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Verfahren und Maschine zur \erarbeitunZ von Papier- oder Folienbahnen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zur Verarbeitung von ein-
oder mehrlagigen Papier- oder Folienbahnen, insbesondere zur Herstellung von Beuteln,
Tragetaschen oder anderen Teilen, bei dem bzw. der die Papier- oder Folienbahn flach
und gespannt zwischen einem oder mehreren Bearbeitungswerkzeugen und Werkzeuggegenhaltern
oder einem Bearbeitungstisch hindurchgeführt wird und wobei die Relativgeschwindigkeit
zwischen der flach verlaufenden Papier- oder folienbahn einerseits und dem bzw.
den Werkzeugen andererseits während des erkzeugeinsatzes zeitweilig aufgehoben wird.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird die ein-oder mehrlagige
Papier- oder Folienbahn von einer Vorschubeinrichtung transportiert und die hierbei
stattfindende Vorschubbewegung bei jedem Werkzeugeinsatz für die Dauer desselben
unterbrochen. Die Werkzeuge, wie beispielsweise Loch-, Form- oder Perforationsstanzen,
Schweißeinrichtungen, Schneidmesser od. dgl., bearbeiten dann die stillstehende
Papier- oder Folienbahn, bevor diese nach einem Abheben der Werkzeuge von der Vorschubeinrichtung
wieder und einen entsprechenden Längenabschnitt in Vorschub richtung weiter transportiert
wird. Durch dieses Unterbrechen der Vorschubbewegung der Papier- oder Folienbahn
erreicht man, daß zwischen den während ihres Einsatzes stillstehenden Werkzeugen
und der Papier- oder Folienbahn keine Relativbewegung vorhanden ist, die ein einwandfreies
Arbeiten der Werkzeuge unmöglich machen würde. Dies gilt vor allem für solche Werkzeuge,
deren Arbeitsrichtung nicht der Vorschubrichtung entspricht,wie beispielsvleAse
eine Perforationsstanze, deren Schneiden geneigt oder quer
zur Vorschubrichtung
verlaufen. Anders ist dies nur bei Werkzeugen, deren Arbeitsrichtung genau der Vorschubrichtung
entspricht, wie es beispielsweise bei Werkzeugen zum Einbringen einer Längsperforation
der Fall ist. Nur in solchen Fällen braucht die Papier-oder Folienbahn nicht angehalten
zu werden, sondern kann kontinuierlich unter dem Werkleug hindurchgeführt werden.
In allen anderen Fällen jedoch ist es erforderlich, die Relativgeschwindigkeit zwischen
Werkzeug und Papier- oder Folienbahn aufzuheben, was bei dem bekannten Verfahren
durch ständiges Anhalten der Papier- oder Folienbahn erreicht wird. Die Werkzeuge
werden bei diesem Verfahren nur insoweit bewegt, wie es notwendig ist, um diese
mit der Papier- oder Folienbahn in bzw. außer Eingriff zu bringen Es handelt sich
dabei in aller Regel nur um Bewegungen, die etwa senkrecht zur Papier- oder Folienbahn
verlaufen. Um einwandfreie Produkte zu erzielen, ist es erforderlich, daß die Papier-
oder Folienbahn vor jedem Werkzeugeinsatz stets um das gleiche fß vorgeschoben wird,
was vor allem dann von Bedeutung ist, wenn die Folienbahn bedruckt ist und das Druckfeld
an einer ganz bestimmten Stelle des fertigen Produktes erscheinen soll. W dies zu
erreichen, wird bei dem bekannten Verfahren das Anhalten der Papier-oder Folienbahn
mittels einer Fotozelle und einer entsprechenden elektrischen und mechanischen Steuerung
durchgeführt.
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Dieses bekannte Verfahren besitzt den wesentlichen Nachteil, daß
der Vorschub der Papier- oder Folienbahn intermittierend erfolgt, wodurch aufgrund
der hierdurch bedingten Stillstandszeiten der Papier- oder Folienbahn sich eine
Begrenzung der maximalen Leistung auf etwa 130 Arbeitstakte pro Minute ergibt. Eine
wesentlich höhere Leistung ist mit dem bekannten Verfahren nicht zu erreichen, weil
dann bei der intermittierenden Vorschubbewegung mit erheblich größerer Beschleunigung
und Verzögerung gearbeitet werden müßte, wodurch dann die Papier- oder Folienbahn
wesentlich stärker beansprucht würde. Derartigen Beanspruchungen ist däs Papier
oder die Folie in aller Regel nicht gewachsen, so daß dieses bzw. diese durch die
Vorschubeinrichtungen zerrissen würde und ein einwandfreies Arbeiten unmöglich wäre.
Außerdem treten bei höheren Bes-chleunigungs- bzw. Verzögerungswerten Schwierigkeiten
mechanischer
Art auf, da die zu beschleunigenden bzw. zu verzögernden
Maschinenteile der Vorschubeinrichtung beträchtliche Trägheitsmomente besitzen.
Infolge dieser Trägheitsmomente lassen sich die Beschleunigungs- bzw. Verzögerungswerte
bei einem intermittierenden Vorschub der Papier- oder Folienbahn über bestimmte
Werte hinaus praktisch nicht erhönen. Ferner muß auch den Werkzeugen eine gewisse
Mindestzeit zur Bearbeitung zur Verfügung bleiben, was vor allem für die Schweißwerkzeuge
gilt. Infolgedessen läßt es sich nicht vermeiden, daß bei jede einsatz der Werkzeuge
die Papier- oder Folienbahn für eine erhebliche Zeitspanne angehalten werden muß.
Bei dem bekannten Verfahren ist daher eine nennenswerte Leistungssteigerung nicht
mehr zu erwarten, die jedoch im Hinblick auf den ständig steigenden Bedarf an aus
Papier- oder Folienbahnen hergestellten Artikeln sehr wünschenswert wäre, zumal
es sich hierbei um ausgesprochene Massenartikel handelt.
