt, dreht sich die Scheibe 37 in Ab-

Bürstenkontakt, der sich bei einem Schneidvorgang 20 hängigkeit von der Länge des verbrauchten Streifens,

an der gewünschten Stelle in dem Innenbereich der Über das PIV-Getriebe 43, die Wellen 48 und 51

Scheibe befindet. Weicht der Schneidvorgang von der dreht sich der Vergleichsarm 41 mit der Scheibe 37.

gewünschten Beziehung ab, wird eine differentielle Falls der Musterstreifen versucht, aus dem Zusam-

Bewegung zwischen dem Vergleichsarm und der in menhang mit der Wickel- und der Schneidvorrichtung

Bereiche unterteilten Scheibe bewirkt. Der Bürsten- 25 zu kommen, berührt der Arm den Bereich B oder C

kontakt tritt dann entweder mit dem Frühbereich B auf der Scheibe 37. Der Korrekturmotor 40 legt eine

oder dem Spätbereich C der Scheibe in Eingriff. Er Korrektur an das Differential 39, und der Stand des

schließt einen elektrischen Kreis und bewirkt die Schnittes in bezug auf den Wickelvorgang wird ein-

Drehung des Korrekturmotors 40 in der einen oder geregelt. Es liegt also eine zwangläufige Kontakt-

der anderen Richtung. Die Drehung des Korrektur- 30 korrektur vor.

motors 40 führt eine zusätzliche oder abzügliche Be- In F i g. 2 ist eine Schneidvorrichtung 38 mit wegung in den Schneidzyklus ein, um den Schneid- einem dem in F i g. 1 dargestellten gleichartigen Aufzustand zu korrigieren. Hierdurch werden der Ver- bau gezeigt. Sie wird jedoch von einem Motor 52 gleichsarm 41 und die in Bereiche unterteilte Scheibe mit Drehzahlregelung unabhängig von dem Antriebs-37 veranlaßt, sich unabhängig, aber entgegengesetzt 35 motor 82 für die Wickelvorrichtung angetrieben. Der zueinander zu drehen, bis der Kontakt des Frühbe- Motor 52 treibt die Schneidvorrichtung 38 über ein reiches B oder des Spätbereiches C mit dem Ver- stufenlos regelbares Getriebe 43, Kegelzahnräder 70, gleichsarm 41 unterbrochen ist, der dann zwischen 71 und eine Welle 48. Um den Vorschub der Schneidden Bereichen B und C steht. Irgendwelche Abwei- vorrichtung mit dem Vorschub, mit dem der Musterchungen von dieser Beziehung treten nur auf, wenn 40 streifen 8 verbraucht wird, in Gleichlauf zu bringen, der Schneidvorgang von dem Gleichlauf mit dem ist ein mit der Welle 48 verbundenes Kegelzahnrad Verbrauch des Musterstreifens abweicht. 81 vorgesehen, das mit einem weiteren Kegelzahnrad

Die Hauptantriebswelle 42 ist mit dem Vergleichs- 80 zusammenarbeitet.

arm 41 wie folgt verbunden: Die Hauptantriebswelle Das Zahnrad 80 ist auf einer Welle 85 befestigt, führt durch ein stufenlos regelbares Getriebe 43, des- 45 die einen Eingang eines Differentialgetriebekastens sen Aufgabe es ist, das Verhältnis zwischen dem 13 bildet. Der zweite Eingang des Differentials 13 Schneid- und dem Wickelvorgang einzustellen. Das wird durch eine Welle 84 gebildet. Die Vergleichs-Getriebe 43 hat einen Knopf oder Griff 44, der die welle 84 erhält ihre Drehbewegung von der frei dreh-Einstellung der Schneidvorrichtung gestattet, wenn baren Trommel 9, mit der sie über Winkelgelenke X die Maschine eingeschaltet wird. Das PIV-Getriebe 50 und Y für konstante Geschwindigkeit und eine Keil-43 ist über einen Riemen 45 mit dem Differential 39 Verzahnungsverbindung 46 verbunden ist. Die Ververbunden, mit dem der Korrekturmotor 40 in Ver- gleichswelle 84 dreht sich mit der gleichen Drehzahl bindung steht. Die andere Seite des Differentials ist wie die Trommel 9 und schafft die Anzeige für den über ein rechtwinklig umlenkendes Schnecken-Unter- Drehungsbetrag und die Winkelstellung der Tromsetzungsgetriebe 47 mit einer Welle 48 verbunden. 55 mel 9. Die Trommel 9 wird dadurch angetrieben, daß Diese schafft eine Antriebsverbindung für einen den Stifte 14, die sich auf dem Umfang der Trommel 9 Schneidschlitten 38 hin- und herbewegenden, nicht befinden, in Löcher 16 entlang einer oder beider dargestellten Nocken und die Vielfach-Schneidvor- Ränder des Musterstreifens 8 eingreifen. Zur Vereinrichtung 49 an dem einen Ende und an dem anderen fachung sind die Perforierung und die Stifte nur entEnde für Kegelzahnräder 50 (Übersetzungsverhältnis 60 lang eines Randes eingezeichnet.
1:1), die eine Welle 51 treiben, auf der der Ver- · Wenn sich die Welle 84 und 85 mit der gleichen gleichsarm 41 befestigt ist. Drehzahl drehen, bleibt die Welle 18 stehen. Wenn

