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Verfahren und Maschine zum Zuführen von
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überlappten Bogen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren und eine Maschine zum Zuführen von überlappten Bogen und ist insbesondere
auf das Zuführen von Papier, Kartonpappe und ähnlichem Flachmaterial gerichtet,
Seit vielen Jahren sind zahlreiche Bogenzuführvorrichtungen zum Zuführen von überlappten
Bogen verwandt worden, bei denen eine Verbesserung der überlappungsgeschwindigkeit
durch Saugwirkung und Druckluft und andere Techniken an der Uberlappungsstelle der
sich bewegenden Zuführbänder, Endlosbänder oder anderen Förderer mit relativ langsamer
und schneller Geschwindigkeit erreicht wurde, wie dies beispielsweise in den US-PS'en
2 211 046, 2 205 767, 2 261 971, 2 261 972, 2 371 190, 2 399 445, 2 454 762, 2 501
836, 2 521 075, 2 757 929, 2 766 039,2 906 530 und sogar in der alten GB-PS 1 562
von Wilkinson aus dem Jahre 1859 beschrieben ist.
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Während eine Verbesserung auf diese Weise erreicht wurde, so hatte
das Gewerbe doch wesentliche Beschränkungen in den oberen Arbeitsgeschwindigkeitsgrenzen
mit solchen Techniken hinzunehmen, die insbesondere von der Leichtigkeit oder Schwere
des verwendeten Flachmaterials abhängen mit den sich daraus ergebenden Zuverlässigkeitsbeschränkungen.
Solche überlappungsabschnitte sind deshalb in einigen Fällen der beschränkende Faktor
für Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit von Gesamtbogenschneid-, -stapel- und -fördersystemen
gewesen, wie solche beispielsweise in der US-PS 3 703 117 angegeben sind sowie in
anderen oben genannten beschrieben wurden.
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Die normale Arbeitsgeschwindigkeit eines überlappungssystems wird
zum größten Teil durch die Art des gehandhabten Materials begrenzt; leichte dünne
Materialien wie Zeitungsdruckpapier haben eine maximale Arbeitsgeschwindigkeit von
ungefähr 122 m/min., während schwerere Materialien wie Kartonpappe leicht bei Geschwindigkeiten
von etwa 305 m/min. oder höher mit dem gleichen Uberlappungssystem gehandhabt werden
können.
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Zwei Probleme treten jedoch auf insbesondere dann, wenn die leichteren
Materialien gehandhabt werden.
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Erstens fällt das Hinterende des den sich langsam bewegenden Bändern
der Endlosbändern übergebenen Bogens nicht schnell genug herunter, und das Vorderende
des herankommenden Bogens kollidiert mit ihm. Die Ursachen für das Scheitern des
Herunterfallens scheinen einer oder eine Kombination von mehr als einen der folgenden
Gründe zu sein: a) schwache statische Probleme; b) verirrte Luftströme;
c)
Krffimmung im Material; d) Rutschen des Materials, wodurch die normale Trennung
der Bogen etwas verringert wird; e) Zurückprallen des Materials; und f) Turbulenz,
die durch Fächern der Bogen bei sich erhöhenden Geschwindigkeiten verursacht wird.
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Zweitens vermindert das von der Verlangsamungsrolle Gebrauch machende
überlappungsprinzip die Geschwindigkeit des herankommenden Bogens, indem das Vorderende
des Bogen nach unten gegen den sich langsamer bewegenden Förderer gedrückt wird.
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Dies geht bis zu der Stelle gut, wo das Bewegungsmoment des ganzen
Bogens derart ist, daß, wenn das Vorderende sich verlangsamt hat, der Bogen dazu
neigt, sich zusammenzufalten oder auf sich selbst umzulegen. Verschiedene Einrichtungen
wie Wellenbildungsschuhe, mechanische Greifer, die das Hinterende des Bogens ergreifen,
Vakuumkästen, die ebenfalls den Bogen von hinten verlangsamen, wurden alle wie in
den oben erwähnten PS'en beschrieben, mit wechselndem Erfolg, verwendet, um zusätzliche
Meter pro Minute durch Verlangsamen des Varwärtslaufec des Bogens auch von hinten
oder stattdessen durch Verlangsamen desselben von der Vorderkante ab zu erreichen.
Bekannte Einrichtungen dieser Art weisen mehrere nachstehend aufgeführte Nachteile
auf: a) Sie haben keine großen Geschwindigkeitssteigerungen bewirkt; b) sie erfordern
sorgfältiges Installieren und verlängern deshalb erheblich die Wechselzeit für Größen
c) sie beschädigen einige hochempfindliche Materialien; d) ihre Herstellung ist
teuer; e) sie erfordern beträchtliche Wartung; und f) vergrößern die Zeitablaufprobleme.
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Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues
und verbessertes Verfahren und eine Maschine zum Zuführen von überlappten Bogen
zu schaffen, mit denen die vorerwähnten Beschränkungen vermieden werden, und durch
das Ausscheiden vieler der obigen Probleme eine wesentliche Verbesserung und Erhöhung
der Geschwindigkeit und der Zuverlässigkeit an der Überlappungsstelle, insbesondere
für dünne oder leichtgewichtige Bogen u. dgl. zu ermöglichen, indem eine Kollision
zwischen den Hinter- und den Vorderenden von nacheinander einzeln zugeführten Bogen
mit Sicherheit ausgeschaltet wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
die Bogen einzeln mit relativ hoher Geschwindigkeit aus einer Stellung in eine zweite
Stellung zugeführt werden; daß das Vorderende jedes nachfolgenden Bogens an der
zweiten Stellung aufgenommen und danach dasselbe bei relativ niedriger Geschwindigkeit
zwecks Überlappens der aufeinanderfolgenden Bogen zugeführt wird; und daß ein Druckabfallbereich
(vorzugsweise durch geeignetes Leiten eines Luftstroms in eine der Bogenzuführrichtung
entgegengesetzte Richtung) erzeugt wird, der von den Zuführstellungen entfernt angeordnet
und zwischen denselben vorgesehen ist, um das Hinterende jedes darüberlaufenden
Bogens aus der Zuführebene des Vorderendes des nächstfolgenden Bogens zu lenken,
wenn das Vorderende des abgelenkten Bogens jenseits der zweiten Stellung zugeführt
wird.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind nachstehend anhand
eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:
Fig.
1 eine isometrische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung
und Fig. 2 bis 5 ähnliche Längsschnitte der Maschine von Fig. 1 mit aufeinanderfolgenden
Stellungen der bogendberlappenden Zuführung.
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In Fig, 1 führen obere und untere Sätze von mit relativ hoher Geschwindigkeit
laufende Bänder oder andere Förderer 5 und 5' (wobei der letztere über eine mit
hoher Geschwindigkeit umlaufende Endwalze 11 läuft) einen zwischen ihnen liegenden
Bogen 3 aus der linken Stellung zu einem Bereich R, wo sein Vorderende 3' an untere
mit langsamer Geschwindigkeit laufende Bänder oder andere Förderer 7 übergeben werden
soll, die um eine erste mit langsamer Geschwindigkeit umlaufende Walze 9 laufen
und die in einer rechten Stellung angeordnet sind. Ein vorher aufgenommener Bogen
2 wird aus dem Bereich R über einen später beschriebenen Luftführungsrahmen 20 zugeführt,
wobei das Vorderende 2' des Bogens 2 (Fig. 2) zwischen den mit langsamer Geschwindigkeit
laufenden Bändern 7 und einer Verlangsamungswalze mit herkömmlichen Verlangsamungsklemmringen
13 aufgenommen wird, um ein überlappen mit dem ihm vorhergehenden Bogen 1 zu bewirken,
dessen Hinterende 1'' entlang den mit langsamer Geschwindigkeit laufenden Bändern
7 unter den Bogen 2 getragen wird, Fig. 3 zeigt die Relativstellungen der aufeinanderfolgenden
einzelnen Bogen 3, 2, 1 im nächsten Augenblick, wenn das Hinterende 1'' des Bogens
1 sich weiter nach rechts auf den mit langsamer Geschwindigkeit laufenden Bändern
7 unter dem darauf überlappten Bogen 2 bewegt und wenn dessen Vorderende 2' an der
Verlangsamungsrolle 13 und mit dem aufwärts weiter nach
rechts über
den Luftführungsrahmen 20 bewegten Hinterende 2'' vorbeigelaufen ist. Das Vorderende
3' des Bogens 3 hat sich in der Zwischenzeit nach rechts über den Bogen 2 vorbewegt
und nähert sich der Verlangsamungsrolle 13, und das Hinterende 3'' nähert sich dem
Bereich R zwischen den Stellungen der mit hoher und langsamer Geschwindigkeit laufenden
Bänder.
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Wie vorher erwähnt, besteht eine der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden
Aufgaben darin, eine Kollision, und zwar insbesondere dann, wenn leichtgewichtige
Bogen mit hoher Geschwindigkeit zugeführt werden, zwischen dem Hinterende 3'', wenn
es den Bereich R erreicht und wenn es auf dem vorhergehenden Bogen 2 zu überlappen
beginnt, und dem Vorderende 4' des auf den Bogen 3 folgenden Bogens 4 zu vermeiden
(Fig. 4).
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Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung auf treffliche
Weise gelöst, wobei eine erhöhte Geschwindigkeit und Arbeitszuverlässigkeit durch
Erzeugen eines Druckabfalls im Bereich R ermöglicht wird, der das Hinterende des
über den Bereich R laufenden Bogens schnell und zwangsläufig nach unten aus der
Ebene des Vorderendes des nächstfolgenden Bogens von dem mit hoher Geschwindigkeit
laufenden Bandabschnitt lenkt.
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Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird dieser den Bogen ablenkende
Druckabfall durch eine wohlüberlegte Anwendung des Bernoulli'schen Prinzips bewirkt,
indem ein mit hoher Geschwindigkeit dermaßen aus Düsen 20' kommender Luftstrom oder
-strahl geschaffen wird, daß er sich, wie durch die Pfeile angedeutet, entlang des
flachen nach unten geneigten Abschnitts des Luftführungsrahmens 20 in der der Zuführrichtung
der Bogen (nach rechts) entgegengesetzten Richtung (nach links) bewegt, um einen
derartigen Druckabfall mit Bezug auf den Druck der sich langsam bewegenden oder
still darUberliegenden
Umgebungsluft hervorzurufen. Die nach unten
erfolgende Ablenkung des Hinterendes 3'' des Bogens 3 aus der Zuführebene der Bogen
unter der Wirkung dieser Saugwirkung oder Druckabfalls ist in Fig. 4 und 5 dargestellt,
der durch den mit Pfeilen angedeuteten Luftstrom entlang der oberen Fläche des Führungsrahmens
20 geschaffen wird. Die Aufwärtsführung an der sich auf der linken Seite scharf
nach oben erstreckenden Lippe 20'' des Luftführungsrahmens 20 dient auch dazu, die
Luft gerade nach oben zu leiten, so daß das Vorderende 4' des nächsten Bogens 4
oben gegen die Bänder 5 gehalten wird, wenn es anfangs die mit hoher Geschwindigkeit
umlaufende Walze 11 verläßt (Fig. 5), wobei weiterhin eine Kollision des Vorderendes
4' mit dem nach unten gehaltenen Hinterende 3" des vorherigen Bogens 3 verhindert
sowie ein mit hoher Geschwindigkeit erfolgendes überlappen ermöglicht wird.
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Falls solch eine zusätzliche Sicherung nicht benötigt wird, könnte
die Lippe 20'' nach unten gerichtet werden (nicht dargestellt), wodurch sogar ein
weiteres Anwachsen der über lappungsgeschwindigkeit ermöglicht wird.
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Die nach unten gerichtete Abschrägung der Luftführung 20 schafft Raum
für die Vorderkante des herankommenden Bogens, damit sie über die Hinterkante des
vorherigen Bogens laufen kann, wobei die stromabwärts liegende Fläche des Luftführungsrahmens
so nahe an der Bahn des herankommenden Bogens liegt, daß die Luft an ihm an dieser
Stelle zu arbeiten beginnt. Die Wirkung der Luft ist außergewöhnlich schnell, und
das Hinterende wird nach unten parallel zum Luftführungsrahmen 20 gezogen, bevor
das Vorderende des herankommenden Bogens ankommt. Das Vorderende dieses Bogens wird
nach oben gehalten und über das Hinterende des vorherigen Bogens durch das aufwärts
geleitete Ausströmen der Luft aus dem Luftführungsrahmen bei 20'' getrieben,
Der
Umkehr schub oder die Bremswirkung, die auf dem Bogen wegen der Reibung zwischen
dem Bogen und dem sich schnell bewegenden Luftstrom, der durch den dichteren Druck
über dem Bogen eingedrückt wird, erzeugt wird, ist recht beträchtlich, und herkömmliche
automatische Strömungssteuerungen sind zweckmäßig, bei denen die Strömung mit der
Geschwindigkeit dermaßen synchronisiert wird, daß keine Luft strömt, bis die Maschine
eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit erreicht hat, wie dies schematisch bei
S angedeutet ist.
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Patentansprüche:
L e e r s e i t e