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Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens liegt darin, daß
zur Durchführung desselben maschinen mit verhältnismäßig kompliziertem Aufbau erforderlich
sind, was sich aus de intermittierenden Laur der Papier- oder Folienbahn ergibt.
Derartige Maschinen benötigen zunächst eine komplizierte elektrische Steuerung mittels
einer Fotozelle, für welche wieder besondere Marken auf die Papier- oder Folienbahn
aufgedruckt werden müssen, damit die Fotozelle überhaupt ansprechen kann. Derartige
Karkec für die fotozelle storen oftmals den Gesamteindruck des fertigen Produktes,
da sie häufig sichtbar bleiben. s ist zwar hin und wieder möglich, das normale Druckbild
als Karke für die Fotozelle zu verwenden. Dies setzt jedoch vor-aus, daß das normale
Druckbild entsprechend kräftig ausgebildet ist, da Druckbilder aus dünnen, weit
auseinanderliegenden Linien die Fotozelle nicht mit der gewünschten Präzision zum
Ansprechen bringen. Außerdem ist es bei einer Maschine, die nach der bekannten Verfahren
arbeitet, erforderlich, eine verhältnismäßig zufwendige Mechanik verzusehen.
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Es ist nä:r.lich notwendig, bei ender Anhalten der Papier- oder Folienbahn
den Antrieb der Vorschubeinrichtung auszukuppeln urrt die mechanischen Teile der
Vorschubeinrichtung mittels besonderer Bremsen anzuhalten. Sinngemäß des gleiche
gilt in umgekehrter Reihenfolge
auch für das Wiederanfahren der
Vorschubeinrichtung, wozu zunächst die Bremsen gelöst und der Antrieb wieder eingekuppelt
werden muß. Die hierzu erforderliche aufwendige Mechanik verteuert den Anschaffungspreis
einer derartigen Maschine ebenso wie die komplizierte elektrische Schaltung mit
ihrer Fotozelle sowie Schalt-und Meßgeräten. Ferner ist es erforderlich, aufgrund
des intermittierenden Laufs der Papier- oder Folienbahn eine Wippe vorzusehen, mit
deren Hilfe ein Längenausgleich zwischen dem von der Verschubeinrichtung erfaßten
Bahnabschnitt und der Vorratsrolle stattfinden kann. Ein solcher Längenausgleich
ist notwendig, um zu vermeiden, daß die in al er Regel sehr schwere Vorratsrolle,
von der die Papier- oder Folienbahn abgerollt wird, ebenfalls im Sinne der intermittierenden
Vorschubbewegung beschleunigt bzw. verzögert werden muß, was vor allem bei einer
großen Anzahl von Arbeitstakten pro Minute Kaum oder nur mit unverhältnismäßig großem
Aufwand, wle beispielsweise einem gesonderten Antrieb für die Vorratsrolle, der
wiederum entsprechend gesteuert werden müßte, zu erreichen wäre. Diese Schwierigkeiten
lassen sich durch die Anordnung einer solchen Wippe vermeiden, die jedoch den Nachteil
hat, daß sie insbesondere bei einer großen Anzahl von Arbeitstaten pro Minute Leicht
ins Schwingen gerät, wobei sich diese Schwingungen oftmals derart selbsttätig auCschauKeln,
daß die hierdurch entstehende Belastung der Papier- oder Folienbahn zu groß wird
und diese sich verzieht. Ein solches Verziehen der Papier- oder Folienbahn hat zur
Folge, daß beim Durchlauf des betreffenden Längenabschnittes der Papier- oder Folienbahn
durch die Maschine Schwierigkeiten durch Materialstauungen und Faltungen entstehen.
Vor allem bei der Herstellung von bedruckten Artikeln wirkt sich schon ein geringfügiges
Verziehen der Papier- oder Folienbahn als Störung der S>euerung des {orschuDes
aus, was zur Folge hat, daß sich das Drucbiid nicht mehr auf der vorbestimmten Stelle
des fertigen Produktes befindet und letzteres somIt unbrauchbar ist. In besonders
extremen Fällen, vtr allem bei der Verarbeitung von verhältnismäßig unelastischem
Wer,stoff, rcann es sogar passieren, daß durch die Schwingungen der Wippe die Papier-
oder Folienbahn zerreißt. Um ein solches Verziehen und in extremen Fällen Zerreißen
der Papier- oder Folienbahn zu vermeiden, hat man bereits einen
Antrieb
für die Wippe vorgesehen, der jedoch ebenfalls sehr aufwendig und teuer in der Herstellung
ist.
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Ein weiterer wesentlicher Nachteil des bekannten Verfahrens ist darin
zu sehen, daß es bei diesem, beispielsweise zur Herstellung von bedruckten Beuteln,
erforderlich ist, die Ptier-oder Folienbahn zunächst auf einer gesonderten Druckmaschine
zu bedruckten, wobei die Bahn von einer Rolle abgewickelt und nach dem Druck wiederum
auf eine Rolle aufgewickelt werden muß. Erst diese aul Rolle gewickelte bedruckte
Papier- oder Folienbahn kann auf einer Maschine bearbeitet werden, die nach dem
bekannten Verfahren arbeitet. Eine Kupplung dieser beiden Maschinen zu einer eiiizigen
gemeinsamen Maschine ist praktisch nicht möglich, weil es für das Druckverfahren
notwendig ist, daß die Papier- oder Folienbahn kontinuierlich geführt wird, während
dies bei dem bekannten Verfahren zur Weiterverarbeitung nicht möglich ist, weil
hier ein intermittierender Vorschub der Papier- oder Folienbahn gefordert wird.
Außerdem würde bei der geringen Leistung einer nach dem bekannten Verfahren arbeitenden
Verarbeitungsmaschine eine direkt vorgeschaltete Druckmaschine viel zu schlecht
ausgenutzt werden, da derartige Druckmaschinen mit wesentlich höheren DurchlaufgeschwindiEkeiten
arbeiten können, als es bei der nach dem bekannten Verfahren arbeitenden Verarbeitungsmaschine
möglich ist. Ein kontInuierlicher Werkstofi'luß ist bei Anwendung des bekannten
Verfahrens somit nicht zu erreichen, was die Wirtschaftlichkeit der Herstellung
derartiger Artikel wesentlich beeinträchtigt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Verarbeitung
von ein- oder mehrlagigen Papier- oder Folienbahnen, insbesondere zur Herstellung
von Beuteln, Tragetaschen oder anderen Teilen zu schaffen, dem die vorstehend behandelten
Nachteile nicht anhaften und das bei einfacherer Maschinenkonstruktion eine größere
Leistung erreichen läßt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
dies flach ver-Laufende Papier- oder Folienbahn kontinuierlich und mit gleichbleibender
Vorschubgeschwindigkeit geführt wird und daß gleichzeitig sämtliche WerKzeuge, deren
Arbeitsrichtung nicht der Vorschubrichtung
entspricht, eine den
Umrissen eines senkrecht auf der Papier- oder Folienebene stehenden Kreisabschnittes
von halb ber oder mehr als der halben Kreisfläche entsprechende Bewegung ausführen,
wobei während des geradlinigen Bewegungsabschnittes die WerKzeuge in Vorschubrichtunb
und etwa mit Vorschubgeschwindigkeit der Papier- oder Folienbahn bewegt werden.
Hierdurch wird zunächst erreicht, daß der zahlreiche Nachteile mit sich bringende,
intermitWierende Lauf der Papier- oder Folienbahn entfällt und daß in vorteilhafter
Weise ein gleichmäßiger Durchlauf der Papier- oder Folienbahn erreicht wird. Dieser
kontinuierliche und mit gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit erfolgende Durch
lauf der Papier- oder Folienbahn bildet die Grundvoraussetzung zur Erreichung einer
höheren Leistung, was vor allem dadurch begründet ist, daß die bei dem bekannten
Verfahren auftretenden Stillstandszeiten entfallen. Die Papier- oder Folienbahn
wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren während des Durchlaufens bearbeitet. Hieraus
ergibt sich, daß Vorschub- und Bearbeitungszeit nicht mehr wie bei dem bekannten
Verfahren addiert werden müssen, sondern daß die Vcrschubgeschwindigeit bereits
die Leistung der Maschine bestimmt. Setzt man einmal gleiche Vorschubgeschwindigkeit
voraus und vergleicht das erfindungsgemäße Verfahren mit dem bekannten, so ergibt
sich schon allein durch den Fortfall der Stillstandszeiten der Papier- oder Folienbahn
eine wesentliche Leistungssteigerung.
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Außerdem ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, die
Vorschubgeschwindigkeit gegenüber der beKannten Arbeitsweise wesentlich zu erhöhen,
weil die Papier- oder Folienbahn kontinuierlich und mit gleichbleibender Geschwindigkeit
durchlaufen kann und nicht immer wieder abgebremst werden muß.
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Infolgedessen wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Papier-
oder Folienbahn auch nicht durch ein ruckartiges Verzögern und Beschleunigen beansprucht,
so daß ein Verziehen oder gar Zerreißen der Papier- oder Folienbahn selbst bei hohen
Durchlaufgeschwindigkeiten nicht zu befürchten ist. Die Vorschubgeschwindigkeit
der Papier- oder Folienbahn wird somit nicht mehr durch die Festigkeit der Papier-
oder Folienbahn bestimmt,
sondern nur noch durch die erforderliche
Bearbeitungszeit, die den Werkzeugen zur Verfügung stehen muß. Da die Werkzeuge
bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren in Vorschubrichtung und mit praktisch
der gleichen Vorschubgeschwindigkeit wie die Papier- oder Folienbahn während der
Bearbeitung bewegt werden, darf somit die Vorschubgeschwindigkeit lediglich nicht
so groß werden, daß die während eines Vorschubtaktes zur Verfügung stehende Zeit
nicht mehr für die Bearbeitung der Papier- oder Folienbahn durch die Werkzeuge ausreicht.
Infolgedessen ist es bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren möglich,
wesentlich mehr Arbeitstakte pro Minute zu erreichen, wobei eine Verdoppeung der
bisher maximal erreichbaren Durchsatzleistung ohne weiteres zu erzielen ist.
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Ein weiterer Vcrteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin,
daß für seine Durchführun nur eine Maschine benötigt wird, die einen wesentlich
einfacheren Aufbau besitzt und die sih deshalb leichter und preiswerter herstellen
läßt. Eilj einfacherer Aufbau der Maschine ergibt sich zunächst dadurch, daß man
bei dem erfindungsgemäßen Verranren in manchen, vielleicht sogar in den meisten
Fällen auf die Anordnung einer Fotozelle und einer hierdurch bedingten, relativ
komplizierter, elektrischen Schaltung einschließlich der dabei ebenfalls erfcrderlichen
Schaltgeräte und mechanischen Teile verzichten Kann. Dies ist vor allem dann möglich,
wenn die Papier- oder Folienbahn in einem Durchgang und in einer Maschine bedruckt
und fertig verarbeitet wird. Es können nämlich durch hinwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und im Gegensatz zu der bekannten Arbeitsweise das DrucKwerk und die
Verarbeitungseinrichtung in einer Maschine vereinigt werden. Es braucht dann nicht
mehr - wie bisher - in getrennten Arbeitsglr gen auf verschIedenen Maschinen gedruc
und fertig verarbeitet zu werden, sondern es kann ohne wiederholtes Ab- und Aufspulen
in kostensparender und wirtschaftlicher Weise mit einem kontinuierlichen Material
fluß bearbeitet werden. Ein solcher kontinuierlicher Materialfluß aufgrund einer
direkt mit einem Druckwerk gekuppelten Verarbeitungsmaschine ermöglicht den Fortfall
besonderer Steuer- und Regeleinrichtungen, weil Druckwerk und Verarbeitungseinrichtung
stets
genau synchron miteinander laufen. Verschiebungen des Aufdruckes auf den fertigen
Produkten sind nach einmaligem Einrichten der Maschine nicht mehr zu befürchten.
Infolge des Fortfalls der Fotozelle ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch
nicht mehr erforderlich, die Papier- oder Folienbahn mit besonderen Marken für die
Fotozelle zu versehen, so daß auf den fertigen Produkten nur das aufgedruckt ist,
was beispielsweise aus Reklamegründen aufgedruckt werden soll. Unschöne und störende
Markierungen entfallen somit. Aber nicht nur die Fotozelle sowie die zugehörige
elektrische Schaltung und deren mechanische Steuereinrichtung entfallen bei dem
erfindungsgemäßgen Verfahren und vereinfachen den Aufbau der Verarbeitungsmaschine,
sondern man kann in jedem Fall in vorteilhafter Weise auf die Bremsen und Kupplungseinrichtungen
für das Anhalten und Beschleunigen der Papier- oder Folienbahn verzichten. Ebenso
kann grundsätzlich auf eine Wippe für den Längenausgleich zwischen dem von der Vorschubeinrichtung
erfaßten Längenabschnitt der'Papier- oder Folienbahn und der Vorratsrolle verzichtet
werden, weil die Papier- oder Folienbahn mit ständig gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit
unter den Werkzeugen hindurchgeführt wird. Damit entfallen auch alle mit diesen
Teilen verbundenen Nachteile, die vor allem einen unruhigen Lauf, einen großen Aufwand
und eine erhebliche Reparaturanfälligkeit der Maschine bewirken. Bn weiterer wesentlicher
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß bei diesem die Papier-
oder Folienbahn bei der Verarbeitung nicht nur von einer Rolle abgezogen, sondern
auch anschließend wieder ohne Schwierigkeiten auf eine Rolle aufgespult werden kann.
Dies ist bei dem bekannten Verfahren aufgrund der intermittierenden Vorschubbewegung
praktisch nicht möglich, weil ein entsprechenderAntrieb der aufwickelnden Rolle
wenn überhaupt, so nur mit einem unverhältnismäßig großen und wirtschaRlich nicht
tragbaren Aufwand durchgeführt werden könnte. Bei einer Maschine, die nach dem bekannten
Verfahrern arbeitet und deren Papier- oder Folienbahn kontinuierlich und mit gleichbleibender
Geschwindigkeit geführt wird, bereitet ein solches Laufrollen nach dem Bearbeitungsvorgang
keine Schwierigkeiten. Ein solches Aufrollen des fertigen Produktes ist in
zahlreichen
Fällen von ausschlaggebender Bedeutung, wie beispielsweise bei der Herstellung von
Kleiderschutzhüllen für Reinigungen.
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In solchen Reingungsbetrieben werden die Kleiderschutzhüllen einzeln
über die gereinigten KleidungsstücKe gezogen. Für diesen Arbeitsbang ist es von
besonderem Vorteil, wenn die beutelartigen Schutzhüllen von einer Vorratsrolle abgezogen
bzw. abgerissen werden können.
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Im allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn die WerKzeuge nur während
ihres geradlinigen Bewegungsabschnittes mit der Pappe; oder Folienbahn in Berührung
bzw. in Einsatz gebracht werden. Auf diese Weise wird ein einwandfreies Arbeiten
der Werkzeuge gewährleistet und eine Relativbewegung zwischen den Werkzeugen und
der Papier- oder Folienbahn vermieden. Dabei ist es zweckmäßig, sämt-Jiche Werkzeuge,
deren Arbeitsrichtung nicht der Vorschubrichtung entspricht, gemeinsam zu bewegen.
Dies ermöglicht eine einfachere Konstruktion der VerarbeiWungsmaschine, was sich
vor allem auf den Anschaffungspreis günstig auswirkt. Grundsätzlich ist es jedoch
auch möglich, sämtliche Werkzeuge, deren Arbeitsrichtung nicht der Vorschubrichtung
entspricht, einzeln und/oder in Gruppen gemeinsam zu bewegen.
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Von besonderem Vorteil ist es ferner wenn der bzw.
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die Werkzeuggegenhalter oder der Bearbeitungstisch entsprechend dem
geradlinigen Bewegungsabschnitt der Werkzeuge nur geradlinig und mit einer der Werkzeugbewegung
entsprechenden Geschwindigkeit hin- und herbewegt wird. Durch eine derartige Bewegung
der Werkzeuggegernialter oder des Bearbeitungstisches befinden sich diese stets
in dem Augenblick, in dem die Werkzeuge im Einsatz sind, an der richtigen Stelle
und es tritt außerdem keine Relativbewegung zwischen den Werkzeugen und ihren Gegenhaltern
bzw. dem Bearbeitungstisch auf. Im übrigen jedoch ist es bei einer flach gespannten
durchlaufenden Papier- oder Folienbahn nicht erforderlich, daß die Werkzeuggegenhalter
oder der Bearbeitungstisch eine andere als eine hin und hergehende Bewegung ausführen.
Trotzdem kann es in einzelnen Fällen vorteilhaft sein, wenn der bzw. die Werkzeuggegenhalter
oder der Bearbeitungstisch in gleicher oder ähnlicher
Weise wie
die Werkzeuge in Vorschubrichtung sowie etwa senkrecht dazu bewegt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Papier- oder Folienverarbeitungsmaschine
zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, insbesondere zur Herstellung
von Beuteln, Tragetaschen oder anderen Teilen bei welcher eine Vorschubeinrichtung
eine ein- oder mehrlagige Papier- oder Folienbahn flach und gespannt unter einem
oder mehreren BearDeitungswerkzeugen, wie z.B. Loch-, Form- oder Perforationsstanzen,
Schweißeinrichtungen, Schneidmessern od. dgl. hindurch- führt und bei der die Relativgeschwindigkeit
zwischen der flach verlaufenden Papier-oder Folienbahn einerseits und dem bzw. den
Werkzeugen andererseits während des Werkzeugeinsatzes zeitweilig aufgehoben ist,
welche sich dadurch kennzeichnet, daß die Maschine eine kontinuierlich und mit gleichbleibender
Vorschubgeschwindigkeit arbeitende Vorschubeinrichtung für die Papier- oder Folienbahn
besitzt und daß sie Werkzeuge aufweist, welche eine den Umrissen eines senkrecht
auf der Papier- oder Folienebene stehenden Kreisabschnittes von halber oder mehr
als der halben Kreisfläche entsprechende Bewegung ausführen und während ihres Einsatzes
etwa die gleiche Vorschubgeschwindigkeit in der gleichen Vorschubrichtung wie die
Papier- oder Folienbahn besitzen. Mit einer solchen Maschine lassen sich die im
vorstehenden erwähnten zahlreichen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens verwirklichen.