Die Scheibe 37 mit den Bereichen B und C wird sich jedoch ein Drehzahlunterschied ergibt, dreht sich durch die Meßtrommel 9 angetrieben, um mit der die Welle 18 mit einer Drehzahl, die dem Drehzahl-Verbindung des Hauptantriebes mit dem Vergleichs- 6g unterschied der Wellen 84 und 85 gleich ist. Die arm 41 zusammenzuarbeiten. Die über eine Keilver- Welle 18 treibt über ein geeignetes Getriebe 19 den zahnung 17 wirkende Trommelwelle treibt die beweglichen Arm eines in seiner Spannung veränder-Scheibe 37 an. baren Umformers 20, um die an den Motor 52 ange-

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legte Spannung und damit dessen Drehzahl zu erhöhen oder zu erniedrigen.

Die Arbeitsweise der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform entspricht allgemein im Prinzip der der in F i g. 1 gezeigten Ausf ührungsf onn, ausgenommen, daß die differentielle Drehbewegung zwischen der Vergleichswelle 84, die die Daten des Verbrauchs an gemusterten Streifen anzeigt, und der Vergleichswelle 85, die den Stand des Schneidzyklus anzeigt, die Einregelung der Drehzahl des Motors 52 bewirkt, bis das richtige Winkelverhältnis der beiden Vergleichswellen wiederhergestellt ist. Derartige elektrische Einrichtungen mit einer Führungs- und einer Einstellgröße sind wohl bekannt und bedürfen keiner eingehenden Schilderung. Die gezeigte Anordnung ist typisch für eine einfache Ausführungsform, doch sind verfeinerte Anordnungen vieler Art verwendbar.

Bei dieser Ausführungsform gibt die Vergleichswelle 84 den Verbrauch des gemusterten Streifens wieder und zeigt die »Führungsgröße« an. Die Ver- ao gleichswelle 85 gibt den Stand des Schneidzyklus wieder und zeigt die »Einstellgröße« an. Das Zusammenwirken der beiden Vergleichswellen bewirkt die Steuerung der Drehzahl des Motors 52, der den Antrieb für die Schneidvorrichtung schafft, um im wesentlichen ein festes Winkelverhältnis der beiden Vergleichswellen und somit einen linearen Zusammenhang der Schneidvorrichtung und der gemusterten Röhre zu erreichen.

In einer weiteren in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform sind hydraulische Mittel zur Erzielung des erforderlichen Verhältnisses von Führungsgröße zu Einstellgröße vorgesehen, wofür im Zusammenhang mit Fig. 2 elektrische Mittel beschrieben wurden. Es ist ein Merkmal dieser Ausführungsform, daß sie die Anwendung eines Verfahrens erlaubt, bei dem die kontinuierlich wiederkehrenden zyklischen Schneidvorgänge auf der mit Mustern versehenen Röhre unter der kontinuierlichen Steuerung des zu bearbeitenden Materials ausgeführt werden können, wodurch ein konstantes und im wesentlichen unveränderliches Zeit- und Wegverhältnis zwischen der Schneidvorrichtung und den vorherbestimmten Musterkennwerten auf der kontinuierlich geformten Röhre hergestellt wird. Wie die nach F i g. 2 bes.chriebene Ausführungsform bietet diese Ausführungsform den Vorteil, daß die zwischen der Schneidvorrichtung und den Mustern bestehende Beziehung nicht durch Veränderungen der Vorschubgeschwindigkeit der Musterröhre gestört wird, da die Schneidvorrichtung durch Steuerkennwerte, die eine bestimmte Entfernungsbeziehung zu den Mustern auf der Röhre haben, kontinuierlich gesteuert wird.

