DE2914062A1

DE2914062A1 - Verfahren und wellpappmaschine zur verbesserung der qualitaet von einseitiger wellpappe

Info

Publication number: DE2914062A1
Application number: DE19792914062
Authority: DE
Inventors: S Stephen Linn
Original assignee: Molins Machine Co Inc
Current assignee: Molins Machine Co Inc
Priority date: 1978-04-10
Filing date: 1979-04-06
Publication date: 1979-10-11
Also published as: GB2018321B; FR2422501A1; JPS54138795A; US4202719A; GB2018321A

Description

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Verfahren und WeI1pappmaschine zur Verbesserung der Qualität von einseitiger Wellpappe

Ein zu riffelndes Medium wird geriffelt, wenn man eine Materialbahn zwischen erwärmten, mit Wellen versehenen Riffelwalzen hindurchleitet und einen hohen Druck ausübt, um die Materialbahn zu verformen. Ein Klebemittel, vorzugsweise ein haib-gelatinisiertes Stärkegemisch, wird auf den Wellenkuppen des geriffelten Mediums nachfolgend aufgetragen. Eine glatte Bahn, eine sogenannte Decke, wird nachfolgend unter Verwendung einer erhitzten Andrückwalze an die mit Klebemittel versehenen Wellenkuppen angedrückt, derart, daß eine einseitige Wellpappebahn gebildet wird. In herkömmlicher Weise sind beide Bahnen einer Erwärmung und Vorbehandlung unterzogen, um das Material formbar zu halten und um das Klebemittel auf den Moment einzustellen, wenn die Andrückwalze, die Deckbahn und die mit Klebemittel versehenen Wellenkuppen der Trägerbahn einander gegenüberliegen bzw. im Eingriff sind.

Die Riffelwalzen sind mit in Längsrichtung verlaufenden Wellen bzw. Rippen versehen, welche als Prägekörper wirken, um die Materialbahn zu riffeln; mit Hilfe der Riffelwalzen wird jeweils eine Riffelwalze durch die andere angetrieben. Es entspricht herkömmlicher Anordnung, die untere Riffelwalze durch einen Motor und durch ein rechtwinkeliges Untersetzungsgetriebe anzutreiben.

Durch das Riffeln bzw. das Eindrücken der Materialbahn in die Rippen der Riffelwalzen wird eine intermittierende und unregelmäßige Spannungsbelastung an der Materialbahn

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ausgeübt. Dies hat zur Folge, daß Material bahnen über ihre Elastizitätsgrenze hinaus belastet werden, insbesondere bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit. Infolgedessen hat man längere Zeit nach Lösungen gesucht, um die Spannungsbelastungen an der Trägerbahn oder Materialbahn zu dämpfen und/oder auszugleichen. Es wird hierzu auf die US-PS 1,810,930 verwiesen. In der vorgenannten US-Patentschrift ist eine Transporteinrichtung beschrieben, mittels welcher die Materialbahn unter einer geringen, jedoch konstanten Spannung, gefördert wird. Eine weitere Anordnung ist in der US-PS 3,479,240 beschrieben. Bei dieser Anordnung wird eine "Kapstan"-RoI1e benutzt, welche einen geringen Über-Transport der Bahn vermittelt. Keines der genannten Fördersysteme hat sich als zweckmäßig erwiesen, da die durch die miteinander in Eingriff gelangenden Wellen ausgeübten Spannungen den Bereich der außerhalb angeordneten Spannungs-Steuerungsanordnungen überschritten.

Vor längerer Zeit war es üblich, eine Riffelwalze einer einseitigen Wellpappmaschine anzutreiben und die Wellen der Riffelwalzen direkt miteinander zu verbinden, derart, daß die Riffelwalzen in Eingriff bleiben und in entgegengesetzten Richtungen laufen, um eine dazwischen befindliche Materialbahn mit Wellen zu versehen. Eine derartige Anordnung ist in der US-PS 2,576,281 beschrieben.

Die Wellen einer Riffelwalze einer einseitigen Wellpappmaschine sind nicht "involut" und besitzen die Neigung, sich mit ungleichförmiger Geschwindigkeit zu drehen. Die Zähne in der miteinander in Eingriff befindlichen Zahnräder sind involut bzw. Evolventen-Zähne und drehen sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit. Infolgedessen führt ein

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Antrieb beider Riffelwalzen mit direkt im Eingriff befindlichen Zahnrädern zu wesentlichen Spannungsbelastungen, welche in den Zähnen der Zahnräder und in den Wellen der Riffelwalzen zur Wirkung kommen, d.h., daß auf diese Weise annehmbare Wellpappe nicht gefertigt werden kann. Derartige Probleme existieren nicht, wenn eine Riffelwalze direkt durch einen Motor angetrieben wird und wenn diese eine Walze die zweite Riffelwalze durch den Eingriff der Wellen in Umlauf versetzt. Ein derartiger Aufbau war in den letzten Jahren herkömmlich. Es sei hierzu auf die US-PS 3,053,309 und die US-PS 3,776,029 hingewiesen. Bei derartigen Anordnungen wird jedoch eine beträchtliche Spannung an der zu riffelnden Materialbahn ausgeübt.