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Dabei ist die Maschine selber verhältnismäßig einfach und übersichtlich
in ihrem Aufbau, was für Herstellung, Wartung und Betrieb in besonderem Maße vorteilhaft
ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Werkzeuge
durch mindestens einen Kurbeltrieb angetrieben und dieser bewegt die Werkzeuge entsprechend
den Kreisabschnittumrissen sowohl in bzw. gegen die Vorschubrichtung der Papier-oder
Folienbahn als auch etwa senkrecht dazu. Ein derartiger Kurbeltrieb ist ohne besondere
Schwierigkeiten mit einfachen Mitteln herstellbar. Außerdem verleiht er den Werkzeugen
genau die Bewegung, die für ein einwandfreies Arbeiten der Maschine nach
dem
erfindungsgemäßen Verfahren erforderlich ist. Dabei ist es zwecKmäßig, die Maschine
so auszubilden, daß das bzw. die Werkzeuge nur während ihres geradlinigen Bewegungsabsohnittes
die Papier-bzw. Folienbahn berühren. Dies läßt sich mittels eines Kurbeltriebes
ohne nennenswerte Schwierigkeiten erreichen. Dabei ist es jedoch ratsam, eine solche
Ausbildung zu wählen, daß das bzw. die Werkzeuge nur so lange mit der Papier- oder
Folienbahn in Eingriff sind wie der Kurbel zapfen des Kurbeltriebes braucht, um
den Bogen eines Winkels von etwa 110 bis 1400 zurückzulegen. Um dies zu erreichen,
bedarf es lediglich einer entsprechenden Bemessung der Maschinenteile, die den Kurbeltrieb
mit den WerKzeugen verbinden. Es ist zwar grundsätzlich möglich, die Eingriffszeit
der Werkzeuge und damit den gemeinsamen Weg von Werkzeugen und Papier- oder Folienbahn
zu verlängern, und zwar bis zu einer sochen beitspanne, wie sie der Kurbelzapfen
des Kurbeltriebes braucht, um den Bogen eines Winkels bis zu etwa 1800 zurückzulegen.
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Es empfiehlt sich jedoch, dies nicht ohne besondere Vorkehrung en
zu tun, weil aufgrund der Mechanik des Kurbeltriebes die Werkzeuge dann zu Beginn
und gegen Ende ihres Einsatzes mit einer zu großen Gesehwindigkeitsdifferenz gegenüber
der Verschubbewegung der Papier- oder Folienbahn bewegt würden. Benutzt man hingegen,
wie vorgeschlagen, nur den Bogen eines Winkels von etwa 110 bis irc vorzugsweise
von etwa 120 bis 1300, so werden die Werkzeuge bei entsprechender Auslegung des
Antriebes praktisch über die gesamte Dauer ihres Einsatzes mit annähernd der gleichen
Geschwindigkeit in Vorschubrichtung bewegt, wie auch die Papier- oder Folienbahn.
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Die noch zu beginn und am Ende des i'erKzeug:einsawzes auftretende
geringfügige $Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Papier- oder Folienbahn und den
Werkzeugen ist s: gering, daß sie durch die natürliche Elastizität des Papiers bzw.
der Folie ausgeglichen wird.
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Erst wenn der genannte Winkel wesentlich überschritten wird, nimmt
die durch die Kurbelmechanik bedingte Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Werkzeugen
und der Papier- oder F@lienbahn in unverhältnismäßig großem Maße zu, wodurch es
zu Schwierigkeiten und Störungen kommen kann. Diese werden jedoch durch die vorgeschlagene
Ausbildung der Maschine zuverlässig vermIeden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besten; darin, daß
der oder die Kurbeltriebe für die Werkzeuge über stirnverzahnte Exzenterräder, Ellipsenräder
od. dgl. angetrieben sind.
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Dabei ist es in aller Regel vorteilhaft, wenn der oder die Kurbeltriebe
für die Werkzeuge Kurbelräder besitzen, die als stirnverzahnte Exzenterräder, Ellipsenräder
od. dgl. ausgebildet sind.
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Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Eingriffszeit
der Werkzeuge und damit der gemeinsame Weg von Werkzeugen und Papier- oder Folienbahn
verlängert wird, und zwar bis zu einer solchen Zeitspanne, wie sie der Kurbelzapfen
des Kurbeltriebes braucht, um den Bogen eines Winkels bis zu etwa 1800 zurückzulegen.
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Die im vorstehenden beschriebenen Schwierigkeiten treten bei einem
Antrieb der Kurbelzapfen über Exzenterräder, Ellipsenräder od.dgl.
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nicht auf, weil es mit Hilfe solcher Räder möglich ist, die aufgrund
der Mechanik des Kurbeltriebes zu Beginn und gegen Ende des Werkzeugeinsatzes entstehende
Vergrößerung der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Werkzeug und Papier- oder Folienbahn
auszugleichen. Dies bedeutet, daß der Bogen eines Winkels bis zu 1800 und nicht
nur bis etwa 1400 ausgenutzt werden kann, was die Leistungsfähigkeit und die Verwendungsmöglichkeit
der Maschine nach der Erfindung wesentlich verbessert.