In der Ausführungsform nach F i g. 3 ist eine gewöhnliche Wickelvorrichtung vorgesehen, durch die die Grundlagen 3 und 4 auf einen Schaft 2 mittels eines Wickelriemens 5 aufgezogen werden. Der Wickelriemen wird durch Riemenscheiben 6 und 7 angetrieben. Eine weitere Lage eines mit Mustern versehenen Streifenmaterials 26, das einheitliche Muster der Reihe nach auf seiner Oberfläche trägt und die mit Mustern versehene Außenseite der Röhre bilden soll, wird auf die Grundröhre gezogen. Das Streifenmaterial besitzt eine Perforierung 16, die in einem regelmäßigen Verhältnis zu den über die mit Stiften versehene Trommel 22 laufenden Mustern steht, derart, daß die Perforierung 16 mit den Stiften 14 in Eingriff tritt. Bei seiner Bewegung gegen den Schaft bewirkt das Streifenmaterial dabei eine Drehung der Trommel mit einer Geschwindigkeit, die in einem genauen Verhältnis zu der Geschwindigkeit steht, bei der die Muster in ihre rohrförmige Form gebracht werden. An dem entgegengesetzten Ende des die Wickelvorrichtung antreibenden elektrischen Motors 36 ist an der Verlängerung der Motorwelle eine hydraulische Pumpe 76 angebracht, die ein Strömungsmittel aus einem Versorgungsbehälter 79 fördert und zur Eingangsseite eines Kolbenventils 53 (vgl. auch F i g. 4) liefert. Zwischen der Pumpe 76 und dem Kolbenventil 53 befindet sich ein Überströmventil 54, das die Bildung eines Überdruckes in der Anlage verhindert und außerdem den Überschuß des durch das Kolbenventil 53 fließenden Strömungsmittels in den Behälter 79 zurückliefert. Infolge der Tatsache, daß das Kolbenventil eine Drehbewegung ausführt, ist eine Anordnung mit geeigneten Drehstopfbüchsen 55, 56 vorgesehen. In Fig. 4 ist eine grundlegende Ausführungsform einer Strömungsmittel-Verteilungsvorrichtung dargestellt. Die Stopfbüchsen 55 und 56 sind mit dem Rahmen 58 fest verbunden, so daß die Mehrfachhohlwelle 57 sich in den Stopfbüchsen drehen kann. An den radial aneinanderliegenden Flächen sind Dichtungsmittel 59 zur Vermeidung von Leckverlusten vorgesehen. Die Hohlwelle 57 besteht aus zwei rohrförmigen Teilen, wobei das eine so in dem anderen liegt, daß ein Hohlraum zwischen beiden gebildet wird. Beide Wellen sind an den Enden abgesperrt. Das von der hydraulischen Pumpe 76 über die Zuleitung 60 zugeführte Strömungsmittel fließt zwischen den beiden rohrförmigen Teilen und durch den Kanal 61 in die Kolbenkammer 62 des Kolbenventils 53. Der von dem Kolbenventil zugelassene Strömungsmittelfluß läuft durch den Kanal 63 in das Innere des inneren rohrförmigen Teiles 64 und dann zur Stopfbüchse 56 über den Kanal 65. Der Kanal 65 verläuft von dem Inneren der inneren Röhre durch einen Dichtungskörper 66, der den Raum zwischen den beiden rohrförmigen Teilen im Bereich der Stopfbüchse 56 ausfüllt. An dem entgegengesetzten Ende der Hohlwelle 57 sind Mittel zur Abdichtung der inneren Röhre vorgesehen. Von dort an ist die Welle im wesentlichen massiv.

Das von dem Kolbenventil 53 durchgelassene Strömungsmittel läuft in einen hydraulischen Motor 67, bewirkt dessen Drehung und fließt von dort zurück in den Versorgungsbehälter 79.

Die Drehbewegung des hydraulischen Motors 67 wird an die Eingangswelle eines Untersetzungsgetriebekastens 68 gelegt, dessen Übersetzungsverhältnis entsprechend dem Gesamtübersetzungsverhältnis der mechanischen Teile der Maschine gewählt ist. Die Ausgangswelle dieses Getriebekastens führt in ein Differentialgetriebe 69 und von dort über Kegelzahnräder 70 und 71 zu der sich hin- und herbewegenden Abschneidevorrichtung 38. Die dritte Welle des Differentialgetriebes 69 ist mit einem Griff 72 versehen, der eine anfängliche Einstellung des Schneidzyklus in bezug auf den mit Mustern versehenen Musterstreifen 26 gestattet. Der Griff kann zweckmäßigerweise mit einer Reibvorrichtung versehen sein, um diesen in einer eingestellten Stellung festzuhalten, so daß zufällige Veränderungen der festgelegten Einstellung vermieden werden.

Das Kolbenventil ist so angeordnet, daß es sich in der gleichen Drehebene wie die mit Stiften versehene

Trommel drehen kann. An der mit Stiften versehenen Trommel ist ein Ansatz angebracht, der mit einer Verlängerung des Kolbens des hydraulischen Ventils in Eingriff tritt. Während des Arbeitsablaufes bewirkt die Drehung der Trommel, daß der mit ihr verbundene Ansatz auf den Kolben drückt und dieser das Ventil öffnet. Auf diese Weise wird dem hydraulischen Motor das Druckmittel zugeführt. Es folgt, daß, wenn der hydraulische Motor nicht mit ausreichender Drehzahl umläuft, ein höherer Kontaktdruck zwischen der Kolbenverlängerung und dem Trommelansatz erzeugt wird. Dies bewirkt, daß das Ventil mehr geöffnet wird und daß somit mehr Strömungsmittel durchgelassen wird, bis ein Drehzahlgleichgewicht erzielt ist. Es ergibt sich somit ein Führungs-Einstell-Größenverhältnis zwischen der Trommel und dem einzustellenden hydraulischen Motor. Folglich besteht das gleiche Verhältnis zwischen der Trommel und der die Abschneidevorrichtung hin- und herbewegenden Einrichtung als Folge der Antriebsverbindung mit festem Übersetzungsverhältnis zwischen dem hydraulischen Motor und der Abschneidevorrichtung.

In F i g. 5 ist eine gegenüber F i g. 3 abgewandelte Ausführungsform dargestellt. Die dargestellte Vorrichtung ersetzt Teile der Ausführungsform nach Fig. 3. Während in Fig. 3 die Löcher auf dem Streifen und die Stifte auf der Trommel die körperliche Übereinstimmung der Bewegung des Streifens und der Trommel ergeben, werden in F i g. 5 Mittel gezeigt, bei denen die Übereinstimmung einer Vergleichsscheibe mit der Bewegung des Musters auf dem Streifen verwendet werden kann. Der Papierstreifen hat mit der Trommel an deren Umfang eine Reibverbindung, und ein fotoelektrischer Abtaster tastet eine Steuermarke auf dem Papierstreifen ab.

Eine drehbare Kontaktscheibe 86 ist mit einer Trommel 21 über ein Differential 83 verbunden, wobei ein Umkehrgetriebe zur Erzielung der gleichen Drehrichtung der Trommel 21 und der Kontaktscheibe 86 eingeschaltet ist. Die Aufgabe der Kontaktscheibe 86 ist es, eine getriebeähnliche Beziehung zu den sich wiederholenden Steuermarken auf dem Streifen aufrechtzuerhalten. Wenn eine derartige Beziehung besteht, wird der von der Steuermarke ausgelöste Impuls der fotoelektrischen Einrichtung zu dem Zeitpunkt erzeugt, in dem sich der Kontakt 87 der Scheibe 86 zwischen den Bürstenkontaktpaaren 88 und 89 befindet. Besteht diese Stellungsbeziehung jedoch nicht, tritt der Impuls der fotoelektrischen Einrichtung auf, wenn eines der Kontaktpaare 88 und 89 mit dem Kontakt 87 im Eingriff steht. Hierdurch wird einer von zwei Kreisen erregt, so daß ein elektrischer Motor 93 eine Drehbewegung auf die dritte Welle des Differential 83 überträgt. Somit wird eine differentielle Drehbewegung zwischen der Kontaktscheibe 86 und der Trommel 21 erzeugt, die die aufrechtzuerhaltende Richtungsbeziehung wiederherstellt. Die Kontaktscheibe 86 ist mit der gleichen Welle wie eine Vergleichsscheibe 90 verbunden, die einen Arm 91 aufweist, der mit dem hydraulischen Kolbenventil 53 eine Verbindung in der gleichen wie in F i g. 3 dargestellten Art herstellt. Die Wirkungsweise der Vorrichtung, die in F i g. 5 rechts von der Linie 92 dargestellt ist, ist die gleiche, wie die der in F i g. 3 dargestellten.

Obwohl in der Ausführungsform nach F i g. 5 eine Fotozellen-Abtastvorrichtung verwendet wird, um die sich wiederholenden Steuermarken auf dem mit Mustern versehenen Streifen abzutasten und um die erforderliche, zur Erhaltung einer engen Winkelbeziehung der Kontaktscheibe 86 zu den Steuermarken auf dem über die Trommel 21 laufenden Streifen anzulegende Kompensation zu bestimmen, ist diese Ausführungsform nicht auf sichtbare Steuermarken in Verbindung mit einer optischen Abtastvorrichtung beschränkt. Sie erstreckt sich vielmehr auf Steuerkennzeichen jeder Art, die durch geeignete Abtastvorrichtungen von den umliegenden Bereichen unterschieden werden können, und schließt auf magnetischen, Reibungs-, elektrischen Leitungs- oder sonstigen Wirkungen beruhende Möglichkeiten ein.

Bei den Ausführungsformen nach F i g. 2, 3 und 5 ist der Schneidablauf kontinuierlich mit dem mit Mustern versehenen Streifen dadurch verbunden, daß die Entwicklung und der weitere Verlauf jedes Schneidzyklus von der fortlaufenden Bewegung des mit Mustern versehenen Streifens über einen Bezugspunkt abhängig ist.

In den Ansichten der F i g. 6 und 7 ist die Grundform einer Vorrichtung zum Anlegen einer Feineinstellung an die Schneidvorrichtung dargestellt. Wenn die Schneidstellung durch Vergleich mit, Musterkennwerten in einiger Entfernung von dem wirklichen Schneidpunkt bestimmt wird, treten besonders an der Stelle, wo der Musterstreifen in eine Röhre umgewandelt wird, geringe Veränderungen bei der Bildung der Röhre auf, die an dem Streifenständer nicht erkennbar sein würden. Derartige Veränderungen sind eine Folge einer geringen Dehnung oder Zusammenziehung der schraubenförmigen Wicklung, einer Veränderung der Dicke der Grundlage usw. Ein weiterer Grund für die Abweichung von der theoretischen Schneidstellung wäre eine geringe Verschiebung des Aufbringungspunktes des mit Mustern versehenen Streifens auf die Grundröhre. Derartige Abweichungen sind nicht kumulativer Natur und würden allgemein eine Schneidverschiebung in bezug auf die Muster von nicht mehr als plus oder minus 3,2 mm (Vs inch) von der theoretischen Stellung bewirken. Bei der Ausführungsform nach den F i g. 6 und 7 sind Mittel vorgesehen, durch die eine endgültige Korrektur der Schneidstellung durch unmittelbaren Vergleich mit den Mustern oder Steuerkennmarken in bezug auf diese und die Schneidvorrichtung erreicht werden kann.

In F i g. 6 ist ein Elektromotor 93 dargestellt, welcher eine Säge 94 in der bei Spiral-Abschneidevorrichtungen üblichen Weise antreibt. Der Motor kann hin- und hergehen, um einen Schneidhub in der Richtung des Pfeiles 95 auszuführen. An dem Motor ist eine Platte 96 angebracht, die eine schwenkbar gelagerte Klinke 97 trägt, die durch eine Feder 98 gegen einen Anschlag 99 vorgespannt ist. Während des Vorwärtsschneidhubes kann die Klinke 97 einen Schalter 100 betätigen, der normalerweise geöffnet ist. Dieser Schalter bildet einen Teil eines Stromkreises nach Fig. 7. Zwei weitere Schalter 101 und 102 sind entlang des Weges der Schneidvorrichtung angebracht, die zur Vereinfachung als ein Schalter dargestellt sind, da sie in gleichen Entfernungen entlang des Weges der Säge angebracht sind. In F i g. 7, wo sie näher erläutert werden, sind diese Schalter 101 und 102 einzeln dargestellt. Sie sind normalerweise geschlossen und öffnen, wenn sie von der Klinke berührt werden, für die Zeit, während der

sie mit der Klinke in Berührung stehen. In F i g. 6 ist außerdem eine Fotozellen-Überwachungseinheit 103 dargestellt, die die Ankunft besonderer auf der Röhre 105 angebrachter Steuerkennmarken überwacht. Der Gedanke, der dieser Vorrichtung zu- gründe liegt, ist der, daß, wenn die Säge in der richtigen Stellung zum Schneiden ist, sie sich in Deckung mit der Steuerkennmarke befindet und die Steuerkennmarke außerdem unter dem Lichtstrahl liegt. Wenn mit anderen Worten die Schneidvorrichtung ία im Begriff ist, an der falschen Stelle in bezug auf die Steuerkennmarke zu schneiden, kommt die Steuerkennmarke früher oder später an der Schneidvorrichtung als an der Fotozelle an. Der durch die Klinke 97 betätigte Schalter 100 bildet einen Teil eines Kreises, der Korrekturen in der einen Richtung bewirken kann. Die Fotozelle bildet einen Teil eines Kreises, der Korrekturen in der anderen Richtung bewirken kann. Aus der Fig. 6 ist zu ersehen, daß, wenn die Steuerkennmarke 104 an der Fotozelle 103 anlangt, ehe sich die Säge 94 in Deckung mit der Röhre befindet, die Säge rechts von der Steuerkennmarke schneiden würde. Ein Verfehlen der Steuerkennmarke in dem Sinne, daß sie an der Fotozelle ankommt, ehe sie an der Sage angelangt ist, bedeutet, daß eine Korrektur in der entgegengesetzten Richtung erforderlich wäre. Gemäß F i g, 7 ist die Fotozelleneinheit 103 an einen Verstärker 106 angeschlossen. Die Ausgangsverbindungen des Verstärkers 106 sind mit einer Magnetspule 107 verbunden, die zwei Kontaktsätze betätigen kann, nämlich einen normalerweise offenen Kontaktlos, der einen Teil eines die Magnetspule 107 steuernden Selbsthaltekreises bildet, und einen sich normalerweise in Mittellage befindlichen Kontakt 109. Der Kontakt 109 ist normalerweise durch eine Feder 110 so vorgespannt, daß er in der Mitte zwischen den Kontakten Ul und 112 liegt. Die Anordnung ist derart, daß sich auf jeder Seite des Mittelkontaktes 109 eine Magnetspule befindet, von denen jeweils eine den Mittelkontakt in der einen oder der anderen Richtung beeinflussen kann, je nachdem, welche Magnetspule erregt wird. Die Magnetspule 113 befindet sich in dem Kreis des Schalters 100. Sie kann, wie sehon ausgeführt, den Mittelkontakt 109 so beeinflussen, daß er gegen den Kontakt 112 bewegt wird, und kann gleichzeitig den normalerweise offenen Schalter 114 schließen, der einen Teil des Selbsthaltekreises für die Magnetspule 113 bildet.

Es liegt jetzt eine Vorrichtung zum Erregen zweier getrennter Kreise vor. In dem einen Kreis wird die Erregung durch die Fotozelleneinheit 103 und in dem anderen durch Sehließen des Sehalters 100 ausgelöst. Es sind Mittel vorgesehen, durch welche jener der beiden Kreise, der zuerst erregt wird, den anderen Kreis unterbricht. Damit der Schaltkreis des Schalters 100 unterbrochen wird, wenn die Fotozelleneinheit in Funktion tritt, befindet sich eine Magnetspule 115 in dem durch die Fotozelleneinheit und ihren zugeordneten Verstärker gesteuerten Kreis. Wenn der elektrische Motor 116 durch den Fotozellensteuerkreis erregt wird, wird die zu dem zugehörigen Motorkreis parallelliegende Magnetspule U5 ebenfalls erregt und bewirkt, daß die normalerweise geschlossenen Schalter 117 und 118 so lange geöffnet §5 werden, wie der Fotozellensteuerkreis erregt ist, wodurch der von dem Schalter 100 gesteuerte Kreis unterbrochen wird. Schließt sich der durch den Schalter 100 gesteuerte Kreis, wird die in dem durch den Schalter 100 gesteuerten Motorkreis angeordnete Magnetspule 119 in gleicher Weise erregt. Sie bewirkt die Öffnung der normalerweise geschlossenen Schalter 120 und 121, wodurch der durch die Fotozelleneinheit gesteuerte Kreis unterbrochen wird. Mit 122 und 123 sind Stromquellen bezeichnet. Während der Zeit, in der einer der beiden Kreise erregt ist, wird der elektrische Motor 116 veranlaßt, in einer Richtung umzulaufen, die davon abhängig ist, welcher der Kreise erregt ist. Es ist beabsichtigt, daß, wenn die Fotozelleneinheit arbeitet und in Funktion tritt, der Motor in der einen Richtung umläuft, und wenn der von dem Schalter 100 abhängige Schaltkreis geschlossen ist, der Motor in der entgegengesetzten Richtung umläuft. Damit die Drehung nicht unbegrenzt fortgesetzt wird, sind die normalerweise geschlossenen Schalter 101 und 102 in dem Weg der sich vorwärtsbewegenden Säge und ihres die Klinke 97 umfassenden Zubehörs in der Weise angeordnet, daß während des Vorwärtshubes die Schalter kurzzeitig geöffnet werden. Nach Fig. 7 dient das Öffnen der normalerweise geschlossenen Schalter 101 und 102 zur Aufhebung der Selbsthaltebedingungen der betreffenden durch die Magnetspule 107 und 113 gesteuerten Magnetspulenkreise. Somit wird die Korrektur nur so lange an den Motor 116 angelegt, wie die Klinke 97 sich zwischen dem Schalter 100 und den Schaltern 101 oder 102 bewegt. Es wäre vorzuziehen, daß die Korrektur an den Motor 116 angelegt wird, bevor der wirkliche Eingriff der Säge mit der Röhre stattfindet. Durch geeignete Anordnung der Schalter kann dies erreicht werden. Andererseits können Zeitverzögerungsmittel in die Schaltung eingebaut werden, die das Anlegen der Korrektur verzögern, welche bis nach Beendigung des Schneidvorganges bestimmt ist. Eine derartige Korrektur kann auf viele Arten angelegt werden. Nach F i g. 7 könnte z. B. die Korrektur an die dritte Welle des Differentials 69 angelegt werden. Das ist die gleiche Welle, die von dem Griff 72 eingestellt wird. Weitere Alternativlösungen schließen das Anlegen der Korrektur an Mittel ein, die die Säge in bezug auf ihre Befestigung oder die Säge und den Motor in bezug auf ihre Befestigung unmittelbar bewegen. In dem letzten Fall könnte dies dadurch erreicht werden, daß man den Motor 116 eine Gewindespindel antreiben läßt, die mit einer Mutter im Eingriff steht, welche mit dem Motor verbunden sein könnte. Weitere Alternativlösungen würden Mittel zur Veränderung der Länge einer Schleife in dem mit Mustern versehenen Streifen auf seinem Weg zu dem Schaft einschließen. Eine derartige Schleife könnte durch Einwirkung des elektrischen Motors, z. B. auf das Anheben oder Absenken einer Zwischenrolle, vergrößert oder verkleinert werden. Diese dargestellten Möglichkeiten dienen nur als Beispiele; hiermit sind die Arten der anzulegenden Einstellungen nicht erschöpft.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 6 und 7 erfolgt der Schnitt an der Steuerkennmarke. In der Praxis braucht diese Stellung jedoch nicht erforderlich zu sein, d. h., es kann notwendig sein, daß der Schnitt an einer Stelle ausgeführt wird, die von der Steuermarke entfernt liegt. DieseForderang kann durch die Längsversetzung der Fotozelleneinheit erfüllt werden, um die Verschiebung der Steuermarke gegenüber der gewünschten Schneidstelle auszugleichen.

Die Erfindung bietet gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile:

1. Durch die vorher erwähnte mechanische Kopplung zwischen dem Wickelstreifen und der Schneidvorrichtung liegt zwangläufig bzw. automatisch eine Deckung der Schneidvorrichtung mit der richtigen Schnittstelle auf dem Rohr bereits bei Inbetriebnahme vor.

2. Eine Korrektur der Deckung entfällt, da die Schneidvorrichtung direkt mit dem sich bebewegenden Materialstreifen 8 gekuppelt ist.