Gewisse billige Trägerbahnen oder Material bahnen können infolge der durch die Wellen der Riffelwalzen ausgeübten Zugspannungen nicht geriffelt werden. Bei sogenannten kalten Riffel systemen, bei welchen die Walzen Raumtemperatur einnehmen, ist es erforderlich, ein gewisses Schmiermittel auf der Materialbahn aufzutragen, bevor diese geriffelt wird. So zum Beispiel Wachs.

Die einseitige Wellpappmaschine nach der Erfindung weist zwei im Eingriff befindliche Riffel walzen auf. Gemäß der Erfindung ist eine motorische Einrichtung vorgesehen, die unabhängig an jede Walze angeschlossen ist, um die Walzen getrennt voneinander in entgegengesetzter Richtung anzutreiben, was mit im wesentlichen gleicher Geschwindigkeit geschieht und ohne daß eine direkte Verzahnung der Walzen vorliegt. Die Riffelwalzen können also eine dazwischen durchlaufende Material bahn riffeln, wobei nur eine minimale Spannung oder ein minimaler Zug an der Bahn auftritt.

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Wenn gemäß der Erfindung die obere Riffelwalze getrennt von der unteren Riffelwalze angetrieben wird, dann können mit normalen Arbeitsgeschwindigkeiten Material bahnen geriffelt werden, welche bisher nicht geriffelt werden konnten, es sei denn mit äußerst geringen Geschwindigkeiten. Ein wesentlicher Vorteil und Aspekt der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, daß die Materialbahn bei sogenannten kalten Riffelanlagen nicht mit einem Schmiermedium vorbehandelt werden muß, so beispielsweise mit Wachs.

In einer besonderen Ausführungsform nach der Erfindung sind zwei voneinander getrennte Motoren vorgesehen, wobei jeder Motor unabhängig vom anderen mit einer der Riffelwalzen in Verbindung steht. Jeder der motorischen Antriebe ist mit einer Steuerungseinheit für die Geschwindigkeit versehen. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung wird ein einzelner Motor verwendet, welcher unabhängig jede einzelne Walze antreibt.

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine neue einseitige Wellpappmaschine und insbesondere ein Antrieb für eine einseitige Wellpappmaschine geschaffen werden, mit welchem es möglich ist, Material bahnen geringer Zugfestigkeit zu riffeln. Zum Zwecke der Einsparung von Energie soll es möglich sein, einseitige Wellpappmaschinen unter Umgebungstemperatur anzutreiben und zu betätigen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

Figur 1 ist eine schematische Ansicht einer einseitigen Wellpappmaschine gemäß der Erfindung;

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Figur 2 ist eine schematische Schnittansicht einer einseitigen Wellpappmaschine nach der Erfindung; und

Figur 3 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung.

In Figur 1 der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 dargestellt. Die Vorrichtung 10 veranschaulicht lediglich diejenigen Bauteile, welche betrieblich der erfindungsgemäßen Anordnung zugehören und zugeordnet sind. Alle anderen Bauteile der einseitigen Wellpappmaschine 10 sind von herkömmlicher Form und bedürfen infolgedessen keiner Erläuterung. Gemäß Figur 2 wird eine Materialbahn 12 während ihres Durchganges durch die ineinandergreifenden Wellen bzw. Rippen der oberen Riffelwalze 16 und der unteren Riffelwalze 14 gewellt; Klebemittel aus einem Trog 44 wird auf die freiliegenden Wellenkuppen der geriffelten Materialbahn 12 aufgetragen, während sich diese auf der unteren Riffelwalze 14 befindet. Der Auftrag geschieht mit Hilfe einer Auftragwalze 18. Eine Deckbahn 20 erstreckt sich teilweise um die Andrückwalze 22 und wird auf den Wellenkuppen der Wellen der Bahn 12 verklebt, derart, daß eine einseitig bedeckte Wellpappebahn 24 gebildet ist.