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Im allgemeinen empfiehlt es sich, das oder die, vorzugsweise sämtliche,
Werkzeuge, welche die Papier- oder Folienbahn bearbeiten, an einem gemeinsamen Werkzeughalter
anzuordnen, welcher mittels des Kurbeltriebes angetrieben ist. Anstelle eines grundsätzlicn
möglichen, gesonderten Kurbeltriebes für jedes einzelne Werkzeug, was unter Umständen
eine Vielzahl von Kurbeltrieben erfDruern würde, ist es auf diese Weise möglich,
mit einem einziger, Kurbeltrieb auszukommen, der dann den gemeinsamen Werkzeughalter
und damit sämtliche WerKzeuge gleichzeitig antreibt.
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Ferner ist es möglich und in manchen Fällen besonders vorteilhaft,
wenn das oder die Werkzeuge, welche die Papier- oder Folienbahn bearoeiten, an zwei
oder mehr Werkzeughalten angeordnet sind, die mittels eines oder mehrerer Eurbeltriebe
angetrieben sind. Dies ist vor allem dann von Bedeutung, wenn besonders viele
Werkzeuge
benötigt werden und ein einzelner Werkzeughalter zu groß oder seine Ausbildung zu
kompliziert würde. Auch bei mehreren Werkzeughaltern ist es möglich, diese von einem
gemeinsamen Kurbeltrieb aus anzutreiben oder jeden Wer;zeughalter für sich über
einen gesonderten Kurbeltrieb zu bewegen. Eine weitere Möglichkeit besteht noch
darin, mehrere Werkzeughalter gruppenweise zusammenzufassen und jeder Gruppe einen
gesonderten hurbeltrieo zuzuordnerl Gleichgültig in welcher Weise die Werkzeughalter
arigetrieben sind, empfiehlt es sich, das bzw. die Werkzeuge etwa senKrecht zur
Vorschubrichtung verschiebbar in Führungen des Werkzeughalters zu lagern. Dabei
ist es besonders empfehlenswert, wenn das bzw. die im Werkzeughalter verschiebbar
gelagerten Werkzeuge von jeweils mindestens einem Federelement in Richtung zu der
Papier- oder Folienbahn hin gegen einen Anschlag bewegt und dort in ihrer Ruhestellung
gehalten sind. Die axial verschiebbare Lagerung der Werkzeuge in ihren Werkzeughaltern
ermöglicht es, daß die Werkzeuge vom Augenblick des Aufsetzens auf die Papier- oder
Folienbahn bis zu ihrem Abheben von dieser eine reine geradlinige, der Vorschubrichtung
entsprechende Bewegung ausführen, obwohl durch die Wirkung des Kurbeltriebes der
Werkzeughalter auch während dieses Bewegungsabschnittes eine kreisförmige Bewegung
ausführt undicht den Umrissen eines Kreisabschnittes folgt. Die Anordnung eines
Federelementes garantiert dabei ein festes Aufliegen der Werkzeuge auf der Papier-
oder Folienbahn, so daß der zum Bearbeiten erforderliche Anpreßdruck vorhanden ist.
Ausserdem werden hierdurch Klappergeräusche vermieten, die sonst durch lose in dem
Werkzeughalter geführte Werkzeuge stehen könnten.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist unterhalb des bzw.
der Werkzeuge und unterhalb der Papier- oder Folienbahn ein Bearbeitungstisch oder
ein bzw. mehrere Gegenhalter für die Werkzeuge vorgesehen, der bzw. die sich zusammen
mit dem bzw. den Werkzeugen und der Papier- oder Folienbahn geradlinig in Vorschubrichtung
bewegen. Ein derartiger Bearbeitungstisch
bzw. derartige Gegenhalter
oder Gegenstücke für die Werkzeuge garantieren ein einwandfreies Bearbeiten der
Papier- oder Folienbahn und verhindern ein Verziehen bzw. eine Zerstörung derselben.
Zweckmäßigerweise rühren dabei der Bearbeitungstisch bzw. der oder die Gegenhalter
der Werkzeuge zusammen mit dem bzw. den Werkzeugen eine geradlinige Bewegung aus,
wobei dieser bzw. diese während des Werkzeugeinsatzes die gleiche Vorschubgeschwindigkeit
und die gleiche Vorschubrichtung wie die Papier-oder Folienbahn sowie das bzw. die
Werkzeuge besitzen. Somit wird auch zwischen der Papier- oder Folienbahn und dem
Bearbeitungstisch bzw. den Gegenhaltern oder Gegenstücken der WerKzeuge während
deren Einsatz keine nennenswerte Relativbewegung auftreten. Grundsätzlich ist es
jedoch auch möglich, daß unterhalb des bzw. der Werkzeuge und unterhalb der Papier-
oder Folienbahn ein Bearbeitungstisch oder ein bzw. mehrere Gegenhalter für die
Werkzeuge vorgesehen sind, der bzw. die sich in gleicher oder zumindest ähnlicher
Weise wie die Werkzeuge in Vorschubrichtung bzw. senkrecht dazu bewegen. Dabei ist
es vorteilhaft, wenn der Bearbeitungstisch bzw. der oder die Gegenhalter der Wer<.zeuge
mittels des gleichen Kurbeltriebes wie der entsprechende das bzw. die Werkzeuge
tragende Werkzeughalter angetrieben sind.
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Hierbei spart man alle jene Maschinenteile, die sonst zum Erreichen
eines Gleichlaufes zwischen den Werkzeugen und dem Bearbeitungstisch bzw.dem oder
den Gegenhaltern der Werkzeuge notwendig sind.
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Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, daß die Werkzeuge und der
Bearbeitungstisch bzw. der oder die Gegenhalter der Werkzeuge mittels zwei oder
mehr gleichlautender Kurbeltriebe angetrieben sind. Darüber hinaus empfiehlt es
sich, den Kurbelradius des oder der Kurbeltriebe durch jeweils einen verschiebbaren
Kurbelzapfen veränderbar auszubilden. Durch Veränderung des Kurbelradius läßt sich
die Länge des Vorschubweges verändern, den die Werkzeuge während ihres Einsatzes
zurücklegen.
