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Verfahren und Einrichtung zum Bearbeiten von stetig bewegten Warenbahnen
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Bearbeiten von stetig bewegten Warenbahnen,
insbesondere zum Schneiden oder Stanzen von Formrohlingen aus durch Stetigförderer
vorgeschobenen plastischen Warenbahnen, sowie auf Einrichtungen zum Durchführen
solcher Verfahren.
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In dem bevorzugten Einsatzfall der Rohlingsvorbereitung für das Formpressen
von Gummi- oder Kunststoffartikeln war es bisher üblich, die zum Ausfüllen der Formen
benötigten Rohlinge mit mehr oder weniger Ubermaß auf feststehenden Stanzen oder
Schneidvorrichtungen von einem bewegten Streifen vulkanisierbarer Kautschuk- bzw.
plastischer Kunststoffmischung abzutrennen. Die Arbeitsweise der die Mischungsstreifen
liefernden vorgeschalteten Walzwerke, Kalander, Strangpressen und anderer Maschinen
bedingt dabei eine stetige Zulauf- oder Vorschubgeschwindigkeit der Streifen, die
zum Durchführen geradliniger Schnitte, zum Einbringen von Stanzschnitten oder Bohrungen
mit unverzerrten Wandungen und anderen mechanischen Bearbeitungsvorgängen in ortsfesten
Maschinen ein vorübergehendes örtliches Stillsetzen notwendig macht.
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Wenn dies auch keine grundsätzlichen Schwierigkeiten bietet, so entstehen
daraus doch Ungenauigkeiten, die mit höheren Ansprüchen nicht mehr hingenommen werden
können. Es kommt hinzu, daß der Verschnitt, d. h. der Abfall an zurücklaufender
Rohmischung unerwünscht hoch wird und zwangsläufig auch die erreichbare Arbeitsgeschwindigkeit
verhältnismäßig niedrig ausfällt. Ähnliche Verhältnisse liegen in vergleichbaren
anderen Fällen vor, in denen eine stetig bewegte Warenbahn einer kurzzeitigen mechanischen
Bearbeitung unterzogen werden soll. Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, die
geschilderten Mängel der bekannten Arbeitsverfahren zu beheben und gleichzeitig
mit einer höheren Arbeitsgeschwindigkeit eine größere Genauigkeit mit verringertem
Abfallanteil zu erreichen.
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Nach der Erfindung wird zur Lösung der gestellten Aufgabe für Verfahren
der eingangs genannten Gattung der Bearbeitung eine von der Vorschubbewegung der
Warenbahn abgeleitete, mit gleicher Geschwindigkeit und in gleicher Richtung ablaufende
Bewegung überlagert. Bei Verwendung einer Bearbeitungsmaschine mit einem einen im
Winkel zu der Warenbahn gerichteten Arbeitshub ausführenden Werkzeugträger wird
dem Arbeitshub des Werkzeugträgers eine mit der Vorschubbewegung der Warenbahn gleichlaufende
gleich große Bewegungskomponente überlagert und die örtliche Versetzung des Werkzeugträgers
im Verlaufe seines Rücklaufes in seine Ruhestellung wieder aufgehoben oder im wesentlichen
aufgehoben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hebt jede als nachteilig erkannte Relativbewegung
zwischen Warenbahn und Werkzeugträger in enger Koppelung beider Antriebssysteme
während der Dauer der Einwirkung auf die Warenbahn auf und schafft dadurch günstige
Voraussetzungen für-die Erzielung hoher Arbeitsgenauigkeit. Da der Bearbeitungsvorgang,
der je nach den vorliegenden Bedingungen anstatt mit mechanischen auch mit chemischen,
elektrischen oder elektronischen Mitteln, beispielsweise durch Funkenerosion, durchgeführt
werden kann, ohne zwischenzeitliche Verschiebungen unter Beibehaltung einer festen
Einstellung abläuft und keine in Längsrichtung wirkenden Spannungen in der Warenbahn
aufgebaut werden, ergeben sich geradlinige, unverzerrte Schnittflächen. Die Abmessungen
der abgetrennten Formrohlinge können infolgedessen in sehr engen Grenzen gehalten
werden, und darüber hinaus erlaubt die gesteigerte Genauigkeit eine dichtere Aufeinanderfolge
der Bearbeitungsvorgänge mit durch Verringerung des Abfallanteils verbesserter Materialausnutzung.
