DE3878280T2

DE3878280T2 - Bearbeitungsvorrichtung für schnellaufende Bänder.

Info

Publication number: DE3878280T2
Application number: DE88303027T
Authority: DE
Inventors: Michael Leonard Martiny
Original assignee: Kraft Inc
Current assignee: Kraft Inc
Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1993-10-14
Anticipated expiration: 2008-04-06
Also published as: DE3878280D1; AU596511B2; AU1412688A; EP0285462B1; EP0285462A3; US4785696A; CA1310258C; EP0285462A2; ES2039030T3

Description

Hintergrund der Erfindung

1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer Bahn von Blattmaterial, wie z.B. einer Papierbahn, und insbesondere eine Vorrichtung zur Bereitstellung abgeschnittener Abschnitte einer Bahn an einem Arbeitsplatz. Eine solche Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Vorlage einer fortlaufenden Folge von abgeschnittenen Bahnabschnitten, wie Umschläge für Margarine und Frischkäse, an einem Arbeitsplatz wie dem Einwickelplatz in einem Verpackungsbetrieb.

2. Kurzbeschreibung des Standes der Technik

Die gewerbliche Produktion von kundengerecht portionierten Lebensmittelprodukten wie Margarine- und Frischkäseblöcken beinhaltet das endgültige Einwickeln und Verpacken der Artikel in einem kontinuierlichen und voll automatisierten Prozeß. Beim automatischen Einwickeln von Produktartikeln mit Papier, Folie oder ähnlichen Materialien kommt das Material häufig von am Verpackungsort gelagerten Bahnen oder Rollen. Bei voll automatisierten Prozessen wird die Bahn in der Regel abgerollt und das Bahnmaterial über einen oder mehrere Bearbeitungsplätze verteilt, wo es unmittelbar vor dem Einwickeln des Produktartikels bedruckt, geprägt oder geformt wird. Von der Bahn genommenes Material muß natürlich abgeschnitten oder auf andere Weise zu Blättern der richtigen Größe abgetrennt werden.
Bei einer automatisierten Verpackungseinrichtung ist es gewöhnlich wünschenswert, eine fortlaufende Folge von zur Verpackung in einem Versandcontainer oder dergleichen bereiten eingewickelten Artikeln bereitzustellen. Während eine Mehrzahl von Artikeln zuvor eingewickelt und zur Endverpackung gelagert werden kann, kann der für eine solche schubweise Bearbeitung benötigte Raum häufig produktiver verwendet werden. Außerdem werden bestimmte betriebswirtschaftliche Prinzipien eingehalten, wenn eine automatisierte Fertigungsstraße im kontinuierlichen Betriebsmodus gefahren werden kann, ohne daß wiederholte Anfahr- und Abschaltvorgänge erforderlich wären.
Es ist demgemäß wünschenswert, einen kontinuierlichen Fluß an Umschlägen mit einem kontinuierlichem Fluß an Produktartikeln in einem ständig fließenden Einwickelvorgang zu kombinieren. Verbesserungen bei Fertigungsstraßen zum Einwickeln von Produktartikeln konzentrieren sich häufig auf geringere Ausschußzahlen und höhere Produktionsraten. Zur Erreichung beider dieser Ziele ist eine akkurate und präzise Ausrichtung einer kontinuierlichen Folge von Umschlägen in bezug auf eine kontinuierliche Folge von Produktkomponenten wesentlich, die beide von automatisierten Maschinen gehandhabt werden, die aus wirtschaftlichen Gründen nicht in der Lage sind, ihren Bewegungsbereich zwecks Anpassung an fehlausgerichtete Teile oder Umschläge einzustellen.
Ein Problem, mit dem Hochgeschwindigkeit- Einwickelvorgänge seit einiger Zeit konfrontiert sind, ist der Verlust der Kontrolle über die Position individueller Umschläge während deren Transport durch die verschiedenen Arbeitsplätze der Einwickelfertigungsstraße. Bahnmaterialien wie Papier, Folie oder dergleichen neigen aufgrund von Feuchtigkeit und unterschiedlichen Aufwickelspannungen dazu, sich auf zubiegen, aufzurollen oder ihre Gestalt oder Form zu verändern. Außerdem, und dies ist recht bedeutsam, neigen Materialien dieser Art zu aerodynamischer Instabilität, beispielsweise dann, wenn die Blätter in parallel zu ihren Hauptflächen verlaufenden Richtungen befördert werden. Eine aerodynamische Instabilität, die durch teilpermanente Verformungen verstärkt wird, die dann auftreten, wenn diese Materialien um eine Rolle gewickelt werden, neigen zum "Abheben" oder werden an ihrer Vorderkante seitlich abgelenkt, wodurch eine segelahnliche Oberfläche entsteht, gegen die die Kräfte der Luftbewegung einen instabilen Zustand erzeugen, bei dem die Ablenkung der Vorderkante bestehen bleibt und/oder sich verstarkt. Die störenden Kräfte der Luftbewegung werden natürlich bei steigender Produktionsrate erhöht, da sich die Geschwindigkeit der abgeschnittenen Blätter zwischen verschiedenen Arbeitsplätzen der Fertigungsstraße entsprechend erhöht.