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Damit wird auch die Einsatzdauer der Werkzeuge verändert, was vor
allem für Schweißeinrichtungen von Bedeutung ist. Außerdem lassen sich durch Verstellen
des Kurbelradius die Entfernungen
zwischen den Stellen auf der
Papier- oder Folienbahn verändern, an denen die Werkzeuge eingreifen. Dies ist beispielsweise
für L@chstanzen von Bedeutung, um die Abstände der Löcher voneinander verändern
zu können. Sinngemäß das gleiche gilt selbstverständlich auch für die Schnitte vor.
Schneidmessern und die Abstände von Schweißnähten sowie für die Anordnung verschiedener
Perforationen und ähnlichem. Bei einer Veränderung des Kurbelradius ist es jedoch
erforderlich, auch das Drehzanlverhältnis von Kurbelrad und Vorschubeinrichtung
in entsprechender Weise zu korrigieren, damit keine Relativgeschwindigkeit zwischen
dem Werkzeug und der Papier- oder Folienbahn auftritt. Eine solche Korrektur des
Drehzahlverhältrlisses läßt sich ohne e Schwierigkeiten mit den bekannten mitteln
stufenweise sowie stufenlos durchführen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele
schematisch veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorschubeinrichtung mit einfachem
Kurbeltrieb in der Seitenansicht; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II - II der
Fig. 1; Fig. 3 eine Vorschubeinrichtung mit doppeltem Kurbeltrieb in der Seitenansicht;
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 3.
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In Fig. 1 und 2 ist mit 1 eine Papier- oder Folienbahn bezeichnet,
die in Pfeilrichtung z flach und gespannt geführt ist.
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Als Vorschubeinrichtung dienen vier Walzen 2, die auf nicht dargestellte
Weise derart angetrieben sind, daß die Folie 1 mit gleichbleibender Vorschubgeschwindigkeit
in Pfeilrichtung z kontinuierlich und leicht gespannt geführt wird. Zur Bearbeitung
der Folie 1 dienen Werkzeuge 3, von denen in Fig. 1 und 2 der Einfachheit halber
nur ein einziges dargestellt ist. Dieses Werkzeug 3 ist bei diesem Ausführungsbespiel
ein Schweißbalken, welcher die aus zwei Lagen bestehende Folienbahn 1 mit jeweils
einer quer zur Vorschubrichtung z verlaufenden Schweißnaht versieht, derart, daß
die beiden Lagen der Folie 1 miteinander verschweißt sind.
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Die Spitze des WerKzeuges 7 befindet sich in Fig. 1 und 2 in ihrer
höchsten Stellung und bewegt sich im Verlaufe eines Arbeitstaktes entsprechend den
Umrissen eines senkrecht auf der Papier- oder Folienebene stehenden Kreisabschnittes
A von mehr als der halben Kreisfläche. Bewegt und gehalten wird das Werkzeug 3 von
einem Werkzeughalter 4, der, wie insbesondere Fig. 2 zeigt, portalartig ausgebildet
ist und von einem Kurbeltrieb 5 angetrieben wird. Der Kurbeltrieb 5 besteht aus
zwei angetriebenen Kurbelrädern 5a, die über eine Welle 5b miteinander verbünden
sind. Jedes Kurbelrad 5a weist einen Kurbelzapfen 5c auf, dessen als Kurbeiradius
r zu bezeichnender Abstand vom Kurbelradmittelpunkt M verändert weIen zahn. Der
Kurbelzapfen 5c ist drehbar in einem Führungshclm 4a des Werkzeughalters 4 gelagert.
Dreht
sich nun das Kurbelrad 5a in Pfeilrichtung y, so bewegt sich
der Werkzeughalter 4 im Sinne eines senkrecht auf der Papier- oder Folienebene stehenden
Kreises mit dem Halbmesser des Kurbelradius r. Infolgedessen beschreibt auch das
Werkzeug 3 im wesentlichen einen ebensolchen Kreis, der jedoch von dem Werkzeug
3 nicht vollständig, sondern nur in Form des Kreisabschnittes A umrissen wird. Der
Grund hierfür liegt darin, daß das Werkzeug 3 bei seiner kreisbogenförmigen Bahn
bei a auf die Folie 1 ausstößt, welche durch einen Bearbeitungstisch 6 unterstützt
wird. Zusammen mit der Folie 1 und dem Bearbeitungstisch 6 bewegt sich das Werzeug
3 in Pfeilrichtung z bis zum Punkt b, wo sich das Werkzeug 3 wieder von der Folie
1 abhebt. Die geradlinige Bewegung zwischen den Punkten a und b ist nur dadurch
möglich, daß das Werkzeug 3 im Werkzeughalter 4 senkrecht zur Vorschubrichtung z
verschiebbar in einer Führung 7 geführt ist. Mit Hilfe eines Federelementes 8 wird
das Werkzeug 3 ständig gegen einen Anschlag 9 drückt, sodaß es sich immer dann,
wenn es außer Eingriff mit der Folienbahn 1 ist, in der in Fig. 1 und 2 veranschaulichten
Ruhestellung befindet. Nur während seiner Bewegung zwischen den Punkten a und b,
also während der Zeit, in welcher sich das Werkzeug 3 im Einsatz befindet, wird
es etwa senkrecht zur Vorschubrichtung z gegenüber dem Werkzeughalter 4 innerhalb
der Führung 7 verschDben, was die geradlinige Bewegung des Werkzeuges 3 zwischen
den Punkten a und b ermöglicht.
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Die Entfernung zwischen den Punkten a und b läßt sich durch eine
Veränderung des Kurbelradius r verändern. Der Abstand zwischen den beiden Punkten
a und b ist dabei nur die Wegstrecke, die die Folien 1, das Werkzeug 3 und der Bearbeitungstisch
6 gemeinsam in Vorschubrichtung z zurücklegen. Sie ist nicht gleich bedeutend mit
der Entfernung zwischen den einzelnen Schweißnähten der Folienbahn 1.