Dieses im Verein mit der Möglichkeit, die Warenbahn ohne zwischenzeitliches Abbremsen
oder Stillsetzen mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch die Bearbeitungszone
hindurchführen zu können, hat einen wesentlich höheren Arbeitsausstoß in der Zeiteinheit
zur Folge. Es wird dadurch möglich, die vergleichsweise hohe Arbeitsgeschwindigkeit
der vorgeschalteten Herstellungsmaschinen im vollen Umfang auszunutzen, so daß sich
in der Gesamtplanung des Betriebsablaufes günstigere Lösungen eröffnen.
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Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Einrichtung
mit einem von dem dem Stetigförderer zugeordneten Antriebsmotor aus intermittierend
mit Richtungsumkehr antreibbaren Werkzeugträger vorgesehen. Zweckmäßig ist der Werkzeugträger
über ein Schubkurbelgetriebe antreibbar. Die Verwendung eines solchen Kurbelgetriebes
führt in kinematisch einfacher Weise zu der notwendigen Umwandlung einer Drehbewegung
in geradlinige Verschiebungen des Werkzeugträgers unter ständiger Wahrung einer
erwünschten formschlüssigen Verbindung aller bewegten Teile untereinander, die ihrerseits
die Vcraussetzung zur Erzielung hoher Taktzahlen und genauer Einhaltung der vorgegebenen
Abstände zwischen aufeinanderfolgenden Arbeitshüben des Werkzeugträgers bildet.
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Für viele technische Prozesse wie beispielsweise die gewichtsgenaue
Herstellung von Formrohlingen aus Warenbahnen mit uneinheitlichem Metergewicht ist
es erwünscht und notwendig, die Schnittlänge ohne Betriebsunterbrechungen nach dem
Ergebnis voraufgegangener oder nachfolgender Wägungen verändern zu können. Zu diesem
Zweck ist gemäß einem wichtigen Teilmerkmal der Erfindung der Bewegungshub des Werkzeugträgers
beispielsweise über ein in Abhängigkeit von dem Antrieb des Stetigförderers verstellbares
Regelgetriebe änderbar, wobei zweckmäßig ein auf beiden bewegten Teilen zugeordnete
Regelgetriebe gleichzeitig einwirkendes Verstellglied vorgesehen ist. Die Regelgetriebe
sind vorteilhaft als stufenlos änderbare Verstellgetriebe an sich bekannter Bauart
z. B.
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mit von einer Lamellenkette formschlüssig umschlungenen verschiebbaren
Kegelscheibenpaaren od. dgl. ausgebildet, wobei das dem Werkzeugträger zugeordnete
Verstellgetriebe ein- und ausgangsseitig mit geradlinig beweglichen Getriebemitteln,
vorzugsweise Zahnstangen gekoppelt ist.
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Gemäß einer Variante der Erfindung kann aber auch stattdessen das
Schubkurbelgetriebe über ein einen drehbar gelagerten zweiarmigen Hebel mit änderbarem
flbersetzungsverhältnis aufweisendes Gestänge mit dem Werkzeugträger gekoppelt sein,
wobei der zweiarmige Hebel zwecks Änderung seines bersetzungsverhältnisses an einem
feststehenden Drehpunkt in Längsrichtung verschiebbar gelagert sein kann. Die Regelung
der Vorschub
- und Arbeitsgeschwindigkeit kann durch entsprechende
Beeinflussung des gemeinsamen Antriebes vorgenommen werden. Es wäre denkbar und
auch möglich, das Verstellglied der Regelgetriebe mit einer vorgeschalteten Herstellungsmaschine
oder einer Wiegevorrichtung zu koppeln und damit eine selbsttätige Anpassung an
die jeweils vorherrschenden Betriebsbedingungen zu gewährleisten.
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Zur Verdeutlichung der Erfindung sind zwei verschiedene Einrichtungen
~ als Ausführungsbeispiele in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 das Anordnungsschema einer erfindungsgemäßen Einrichtung mit zwei stufenlos
regelbaren Verstellgetrieben und Fig. 2 eine abgeänderte Einrichtung mit stufenlos
veränderlichem Hebelsystem in gleichartiger Darstellung.
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Die in Fig. 1 gezeichnete Einrichtung enthält einen Stetigförderer
in Form eines über Umlenk- und Antriebsrollen 4 geführten endlosen Fördergurtes
3, der auf seinem Obertrum nicht weiter dargestellte Materialstreifen aufnimmt und
in Pfeilrichtung durch die Bearbeitungszone transportiert. Für die Bearbeitung ist
ein mechanischer Schneidvorgang vorausgesetzt, zu welchem Zweck ein an einer Geradführung
6 im Sinne des Doppelpfeiles parallel zur Bewegungsbahn des Fördergurtes 3 verschiebbarer
Werkzeugträger 5 mit einem oberhalb des Fördergurtes in Pfeilrichtung auf- und abbeweglichen
Schneidmesser 7 und einer unterhalb des Fördergurtes befindlichen Schneidunterlage
8 vorgesehen ist. Der Fördergurt 3 wird von einem nicht gezeichneten, durch die
strichpunktierte Riemenscheibe 9 mit aufliegendem Treibriemen symbolisierten Motor
unter Zwischenschaltung eines stufenlos verstellbaren Regelgetriebes 10 bekannter
Bauart mit zugehörigem Verstellmotor 11 angetrieben.