Ein Motor 26 treibt die untere Riffelwalze 14 mit Hilfe eines Geschwindigkeits-Untersetzungsgetriebes 28 an. Die Riffelwalze 14 wird mittels einer herkömmlichen Motorsteuerung 30 mit vorbestimmter, variabler Geschwindigkeit angetrieben. Die Motorsteuerung 30 ist zu diesem Zweck an den Motor 26 angeschlossen. Die obere Riffelwalze 16 wird mittels eines Motors 38 in entgegengesetzter Richtung angetrieben. Der

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Motor ist hierzu mittels einer Riemenscheibe 34, einem Riemen 32 und einer weiteren Riemenscheibe 36 angeschlossen. Die Riemenscheibe 36 befindet sich auf der Welle 40 der Riffelwalze 16. Die Riemenscheibe 34 befindet sich an der Ausgangswelle des Motors 38. Der Antriebsriemen 32 erstreckt sich um die beiden Riemenscheiben 34 und 36.

Der Motor 38 kann ein in der Geschwindigkeit einstellbarer Elektro- oder Hydraulikmotor sein. Der Motor 38 ist vorzugsweise als ein sogenannter Hilfsmotor ausgestaltet, wie er durch einen "AC tension control motor" der Welco Industries bekannt ist. Derartige motorische Antriebe liefern ein konstantes Drehmoment zwischen Leerlauf und etwa 2/3 der Synchrongeschwindigkeit. Die Geschwindigkeit des Motors 38 ist durch ein Steuerungsorgan 42 einstellbar, so durch ein Welctrol II-Festkörpersteuerungskörperelement der Welco Industries.

Die Antriebskraft des Motors 38 wird über das flexible Band bzw. den Riemen 32 auf die Riffelwalze 16 übertragen. Der Riemen 32 ermöglicht eine Anordnung, bei welcher die Riffelwalze 16 schwenkbar angeordnet werden kann. In herkömmlicher Weise ist die obere Riffelwalze elastisch vorgespannt, um eine Anpassung an unterschiedliche Dicken des zu riffelnden Mediums zu erhalten und um eine Zerstörung an den Walzen zu verhindern, falls ein unbeabsichtigtes Aufwickeln an einer der Walzen stattfinden sollte.

Da jede der Riffelwalzen 14 und 16 unabhängig von der anderen angetrieben wird, wird nur ein geringes oder gar kein Drehmoment über die Materialbahn 12 von einer Riffelwalze auf die andere übertragen, d.h., die Materialbahn 12 wird mit minimaler Spannung geriffelt. Da die Wellen oder Rippen der

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Walzen 14 und 16 miteinander in Eingriff sind, muß der Synchronlauf der Motoren 26 und 38 nicht präzise sein.

Unter gewissen Bedingungen ist es vorteilhaft, die obere Riffelwalze mit einer Geschwindigkeit anzutreiben, welche zwischen 90 und 100% der Geschwindigkeit der Riffelwalze 14 beträgt. Auf diese Weise kann eine gleichförmige Berührung zwischen den Wellen der Riffelwalzen 14 und 16 erreicht werden, wenn man die obere Riffelwalze 16 mit einer Geschwindigkeit antreibt, welche 1 - 10% kleiner ist als die Geschwindigkeit der Walze 14.

In Figur 3 ist eine weitere Vorrichtung 10' dargestellt. Die Vorrichtung 10' entspricht der Vorrichtung 10 mit Ausnahme nachfolgend beschriebener Merkmale. Infolgedessen sind entsprechende Bauteile mit entsprechenden Bezugszahlen - unter Verwendung eines Index - bezeichnet.

Bei der einseitigen Wellpappmaschine 10' treibt ein einzelner Antriebsmotor 26' die oberen und unteren Riffelwalzen 16' und 14' an. Jedoch ist der Motor 26' unabhängig an die einzelnen Riffelwalzen 14' und 16' angeschlossen.

Der Ausgang des Motors 26', welcher vorzugsweise als Elektromotor ausgelegt ist, wird durch die Motorsteuerung 30' gesteuert, welche an eine Geschwindigkeits-Untersetzungseinheit 28' angeschlossen ist. Der Ausgang der Untersetzungseinheit 28' umfasst ein Kettenzahnrad 50, welches mit einer Kette 52 in Eingriff ist. Anstelle einer Kettenzahnrad- und Kettenanordnung kann auch eine zeitliche gesteuert laufende Riemenanordnung oder ein anderes Riemensystem benutzt werden.