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Die Bewegung des Bearbeitungstisches 6 in Vorschubrichtung z wird
ebenfalls vom Kurbeltrieb 5 bewirkt und gesteuert.
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Hierzu besitzt der Bearbeitungstisch 6 Führungsholme 6a, zwischen
denen der Kurbelzapfen 5c eingreift. Der Kurbelzapfen 5c ist dabei
in
dem mit 4a bezeichneten Führungsholm des Werkzeughalters 4 gelagert, der wiederum
gleitend zwischen den Führungsholmen 6a des Bearbeitungstisches 6 angeordnet ist.
Insbesondere aus Fig. 1 is-t klar zu erKennen, daß bei einer Drehbewegung des Kurbelrades
5a der Führungsholm 4a des Werkzeugträgers 4 die Bewegung des Kurbelzapfens 5c,
nämlich eine rotierende Bewegung um den Achsmittelpunkt M mit dem Halbmesser r,
ausführt, wohingegen die Führungsholme 6a des Bearbeitungstisches 6 aufgrund der
möglichen Relativbewegung zwischen ihnen urid dem Führungsholm 4a des Werkzeughalters
4 nur eine in bzw. gegen die Vorschubrichtung z gerichtete hin- und hergehende Bewegung
ausführen können. Diese Bewegung entspricht dem doppelten Kurbelradius r. Um eine
einwandfrei geradlinige Führung des Bearbeitungstisches 6 in bzw. gegen die Vorschubrichtung
z zu erreichen, ist der Bearbeitungstisch 6 über Rollen 10, die auf einer feststehenden
Führungsbahn 11 laufen, parallel zur Vorscnubrichtung z geführt. Es ist jedoch auch
möglich, anstelle der Rollen 10 eine Gleitführung zwischen dem Bearbeitungstisch
6 und der Führungsbahn 11 vorzusehen.
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Zur Verdeutlichung der Arbeitsweise des Kurbeltriebes sind in Fig.
1 am Umfang. des Kurbelrades 5a insgesamt sechs Punkte mit den Bezugszeichen c bis
h bezeichnet. Bei der in Fig. 1 gezeichneten Stellung befindet sich der Kurbel zapfen
5c auf einer geraden Linie zwischen dem Achsmittelpunkt M und dem mit c bezeichneten,
in Wirklichkeit selbstverständlich nicht vorhandenen Markierungspunkt c. Bei dieser
Stellung ist das WerKzeug 3 am weitesten von der Papier- oder Folienbahn 1 entfernt
und nimmt im Hinblick auf seine mögliche Querbewegung in bzw. gegen die Vorschubrichtung
z die Mittelstellung ein. Bewegt sich der Kurbelzapfen 5c zum Punkt d hin, so senkt
sich das Werkzeug 3 ab und verschiebt sich gleichzeitig nach links. Im Bereich des
Punkr tes d nimmt das Werkzeug seine linke Grenzstellung ein, wobei es sich immer
noch oberhalb der Papier- oder Folienbahn 1 befindet.
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Erst wenn der Kurbelzapfen 5c im Bereich des Markierungspunktes e
angelangt ist, berührt das Werkzeug 3 die Papier- oder Folienbahn 1 im Bereich des
Punktes a. Auf dem Weg von e bis g bewegen sich das Werkzeug 3, die Papier- oder
Folienbahn 1 sowie der Bearbeitungstisch
6 gemeinsam miteinander,
und zwar in engem Berührungskontakt. Dabei wird der Tiefpunkt f durchfahren, was
sich jedoch nur auf den Werkzeughalter 4 auswirkt, während das WerKzeug 3 auf der
Höhe der Papier- oder Folienbahn 1 bleibt und die StreK-Ke a bis b durcheilt. Ist
der Kurbelzapfen 50 im Bereich des Markierungspunktes g angelangt, so hebt sich
das WerKzeug 3 von der Papier- oder Folienbahn 1 ab und erreicht kurz danach seine
rechte Endstellung, und zwar dann, wenn der Kurbelzapfen 5c sich im Bereich des
Punktes h befindet. Von dort aus bewegt sich der Kurz belzapfen 5c in die in Fig.
1 gezeichnete Ausgangsstellung zurück, wobei sich das Werkzeug 3 nach links, also
gegen die Vorschubrichtung z und gleichzeitIg nach oben von der Papier- oder Folienbahn
1 fort bewegt.
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In den Fig. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, die jedoch im wesentlichen in gleicher Weise wie die Ausführungsform
nach Fig. 1 und 2 arbeitet. Sie unterscheidet sich gegenüber der Ausführungsform
nach Fig. 1 und 2 im wesentlichen dadurch, daß zwei Kurbelräder 5a und zwei Kurbeizapfen
5c vorgesehen sind, dle beide gemeinsam einen einzigen Werkzeugträger 4 und damit
die daran angeordneten Werkzeuge 3 bewegen, vori denen wiederum nur eins beispielsweise
veranschaulicht ist. Ein weiterer Unterschied dieser zweiten usführungsform besteht
darin, daß der Bearbeitungstisch 6 nicht Uber eigene Führungsholme ba verfügt, sondern
von den Führungsholmen 4a des Werkzeugträgers 4 mit angetrieben wird. Zwischen den
Führungsholmen 4a und dem Bearbeitungstisch 6 ist eine etwa senkrecht zur V rschubrichtung
z gerichtete Gleitbewegung möglich. Ein weiterer Unterschied besteht in der zweifachen
Lagerung und Befestigung der Werkzeuge 3 am Werkzeughalter 4, was Insbesondere in
Fig. 4 zu erKennen ist. Schließlich ist noch zu erwärmten, daß die beiden Kurbelräder
5a über ein Zwischenrad 12 miteinander iII Eingriff stehen, sc daß beide Kurbelräder
5a mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen. Zu diesem Zweck sind die Kurbelräder 5a
und das Zwischenrad 12 zweckmäßigerweise als Zahnräder ausgebildet.