Weitere Probleme treten bei der Bildung abgeschnittener Blätter mit hoher Geschwindigkeit dann auf, wenn diese aus haftendem Material gebildet werden, das an den die Materialbahn bearbeitenden Schneidmessern haften bleibt. Ein Beispiel für ein solches Material ist gewachstes Papier, dessen Wachsbeschichtung dazu neigt, sich während eines Produktionslaufes an den Schneidmessern zu sammeln. Dieser Vorgang kann dadurch beschleunigt werden, daß die bei einem Hochgeschwindigkeit-Schneidbetrieb auftretende Reibung die Wachsschicht erweicht oder teilweise schmelzt. Solche Wachsbeschichtungen sind häufig in der Lebensmittelindustrie anzutreffen, insbesondere bei Produkten, die ölig sind oder unbeschichtetes Papiermaterial durchdringen würden. So werden z.B. Margarineblöcke und dergleichen häufig in Wachspapier eingewickelt, und die eingewickelten Produktartikel werden in mit Wachs beschichteten Kartons verpackt, um ein Durchdringen des öligen Produktmaterials durch die Einwickel- und Verpackungsmaterialien zu verhindern.
Die GB-A-1 326 892 offenbart eine Schneidvorrichtung für den Einsatz in einem Blattschneider oder Falter für eine bahngespeiste Druckpresse. Die Vorrichtung umfaßt einen ersten Arbeitsplatz, bei dem Trennmittel zum teilweisen Trennen der Bahn durch einen Schnitt vorgesehen sind, der sich über eine Teilstrecke uber der Bahn zwischen deren Seitenkanten erstreckt. Die nicht abgeschnittenen Teile der Bahn definieren dadurch zwei Lappen, die aufeinanderfolgende Blattabschnitte der Bahn miteinander verbinden. Bahntransportmittel in der Form von Endlosbändern befördern dann den abgeschnittenen Teil der Bahn zu einer zweiten Station, in der die Lappen abgetrennt werden, wodurch die Bahn in individuelle Blätter unterteilt wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zur Produktion einer kontinuierlichen Folge von abgeschnittenen Blättern durch Bearbeitung einer kontinuierlichen Bahn von Blattmaterial bereitzustellen, aus dem die Blätter gebildet werden.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer neuartigen Einrichtung zur Hochgeschwindigkeitsproduktion von abgeschnittenen Blättern aus einer Bahn, in der die Position der Bahn und der Blätter für den gesamten Verlauf sorgfältig geregelt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer schematisch eine Reihenfolge von Blattabschnitten mit dazwischenliegenden Zwischenabschnitten bezeichnenden Bahn zur Bereitstellung einer fortlaufenden Folge von abgeschnittenen Blättern hinter der Bahn bereitgestellt, umfassend:
einen ersten Arbeitsplatz hinter der Bahn;
Bahnzuführmittel zum Zuführen eines ersten Blattabschnitts hinter den ersten Arbeitsplatz zur Vorlage eines zwischen dem ersten Blattabschnitt und einem benachbarten nachfolgenden Blattabschnitt befindlichen Zwischenabschnitts am ersten Arbeitsplatz;
Teiltrennmittel am ersten Arbeitsplatz zum teilweisen Trennen des Zwischenabschnitts zur Bildung von mindestens einem Paar von voneinander beabstandeten Lappen;
einen hinter dem ersten Arbeitsplatz angeordneten zweiten Platz;
ein Bahntransportmittel überbrückt Liniensegmente zum Zuführen des ersten Blattabschnitts hinter den zweiten Arbeitsplatz zur Vorlage der Lappen am zweiten Arbeitsplatz;
Mittel am zweiten Platz zum Trennen der Lappen, während sie das erste Blatt mit dem Bahntransportmittel in Eingriff nehmen, um dadurch das erste Blatt für unabhängige Bewegung in bezug auf die Bahn freizustellen;
dadurch gekennzeichnet, daß die Teiltrennmittel an dem ersten Arbeitsplatz den Zwischenabschnitt entlang einer Mehrzahl von voneinander beabstandeten, im allgemeinen kolinearen Liniensegmenten trennen, die sich zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenkanten der Bahn erstrecken, wobei die Liniensegmente äußere Liniensegmente umfassen, die sich von den einander gegenüberliegenden Kanten der Bahn aufeinander zu erstrecken und wobei mindestens ein dazwischenliegendes mittleres Liniensegment Endabschnitte aufweist, die von den äußeren Liniensegmenten beabstandet sind und dadurch die voneinander beabstandeten Lappen zum Verbinden des ersten und der folgenden Blattabschnitte bilden, wobei sich ein Lappen zwischen jedem Ende des mindestens einen mittleren Liniensegments und einem äußeren Liniensegment befindet und jeder Lappen sich entlang der Trennlinie erstreckt;
daß das Bahntransportmittel die äußeren Liniensegmente uberbrückt; und
daß die Mittel am zweiten Platz zum Trennen der Lappen Bruchmittel zum Brechen der Lappen entlang der Trennlinie umfassen, wobei die Bruchmittel erste und zweite einander gegenüberliegende Rollen zur Aufnahme der Bahn zwischen ihnen umfassen, wobei eine Rolle mindestens einen vorstehenden Abschnitt für jeden Lappen aufweist, wobei die vorstehenden Abschnitte in mindestens einer passenden Ausnehmung der anderen Rolle aufnehmbar sind, und wobei die ersten und zweiten Rollen derart ausgerichtet sind, daß die Vorsprünge die Lappen in die Ausnehmung drücken, um dadurch die Lappen zu brechen.
Nachfolgend wird eine spezielle Ausführung der vorliegenden Erfindung beispielhaft anhand der Begleitzeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Darstellung einer Vorrichtung zur Produktion einer kontinuierlichen Folge von abgeschnittenen Blättern gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der Vorrichtung für Fig. 1, angedeutet durch die gestrichelte Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1, in Planansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht eines Teiles der Vorrichtung gemäß Fig. 1, die im allgemeinen den in Fig. 2 und 3 dargestellten Ansichten entspricht;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer mit der auf den vorhergehenden Abbildungen gezeigten Vorrichtung bearbeiteten Bahn;
Fig. 6 und 7 Aufrißzeichnungen im Querschnitt entlang der Linien 6-6 und 7-7 von Fig. 4; und
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Teils der in Fig. 1-4 dargestellten Vorrichtung, die sich in einem hinteren Abschnitt der Einrichtung befindet.

Zusammenfassung der Erfindung und Beschreibung der bevorzugten Ausführung

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Produktion einer kontinuierlichen Folge von abgeschnittenen Blättern bereitgestellt. Eine solche Vorrichtung eignet sich insbesondere für die Hochgeschwindigkeitsproduktion von Blättern, die aus einer kontinuierlichen Bahnrolle gebildet werden. Ein Beispiel für die Notwendigkeit für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist das kontinuierliche Einwickeln mit hoher Geschwindigkeit von Produktartikeln wie z.B. Lebensmittelprodukten von der Art von Margarine- und Frischkäseblöcken. Verschiedene andere Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem folgenden.
Gemäß den Vorrichtungsaspekten der vorliegenden Erfindung wird eine eine kontinuierliche Reihenfolge von Blattabschnitten mit dazwischenliegenden Zwischenabschnitten definierende Bahn zur Bereitstellung einer fortlaufenden Folge von abgeschnittenen Blättern hinter der Bahn bearbeitet. Ein Beispiel für eine solche Bahn ist aus einem geschichteten Verbundstoff aus zwei Bahnmaterialien wie z.B. einer Zinnfolie und Papier gebildet. Die Vorrichtung umfaßt einen ersten Arbeitsplatz und Bahnzuführmittel zum Zuführen eines ersten Blattabschnittes hinter den ersten Arbeitsplatz zur Vorlage eines Zwischenabschnittes zu diesem Punkt. Der zwischen dem ersten Blattabschnitt und einem benachbarten nachfolgenden Blattabschnitt befindliche Zwischenabschnitt wird am ersten Arbeitsplatz teilweise getrennt, so daß wenigstens ein den ersten und den nachfolgenden Blattabschnitt miteinander verbindender Lappen definiert wird. Der Ort der an dem ersten, trennenden Arbeitsplatz gebildeten Lappen wird sorgfältig kontrolliert, um aus Gründen, die später offensichtlich werden, eine akkurate Positionierung des Lappens zu bewirken.
Ein Beispiel für die teilweise Trennung ist das Abschneiden der Bahn entlang einer Linie, wobei das Abschneiden diskontinuierlich erfolgt, um wenigstens zwei relativ schmale Lappenabschnitte zu bilden, die die durch den Schneidvorgang definierten Blattabschnitte miteinander verbinden. Ein Beispiel für eine Teiltrennvorrichtung ist durch ein Paar einander gegenüberliegender Rollen gegeben, durch die die Bahn geführt wird. Eine Rolle weist eine Mehrzahl von Schneidmessern auf, die über ihre Außenfläche verteilt sind und über die Länge der Rolle verlaufen, so daß sie iin allgemeinen der Breite der Bahn entsprechen. Die Kanten der Schneidelemente berühren die Außenfläche der gegenüberliegenden Rolle, die als Amboß dient, um schneidend auf eine zwischen den Rollen durchführende Bahn einzuwirken. Ringförmige oder ringartige Ausnehmungen in der Amboßrolle verhindern ein Trennen der Bahn und begrenzen die Wirkung der Schneidmesser auf eine teilweise Trennung der Bahn. Die Breite der ringförmigen Ausnehmungen entspricht im allgemeinen der Breite der an den Arbeitsplätzen gebildeten Lappen.
Die Vorrichtung umfaßt weiterhin einen hinter dem ersten Trennplatz befindlichen zweiten Platz. Der zweite Platz umfaßt eine Vorrichtung zum Brechen der an dem ersten Arbeitsplatz gebildeten Lappen, und die Ausrichtung der die Lappen brechenden Einrichtung wird sorgfältig kontrolliert, um einen Kontakt mit einem Bahntransportmittel zu vermeiden, das in die teilweise getrennte Bahn eingreift und vor und hinter dem zweiten Arbeitsplatz verläuft. Ein Beispiel für ein Bahntransportmittel ist eine kontinuierliche Bandvorrichtung, in der zwei relativ schmale Bänder an einer Seite der Lappen in die Bahn eingreifen, um die durch die Lappen zusammengehaltenen Blattabschnitte zu überbrücken. Das Bahntransportmittel gewährleistet die weitere Kontrolle der Position der Blattabschnitte, nachdem die Lappen an dem zweiten Arbeitsplatz gebrochen wurden. Ein Grund, warum die Kontrolle der Blattabschnitte ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist, ist der, daß hohe Produktionsraten Bahntransportgeschwindigkeiten erfordern, die das Blattmaterial aerodynamisch instabil machen. In einem Beispiel fur ein Bruchmittel zum Brechen der Lappen werden diese durch ein Paar einander gegenüberliegender Rollen abgeschnitten, durch die die Bahn geführt wird. Eine Rolle weist einen vorstehenden zahnartigen Vorsprung auf, der von Ausnehmungen in der gegenüberliegenden Rolle aufgenommen wird. Während des Eintretens in die Ausnehmung spannt und bricht der Vorsprung den zwischen den beiden Rollen festgehaltenen Lappen.
Gemäß den Verfahrensaspekten beinhaltet das Verfahren die Bereitstellung einer Bahnrolle mit einem freien Ende und einem von dein freien Ende beabstandeten vorgewählten Abschnitt. Das Verfahren umfaßt die Bewegung des freien Bahnendes nach hinten zur Vorlage des vorgewählten Bahnabschnittes an einem ersten Arbeitsplatz mit Mitteln zum teilweisen Trennen der Bahn. Der vorgewählte Bahnabschnitt wird an dem ersten Arbeitsplatz teilweise getrennt, so daß das erste Blatt teilweise zwischen dem vorgewählten Abschnitt und dem freien Bahnende definiert wird, wobei wenigstens ein Lappen das erste Blatt mit der Bahn verbindet.
Das Verfahren umfaßt weiterhin den Transport des teilweise getrennten, vorgewählten Abschnittes zu einem dahinter liegenden zweiten Arbeitsplatz. Das Brechen des Lappens erfolgt am zweiten Arbeitsplatz, wobei das erste Blatt für die unabhängige Bewegung relativ zu der Bahn befreit wird. Das Verfahren umfaßt weiterhin das Eingreifen der Bahn in Bahntransportmittel, bevor der vorgewählte Abschnitt dem zweiten Arbeitsplatz vorgelegt wird, und danach bei der Vorlage des abgeschnittenen Blattes an einem dahinter liegenden Ort.