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Die Riemenscheibe 9 wirkt in formschlüssiger Verbindung gleichzeitig
auf ein Kurbelgetriebe 12 mit Doppelkurbel 13 und an einem Kreuzkopf 14 geradlinig
geführter Kurbelstange 15. Gegenüber anderen Ausführungsformen bietet das Doppelkurbelgetriebe
den Vorteil einer über große Weglängen nahezu gleichbleibenden linearen Geschwindigkeit
des Kreuzkopf es 14. Mit dem Kreuzkopf hängt eine in Führungen 21 hin- und herbewegliche
Zahnstange 15 zusammen, die über ein kämmendes Zahnrad 17 auf ein dem Getriebe 10
gleichartiges stufenlos verstellbares R-egelgetriebe 18 wirkt. Das Getriebe 18 trägt
ausgangsseitig ein Zahnrad 19, das wiederum mit einer einerseits in Führungen 22
geradlinig geführten und andererseits an den Werkzeugträger 5 angelenkten zweiten
Zahnstange 20 in kämmendem Eingriff steht. Das Ubersetzungsverhältnis des Regelgetriebes
18 wird in gleicher Weise wie für das Getriebe 10 von dem Verstellmotor 11 eingestellt.
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Der Antrieb des Fördergurtes 3 wie auch des Werkzeugträgers 5 von
einer gemeinsamen Kraftquelle - in der beschriebenen Einrichtung der Riemenscheibe
9 - gewährleistet einen in allen Bereichen synchronen Bewegungsablauf. Die geradlinige
Bewegung des Kreuskopfes 14 wird über das Regelgetriebe 18 auf den Werkzeugträger
5 der Schneidmaschine übertragen, wobei sich durch entsprechende Vorkehrungen erreichen
läßt, daß der abwärts gerichtete Arbeitshub des Schneidmessers 7 mit der Vorschubbewegung
des Werkzeugträgers zusammenfällt. Nach durchgeführtem Schnitt bewegt sich das Messer
7 wieder nach oben in seine Ruhestellung, während gleichzeitig der Werkzeugträger
5 durch das in den Richtungswechsel einlaufende Kurbelgetriebe 12 in seine Ausgangslage
zurückgefahren wird. Bei konstanter Drehzahl der Antriebsriemenscheibe 9 lassen
sich durch den Verstellmotor 11 gleich große und gleichsinnig gerichtete Änderungen
in dem t;bersetzungsverhältnis beider Regelgetriebe 10, 18 herbeiführen. Mit Änderungen
in der Hublänge des Werkzeugträgers 5 sind zwangsläufig auch Änderungen in der Vorschubgeschwindigkeit
des Fördergurtes 3 verbunden. Um dise konstant zu halten, müßte der Antriebsmotor
der Riemenscheibe 9 entsprechend nachgeregelt werden. Gegebenenfalls könnte der
Kraftfluß von der Riemenscheibe 9 auch unmittelbar an die Antriebsrolle 4 des Fördergurtes
geleitet werden, so daß Änderungen des Verstellgetriebes 10 sich nur in Änderungen
der Taktzahl auswirken.
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Die in Fig. 2 gezeichnete Einrichtung unterscheidet sich von der beschriebenen
Einrichtung darin, daß in den Antrieb des Werkzeugträgers 5 anstelle des Regelgetriebes
18 ein um ein feststehendes Drehlager 24 schwenkbarer zweiarmiger Hebel 23 vorgesehen
ist. An den in der Zeiehnung unteren Hebelarm ist eine mit dem Kreuzkopf 14 zusammenhängende
Schubstange 26 angelenkt, während der von ausziehbaren Gleitstangen 23a gebildete
obere Hebelarm über eine Schubstange 27 mit dem Werkzeugträger 5 verbunden ist.
Mit Hilfe einer in eine Stellmutter eingesetzten Gewindespindel 24 kann die wirksame
Länge des oberen Hebelarmes und damit das Ubersetzungsverhältnis des Hebels 23 stufenlos
verändert werden.
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Die Verstellbewegungen werden durch den gleichzeitig auf das Regelgetriebe
10 einwirkenden Stellmotor 11 ausgelöst. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist grundsätzlich
die gleiche wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben.