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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Well- oder Winkelstrukturen
aus Pappe, Folie od. dgl.
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Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Well-
oder Winkelstrukturen aus Pappe, Folie od. dgl., bei welchem der zuvor längsgewellte
oder längsgefaltete Werkstoff mit quer zu dieser Längsverformung verlaufenden und
ihrer Winkelteilung entsprechenden Falten versehen wird.
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Ein solches Material weist ganz allgemein die Form eines gefalteten
Bogens bzw. einer Bahn auf, deren Faltenkanten abwechselnd an einer der beiden gegenüberliegenden
gedachten Grenzebenen liegen und die einen zickzackförmigen oder wellenförmigen
Verlauf nehmen. Dieses Material findet beispielsweise als Zwischenschicht-Füllmaterial
Verwendung, insbesondere wird es auch zur Herstellung von zusammengesetztem Verpackungsmaterial,
wie z. B.
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Wellpappe, verwandt.
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Dieses Verfahren setzt die Verwendung eines bereits zuvor längsgefalteten
oder längsgewellten Werkstoffs voraus. Es ist daher nicht mit der vorbekannten Technik
der Wellpappeherstellung vergleichbar, bei welchem ausschließlich ebene Werkstoffe
als Ausgangsmaterial verwendet werden. In einem solchen bekannten Fall wird eine
in besonderer Weise eingeschnittene Papierbahn mit einer sich nicht über die gesamte
Bahnbreite erstreckenden Faltung versehen. Die zu verarbeitende Bahn wird dabei
durch die ineinander eingreifenden Profilzähne eines endlosen Bandes und einer umlaufenden
Walze in die Vorrichtung eingezogen, wobei hinsichtlich der einen Flanke einer jeden
Falte die Walze als Einleger dient. Hinsichtlich der nächsten Flanke aber übernimmt
das Zahnprofil des endlosen Bandes diese Funktion selbst. Die hergestellten Falten
verlaufen geradlinig quer zu der verarbeiteten Bahn.
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Ein anderes Verfahren verwendet ein mit prismenförmigen Formkörpern
besetztes endloses Band.
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Diese Formkörper klaffen lediglich an den beiden Umkehrstellen ihrer
Bewegungsbahn auseinander und ergreifen dort das Band und halten es fest, so daß
es von der Vorratsrolle abgezogen wird. In ähnlicher Weise werden bei einem anderen
Verfahren die Querfalten zwischen zwei umlaufenden endlosen Transportbändern hergestellt,
die mit ineinander greifenden Zähnen versehen sind, welche die zu verarbeitende
Bahn in die Vorrichtung einziehen, ohne daß eine zusätzliche Zuführung erfolgt.
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Schließlich ist auch bereits Unterdruck zur Herstellung der Wellung
einer Werkstoffbahn in der Wellpappeherstellung verwendet worden. Diese Art des
Einzugs des Materials in die eigentliche Formgebungseinrichtung eignet sich jedoch
nicht für jeden Zweck, insbesondere dann nicht, wenn abweichend
von der Wellpappenherstellung
ein zuvor längsgefaltetes oder längsgewelltes Material mit einer quer verlaufenden
Faltung versehen werden soll.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein leistungsfähiges Verfahren zur
Verarbeitung dieses Materials zu schaffen und eine einwandfreie Winkelstruktur zu
schaffen, die auch nach dem Durchlauf der Bahn durch die Vorrichtung zuverlässig
erhalten bleibt.
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Dieses Verfahren zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß die längsverformte
Werkstoffbahn derart in das an einem umlaufenden Förderband quer zur Vorschubrichtung
angeordnete Winkelprofil eingeschoben wird, daß sie auf die in Vorschubrichtung
weisende Flanke dieses Winkelprofils auftrifft, sich auf ihr abwälzt und sich dann
flächig an der entgegen der Vorschubrichtung weisenden nachfolgenden Flanke des
Winkelprofils anlegt.
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Der Werkstoff trifft dabei in einem gewissen Winkel, der ein spitzer,
rechter oder stumpfer sein kann, auf die in Vorschubrichtung weisende Flanke, während
die entgegen dieser Richtung weisende nachfolgende Flanke etwa der Einschubrichtung
des Werkstoffs entspricht, so daß auf jede Abwälzbewegung auf der einen Flanke des
Winkelprofils eine praktisch
momentane Anlegebewegung auf der gegenüberliegenden
Flanke des Winkelprofils folgt. Dieses Verfahren ist vor allem deshalb besonders
leistungsfähig, weil die Einschubgeschwindigkeit in weitem Maße dem Bandvorschub
angepaßt werden kann.
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Als besonders vorteilhaft hat sich eine Verfahrensweise erwiesen,
bei welcher das Einführen der Werkstoffbahn in das Winkelprofil durch einen in dieses
gerichteten Druckmittelstrom unterstützt wird. Dieser unterstützt sowohl die Abwälzbewegung
als auch die momentane flächige Anlage der Werkstoffbahn auf der entsprechenden
Flanke des Winkelprofils. Für bestimmte Werkstoffe kann es sich als zweckmäßig erweisen,
das Einlegen der Werkstoffbahn in das Winkelprofil mittels eines erwärmten Druckmittels,
z. B. Wasserdampf, zu unterstützen.
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Darüber hinaus schafft die Erfindung auch eine besonders vorteilhafte
Vorrichtung, mittels deren die Well- oder Winkelstruktur aus zuvor längsgewelltem
oder längsgefaltetem Werkstoff mit quer zu dieser Längsverformung verlaufenden und
ihrer Winkelteilung entsprechenden Falten versehen werden kann.
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Diese Vorrichtung geht davon aus, daß den Winkelprofilen des Bandes
ein die Werkstoffbahn erfassender Reibungsantrieb und eine sie führende, parallel
zur einen Flanke der Winkelprofile geneigte Führung vorgeschaltet und anschließend
an die Faltzone eine Abhebeeinrichtung für die fertig gefaItete Werkstoffbahn zugeordnet
ist. Während die Abhebeeinrichtung dem Austrag des Fertigprodukts dient, bewirkt
die Führung mit dem Reibungsantrieb das Einschieben der Werkstoffbahn in das Winkelprofil
des umlaufenden Förderbandes.
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Endet die Führung in unmittelbarer Nähe des Winkelprofils des Förderbandes,
so ergibt sich eine zuverlässige Abwälzbewegung gegenüber der einen Profilfianke.
Hierauf folgt dann unverzüglich die Anlegebewegung gegenüber der entgegengesetzten
Profilfl anke.
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Der Band antrieb und der Reibungsantrieb für den Vorschub der Werkstoffbahn
stehen in einem bestimmten Verhältnis ihrer linearen Vorschub geschwindigkeit. Dabei
findet auch die Ausgestaltung des Winkelprofils, insbesondere die Profiltiefe, entsprechende
Berücksichtigung.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine auf die Unterseite
der die Führung verlassenden Werkstoffbahn gerichtete, deren Breite etwa entsprechende
Düse für das Druckmittel vorgesehen, deren Offnungsquerschnitt etwa dem Profil der
Längsfaltung oder -wellung der Bahn entspricht. Auf diese Weise trifft das Druckmittel
über die gesamte Breite mit gleichmäßiger Geschwindigkeit auf die Werkstoffbahn,
so daß der Einschub ungehindert vor sich geht.
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Bestehen, wie die Erfindung weiter vorsieht, die Winkelprofile und
das sie tragende endlose Band aus einem durchlässigen Werkstoff, beispielsweise
aus einem Metallgewebe, so wird die Voraussetzung für die Anordnung einer Ansaughaube
an der Innenseite der Faltzone des Förderbandes geschaffen. Auch diese Maßnahme
kann die Einführung der Werkstoffbahn in das Winkelprofil begünstigen. Die Abhebe
einrichtung kann besonders vorteilhaft aus einer an der Innenseite des Förderbandes
angeordneten, auf dieses gerichteten Blasdüse bestehen.
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Schließlich sieht die Erfindung vor, daß im Bereich der Abhebeeinrichtung
ein den Öffnungen des
Winkelprofils gegenüberliegender Führungstisch angeordnet ist,
während zugleich das Förderband vom Führungstisch aus ansteigend verläuft.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
sowie an Hand der schematischen Zeichnung.
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Hierbei zeigt Fig. I einen Längsschnitt durch die Vorrichtung und
F i g. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Fig. 1.
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Die mit der Well- oder Winkelstruktur zu versehene biegsame Werkstoffbahn
1, beispielsweise eine Papierbahn od. dgl., wird von einer nicht dargestellten Vorratsrolle
entnommen und in an sich bekannter und daher ebenfalls nicht im einzelnen wiedergegebener
Weise längsgefaltet oder längsgewellt Diese Bahn 1 wird durch den Reibungseingriff
zweier geriefter Walzen 2 und 3, deren Profil dem Querschnitt der Längswellung oder
-faltung der Bahn entspricht, kontinuierlich zugeführt und von einer geneigten Führungsplatte
4 aufgenommen. Dieser Platte 4 gegenüber ist eine geriefte Walze 5 mit gleicher
Profilgestaltung angeordnet, die die Bahn 1 an die Führung 5 andrückt.
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Die Führung 4 für die Werkstoffbahn 1 weist deren längsgewelltes
oder -gefaltetes Profil und die Neigung der der Vorschubrichtung entgegengerichteten
Flanke des Winkelprofils auf.
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Am Ende der Führungsplatte 4 bewegt sich ein umlaufendes endloses
Band 6 vorüber, dessen Werkstoff ein durchlässiges Gefüge (s. insbesondere F i g.
2) aufweist. Dieses Band 6 läuft in Richtung der Pfeile F oberhalb eines Aufnahmetisches9
über die beiden Rollen 7 und 8 um. Das endlose Band 6 weist ein quer zur Vorschubrichtung
verlaufendes Winkelprofil auf, das vorzugsweise aus einem Metallgewebe hergestellt
ist, dessen Maschengröße der erforderlichen Durchlässigkeit und mechanischen Widerstandsfähigkeit
für einen zuverlässigen Verfahrensablauf entspricht.
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Zwischen beiden Trümern des Förderbandes 6 ist in einem bestimmten
Abstand von dem der Führungsplatte 4 benachbarten Ende des Aufnahmetisches 9 eine
Zwischenrolle 11 vorgesehen, die das Untertrum in einer Richtung parallel zur Ebene
des Aufnahmetisches 9 führt. Die Umlenkrolle 8 ist dagegen in einem solchen Niveau
gegenüber dem Tisch 9 angeordnet, daß das untere Trum des endlosen Bandes von der
Rolle 11 aus ansteigend verläuft und sich zunehmend von dem Tisch 9 abhebt. Der
Abstand des Bandes 6 vom Tisch 9 ist bis zur Rolle 11 etwas größer als die Höhe
der Faltenflanken 10 unter Berücksichtigung der Stärke der zu verarbeitenden Werkstoffbahn
1.
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Gegen das freie obere Ende der Führungsplatte 4 richtet sich gegenüber
dem Förderband 6 die Austrittsdüse 12 einer Rohrleitung, die mit einem erwärmten
Druckmittel gespeist wird und deren Aus trittsöffnung die Form eines quer zum Band
angeordneten Spalts aufweist, dessen Querschnitt dem gefalteten oder gewellten Profil
der Flanken 10 des Winkelprofils entspricht. In einem bestimmten Ab stand in Vorschubrichtung
F des Bandes 6 ist gegenüber der Düse 12 an der Innenfläche des unteren Bandtrums
eine Absaughaube 13 angeordnet. Zwischen der Zwischenrolle 11 und der Umlenkrolle
8
ist ebenfalls gegenüber der Innenseite des unteren Bandtrums eine
mit Druckluft gespeiste Blasdüse 14 vorgesehen.
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Da die zugeführte Materialbahn 1 ohne wesentliche Streckung oder
Kontraktion im ursprünglichen Zustand verarbeitet wird, müssen die linearen Vorschubgeschwindigkeiten
der Bahn 1 und des umlaufenden endlosen Förderbandes 6 genau im Verhältnis des Cosinus
des Basiswinkels der Flanken 10 gegenüber dem parallel zum Aufnahmetisch 9 verlaufenden
Teil des Bandes 6 stehen.
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Es ergibt sich folgender Verfahrensablauf: Die längsgefaltete oder
längsgewellte Werkstoffbahn 1 stößt mit ihrem Ende an die in Vorschubrichtung weisende
geneigte Flanke 10 des Winkelprofils des umlaufenden Bandes 6 aus Metallgewebe und
wälzt sich auf dieser Flanke 10 zunehmend ab.