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Die Kette 52 erstreckt sich um die Kettenzahnräder 54 und 56, wobei die Kettenzahnräder 50 und 56 gleiche Größe besitzen. Das Kettenzahnrad 54 is" kleiner als das Kettenzahnrad 50, wodurch das Kettenzahnrad 54 mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, welche 120% der Geschwindigkeit des Kettenzahnrades 56 beträgt. Das Kettenzahnrad 54 ist mit der Welle der oberen Riffelwalze 16' verbunden, wobei die Welle ihrerseits mit einer Kupplung 58 ausgestattet ist. Die Kupplung 58 kann als Schlupfkupplung vorgesehen sein, welche bei einer der Geschwindigkeit des Kettenzahnrades 56 entsprechenden Geschwindigkeit einem Schlupf unterliegt. Die Kupplung 58 kann als Elektromagnetkupplung ausgelegt sein, welche durch die Bedienungsperson wahlweise einstellbar und bedienbar ist. Die Kette 52 erleichtert die Einstellung der oberen Riffelwalze 16', falls ein Aufwickeln der Materialbahn oder dergleichen stattfinden sollte.

Bei Verwendung stellt die Bedienungsperson der Anlage die Steueranordnung oder Steuereinheit 42 auf die erwünschte Ausgangsgeschwindigkeit ein. Der Motor 38 erzeugt daraufhin über den vorbestimmten Geschwindigkeitsbereich ein konstantes Drehmoment, um unabhängig die obere Riffelwalze anzutreiben. Bei der Ausfüfrungsform nach Figur 3 kann die Bedienungsperson die Kupplung 58 auf den erwünschten Schlupf einstellen. In einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung besitzt die obere Riffelwalze 16 ein konstantes Eingangs-Drehmoment.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann mit den herkömmlichen, geheizten Riffelwalzen benutzt werden und kann auch mit kalten Riffelwalzen zur Anwendung gebracht werden, bei welchen die Walzen Raumtemperatur besitzen. Bei kalten Riffel-

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walzen ist es gemäß der Erfindung nicht mehr nötig, die Bahn mit einem Schmiermedium., so Wachs, vorzubehandel n. In jedem Fall ist es bei beiden Ausführungsformen möglich, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung die Spannung an der Materialbahn auf ein Mindestmaß herabsetzen. Bei jeder Riffelwalzenanordnung wird als Klebemittel im Trog 44 vorzugsweise ein Stärke-Klebemittel verwendet, welches auf Raumtemperatur innerhalb etwa 1 ,6⁰C bezüglich der Gelatinisier· Temperatur gehalten wird. In der US-PS 3,827,395 ist im einzelnen erläutert, auf welche Weise die Temperatir des Stärke-Klebemittels innerhalb des Bereiches von etwa 1,6⁰G bezüglich der Gelatinisier-Temperatur gehalten werden kann.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.) Verfahren zur Verbesserung der Qualität einseitiger

!pappe, unter Verwendung einer Materialbahn und einer Deckenbahn in einer Wellpappmaschine, wobei die zu riffelnde Materialbahn in den Spalt erster und zweiter, drehbar gelagerter Riffelwalzen mit im Eingriff befindlichen Wellen eingeführt wird, wonach Klebemittel auf die Wellenkuppen der geriffelten Bahn aufgetragen wird, während diese in den Wellen der ersten Riffelwalze geführt ist, so daß nachfolgend eine Deckenbahn auf die das Klebemittel enthaltenden, nachfolgend freiliegenden Wellenkuppen aufgebracht und aufgedrückt wird, um eine einseitige Wellpappebahn zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Riffelwalze (14) mittels einer gesonderten Antriebseinrichtung (26, 30) mit einer vorbestimmten variablen Geschwindigkeit angetrieben wird, und daß die zweite Riffelwalze (16) mittels einer zweiten gesonderten Antriebseinrichtung (39, 42) in entgegengesetzter Richtung mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, welche im wesentlichen der Geschwindigkeit der ersten Riffelwalze entspricht, derart, daß die Spannungsbelastung an der Materialbahn (12) reduzierbar ist.

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Deutsche Bank München, Kto.-Nr. 82/08050 (BLZ 70070010)

Postscheck München Nr. 163397-802

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an der zweiten Riffelwalze ausgeübte Moment über dem Geschwindigkeitsbereich der ersten Riffelwalze im wesentlichen konstant gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ungeheizte Riffelwalzen benutzt werden, und daß die Materialbahn (12) frei von Schmiermittel, so von Wachs, zur Anwendung gebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Riffelwalze durch einen Elektromotor (26) angetrieben wird und daß die zweite Riffelwalze durch einen Hydraulikmotor (38) angetrieben wird.

5. Wellpappmaschine, insbesondere einseitige Wellpappmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Motor jeweils in einer der Walzen so angeschlossen ist, daß sich die übrige Riffelwalze (16) in erleichterter Weise in Richtung der unteren Riffelwalze (14) und von dieser abgewandt verlagern lässt.

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