3. Der Schneidvorschub, d. h. die Schneidvorrichtung, wird den Veränderungen des Wickelvorschubes linear automatisch angepaßt.

4. Eine Veränderung der Schneidstellung als Folge der Veränderung des Vorschubes und der Zeitverzögerung tritt nicht auf.

5. Eine momentane Änderung der Reibung zwisehen den Streifen und dem Schaft oder eine plötzliche Änderung der Geschwindigkeit der Wickelrollen kann zu einer entsprechenden Änderung der Herstellungsgeschwindigkeit des Rohres und/oder des Verbrauches an Streifenmaterial führen. Diese Änderungen sind von kurzer Dauer. Bekannte Maschinen legen jedoch dennoch unnötigerweise eine Korrektur an, was zur Herstellung beschädigter Werkstücke führen kann. Bei der Erfindung tritt eine ungünstige Wirkung nicht länger auf, da auf Grund der mechanischen Kopplung die Schneidvorrichtung kontinuierlich von dem Streifen gesteuert wird. Auf diese Weise werden falsche Ergebnisse vermieden, welche sich ergeben, wenn nur periodisch bestimmte Marken auf dem Wickelstreifen beobachtet werden.

6. Die Bedienungsperson muß keine Überwachungseinrichtungen beobachten.

7. Bei bestimmten bekannten Ausrichtungsmaschinen mit Differentialen kann die Verwendung von Spät- und Frühzonen in einem Wahlschalter zu einer Stellung führen, wo statt eines »Zufrüh« ein »Zuspät« gemessen wird. Dadurch kann die Maschine in diesem Bereich außer Takt kommen. Auf Grund der kontinuierlichen Steuerung der Schneidvorrichtung durch den aufzuwickelnden Streifen tritt dieses Problem bei der Erfindung nicht auf.

8. Die Zuverlässigkeit der Messung.

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schneiden eines aus Streifen von Papier, Pappe od. dgl. schraubenförmig gewickelten Rohres in Behältermäntel mit einheit-

55 lichem Muster, wobei die Antriebsgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung mit der Fördergeschwindigkeit des Musterstreifens verglichen und mit der hieraus resultierenden Größe der Antrieb der Schneidvorrichtung korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördergeschwindigkeit des Musterstreifens kontinuierlich mit der Antriebsgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feinkorrektur des Schnittes zusätzlich die Lage von Steuerkennmarken auf dem gewickelten Rohr gemessen wird und daß entsprechend der Messung der Antrieb der Schneidvorrichtung gesteuert wird.

3. Steuerung der Schneidvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in einer Maschine zum schraubenförmigen Wikkeln eines Rohres, mit einem Differentialantrieb für die Schneidvorrichtung und einer den Differentialantrieb beeinflussenden Vergleichseinrichtung, deren Organe von der Antriebsgeschwindigkeit der Schneidvorrichtung und der Fördergeschwindigkeit des Musterstreifens steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Musterstreifen gesteuerte Organ vom Musterstreifen kontinuierlich angetrieben ist.

4. Steuerung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine frei drehbare Trommel (9,22), auf deren Umfang der Musterstreifen in unmittelbarem Kontakt aufliegt, und durch Stifte (14) auf dem Umfang der Trommel, welche mit Perforationen (16) des Musterstreifens zusammenarbeiten.

5. Steuerung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuerglied (9) und dem Antrieb der Schneidvorrichtung eine Servoeinrichtung (37, 39, 40, 41) geschaltet ist, welche die vorbestimmte Abhängigkeit zwischen dem Arbeitsablauf der Schneidvorrichtung und der Fördergeschwindigkeit des Musterstreifens aufrechterhält.

6. Steuerung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Arbeitsablaufes der Schneidvorrichtung ein hydraulisches Ventil (53) vorgesehen ist, welches einen mit der Schneidvorrichtung gekuppelten Kolben aufweist, daß ferner ein an der frei drehbaren Trommel (22) angebrachtes Element mit dem Kolben des Ventils in Verbindung steht und daß weiterhin der Antrieb für die Schneidvorrichtung einen hydraulisch antreibbaren Motor (67) umfaßt, dessen Drehzahl von dem Ventil steuerbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 624 426;
britische Patentschrift Nr. 743 123.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

609 577/14 5. 66 <5S Bundesdruckerei Berlin