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Ist die jeweilige Flanke 10 dann vollständig von der Bahn 1 bedeckt,
so legt sich diese momentan der gegenüberliegenden, entgegen der Vorschubrichtung
weisenden Flanke des Winkelprofiles an. Dieser Vorgang wiederholt sich, solange
der Vorschub der Werkstoffbahn 1 durch die Walzen 2 und 3 anhält.
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Das blatt- oder bogenförmige Material weist eine besonders gleichmäßige
Biegsamkeit auf, so daß möglicherweise in die Bahn eingeschlossene unbiegbare Fremdkörper
sich dem regelmäßigen Abrollen der Bahn nicht widersetzen.
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Die Abwälz- bzw. Anlegebewegung des Werkstoffs auf den Flanken des
Winkelprofils wird durch einen aus der Düse 12 auf die Bahn 1 gerichteten Druckmittelstoß
unterstützt. Aus diesem Grund hat der quer verlaufende Düsenspalt vorzugsweise die
Form einer in der Vertiefung zwischen den Flanken laufenden Linie. Die Wirkung kann
gegebenenfalls durch die Einwirkung weiterer in Bewegungsrichtung von der ersten
Düse versetzte Düsen verstärkt werden.
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Bei der Verarbeitung beispielsweise von Karton wird die Düse 12 vorzugsweise
mit Wasserdampf beschickt, da die Wärme und die frei werdende Feuchtigkeit besonders
zur Entspannung des Werkstoffs beitragen. Andererseits kann auch zuvor erwärmte
Druckluft verwendet werden, wenn die zugeführte Bahn zuvor unter der Einwirkung
von Wasserdampf längsgefaltet oder -gewellt worden ist und noch eine gewisse Feuchtigkeit
und eine genügende Biegsamkeit aufweist, wenn es an den Flanken des Winkelprofils
des Bandes 6 zur Anlage gelangt.
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An der Rückseite des durchlässigen Bandes 6 führt die Ansaughaube
13 den Wasserdampf oder die Luftfeuchtigkeit ab, die von dem gefalteten Werkstoff
während des Trocknens frei gesetzt wird.
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Das Anblasen und das Ansaugen tragen außerdem dazu bei, die mit der
Well- oder Winkelstruktur versehene Werkstoffbahn unter Anlage an den Flanken des
Winkelprofils zu halten und zwar bis der Tisch 9 das Ganze untergreift. Hinter dem
Krümmungspunkt des Bandes 6 im Bereich der Zwischenrolle 11 löst sich die entsprechend
entfeuchtete gefaltete Werkstoffbahn unter der Einwirkung der Schwerkraft sowie
unter Unterstützung der Blasdüse 14 von den Flanken des Bandes 6 ab. Von diesem
Punkt an wird das annähernd vollständig getrocknete Material auf dem Tisch 9 in
Richtung des Pfeils F' kontinuierlich weiterbewegt.
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Die Vorrichtung eignet sich zur Herstellung von Faltungen aller Dimensionen
und der verschiedensten Formen sowie bei allen Werkstoffen, deren zu-
geführte Bahn
zuvor längsgefaltet oder -gewellt ist unter der Bedingung, daß dieser Werkstoff
im Bereich des Abrollens auf den Flanken des Winkelprofils eine genügende Biegsamkeit
aufweist.
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Wenn andererseits ein Band verwendet wird, welches mit einem Winkelprofil
von progressiv zunehmender oder abnehmender Größe versehen ist, ist es möglich,
kontinuierlich nacheinander Segmente mit einer Winkelstruktur von einer bestimmten
Länge und mit nicht paralleler Hüllfläche und selbst mit beliebiger Form herzustellen,
wozu es genügt, die einzelnen Teile nach der Herstellung voneinander zu trennen.
Es ist in diesem Zusammenhang von besonderer Bedeutung, daß die Vorschubgeschwindigkeiten
der Werkstoffbahn und des Bandes die gleichen bleiben, wenn der Basiswinkel der
Flanken einen konstanten Wert aufweist. Für den Fall, daß sich dieser Winkel ändert,
genügt es, gleichzeitig die Bandgeschwindigkeit zu variieren, so daß die Vorrichtung
zuverlässig arbeitet. Die Vorrichtung kann auch mit einem endlosen Band arbeiten,
welches ebene oder gewellte Flanken an Stelle von abgewinkelten aufweist.