Es folgt eine ausführlichere Beschreibung der Verfahren und der Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, insbesondere auf die Fig. 1-4, die eine Anordnung bzw. eine Vorrichtung 10 zum Vorbereiten, Zuführen und Schneiden von Umschlagsmaterial zur Bereitstellung einer kontinuierlichen Folge von abgeschnittenen Blättern darstellen. Das Umschlagsmaterial, von dem die Blätter abgeschnitten werden, umfaßt vorzugsweise eine Verbundstoffbahn 12, die von einer Rolle 16 oder einer Rolle 20 zugeführt wird. Die Verbundstoffbahn 12 umfaßt vorzugsweise eine Schicht Zinnfolie, die auf eine Papierschicht aufgeklebt ist. Die Verbundstoffbahn kann auch auf andere Weise gebildet sein, wie z.B. als eine Schicht aus gewachstem Papier, entweder allein oder mit einer Zinnfolienbahn verklebt. Die Enden der Verbundstoffbahnen werden mit einer konventionellen Vorrichtung 22 verspleißt. Die Verbundstoffbahn 12 wird danach durch eine stoßabsorbierende Hängevorrichtung 24 geführt, wo sie in eine Umschlagszuführ- und Abschneidebaugruppe eingeführt wird, die allgemein mit 28 bezeichnet ist. An ihrer ersten Eintrittsstelle umfaßt die Baugruppe 28 die Umlenkrollen 30a, 30b, auf die die ersten vorderen Zuführrollen 32, 34 folgen, die in der Zeichnung das Bahnmaterial von den Rollen 16, 20 nehmen und durch die Hängevorrichtung führen. Die Bahn 12 ist vorzugsweise kontinuierlich und wird nicht durch Zusatzmerkmale wie vorgeformte Perforationen7 Kantenkerben, Markierungslinien und ähnliches unterbrochen. Solche konnten in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, wenn die zusätzlichen Kosten für die Identifizierung individueller Blattabschnitte, Schnittlinien, Randbreiten und ähnliches akzeptabel sind. Vorzugsweise wird jedoch durch die Vorrichtung und das Betriebsverfahren, wie nachfolgend beschrieben, eine Reihenfolge von Blattabschnitten entlang der Bahn definiert. Die bevorzugte Ausführung erzeugt beispielsweise eine kontinuierliche Folge von abgeschnittenen Blättern, die jeweils der Konfiguration des in der Mitte von Fig. 5 dargestellten Abschnittes 12a entsprechen.
Die Bahn 12 wird in der Vorrichtung 28 in ihre Position gebracht, um auf einen Schneidplatz 36 der Vorrichtung 28 ausgerichtet zu werden, der eine obere Schneidrolle 38 und eine untere Amboßrolle 40 aufweist. Wie in Fig. 1, 2 und 4 (und zusätzlich in Fig. 6 und 7 wie nachfolgend beschrieben) dargestellt ist, weist die Schneidrolle 38 eine Reihe von beabstandeten Schneidmessern 42 mit messerartigen Schneidkanten 44 auf. Die Amboßrolle 40 ist vorzugsweise aus gehärtetem Stahl gebildet und stellt eine feste Oberfläche dar, gegen die die Schneidemesser 42 zwecks Trennens der Bahn 12 in der gewünschten Weise wirken können. Der Schneidplatz 36 ist insbesondere nur zum teilweisen Trennen der Bahn ausgelegt, und demgemäß ist die Amboßrolle 40 mit nach innen sich erstreckenden ringförmigen Eindrücken oder Unterschnitten 46 zur Bildung der in Fig. 5 dargestellten lappenartigen Verbindungsabschnitte 48 versehen. Fig. 6 und 7 zeigen die Schneidemesser 42 in einer Schneidbeziehung zur Außenfläche der Amboßrolle 40 (Fig. 6) und in Beziehung zum Unterschnittsabschnitt 46 (siehe Fig. 7). Wie in Fig. 6 dargestellt, wird die Bahn 12 in engem Eingriff über der Außenfläche der Amboßrolle 40 gehalten und bildet eine Stützfläche, gegen die die Schneidemesser 42 zum Durchtrennen der Bahn 12 in einem Schneidvorgang wirken.
Im Gegensatz dazu läßt der in Fig. 7 dargestellte Unterschnittsabschnitt eine leichte Entspannung der Bahn zu, die in die Unterschnittsausnehmung 46 eintritt, wodurch wirksam verhindert wird, daß das Schneidemesser 42 diesen allgemein durch die seitliche Ausdehnung des Unterschnitts begrenzten Abschnitt der Bahn durchdringt. Demzufolge verbleiben zwei in der Breite der Breite der Unterschnittsausnehmungen 46 entsprechende Abschnitte der Bahn 12 und bilden die in Fig. 5 dargestellten lappenartigen Verbindungsabschnitte 48. Es ist ersichtlich, daß die Schneidmesser 42 in der bevorzugten Ausführung drei teilweise trennende Schnitte bilden, die beiden Außenschnitte 50 und den mittleren Innenschnitt 52, wobei der Schnitt 52 durch die lappenartigen Verbindungsabschnitte 48 von den Schnitten 50 getrennt ist. Fig. 5 zeigt zwar zwei lappenartige Verbindungsabschnitte einer signifikanten Breite, es ist jedoch jede beliebige Anzahl von Lappen jeder besonderen Abmessung relativ zur Größe der Bahn möglich, wobei zu beachten ist, daß ein wichtiges Merkmal der Lappen darin besteht, benachbarte Blattabschnitte zusammenzuhalten, während die Bahn, wie nachfolgend erläutert, durch die weiter hinten liegende Umschlagzuführ- und Umschlagabschneidebaugruppe geführt wird.
In der bevorzugten Ausführung erzeugen die Schneidemesser 42 einen Zwischenabschnitt oder geschnittenen Abschnitt zwischen benachbarten Blattabschnitten, der äußerst dünn ist, wobei die Breite der abgeschnittenen Abschnitte 51, 52 in Fig. 5 der Deutlichkeit halber stark übertrieben dargestellt ist. Weitere Schneidkonfigurationen sind jedoch möglich und liegen im Bereich der vorliegenden Erfindung.
Die Schneidkanten 44 der Schneidmesser 42 können beispielsweise anstatt spitz zugeschärft hohlgeschliffen sein und so ein Paar voneinander beabstandeter Schneidkanten an der Spitze jedes Schneidemessers bilden. Diese letztere alternative Anordnung würde im allgemeinen einen Zwischenabschnitt mit im allgemeinen der in Fig. 5 dargestellten Breite entfernen. Alternativ können die Zwischenabschnitte bzw. geschnittenen Abschnitte 50, 52 beträchtlich breiter hergestellt werden als die in Fig. 5 dargestellten und können, unabhängig von der Breite, eine Reihe verschiedener Formen aufweisen, die nicht auf einer geraden Linie liegen. Die Trennlinie kann beispielsweise einem Zickzack-Muster folgen, wie es durch eine Zackenschere erzeugt wird. Alternativ könnte der abgeschnittene Abschnitt allgemein eine V-Form aufweisen, die einem entlang der Mittellinie der Bahn zeigenden Pfeilkopf gleicht. Wenn bei dieser letzteren Anordnung mehrere Verbindungsteile zwischen benachbarten Blättern vorgesehen werden, brauchen diese nicht wie in Fig. 5 gezeigt seitlich nebeneinander ausgerichtet zu werden, sondern können in einer axialen Richtung gegeneinander versetzt sein. Um diese Ausrichtung zu ermoglichen, kann der Ausstanzelementesatz auf der oberen Rolle 70 winkelmäßig gegeneinander verschoben sein, um mit der Position von darunter durchführenden Verbindungsabschnitten übereinzustimmen, während die Bahn 12 über die Umschlagzuführ- und Umschlagabschneide-baugruppe befördert wird.
Der geschnittene Abschnitt könnte auch auf einer geraden Linie liegen, die jedoch nicht lotrecht zur Achse der Bahn liegt. Werden mehrere lappenartige Verbindungsabschnitte vorgesehen, so würden diese nicht seitlich nebeneinander positioniert.
Zurückkommend auf eine allgemeine Beschreibung der Vorrichtung 10 ist zu sagen, daß sich hinter der Schneidstation 36 ein zweiter Satz Zuführrollen 56, 58 befindet. In der bevorzugten Ausführung wird die Zuführgeschwindigkeit der hinteren Rollen 56, 58 eng an die der vorderen Zuführrollen 32, 34 angepaßt, um die Spannung in den zwischen den beiden Zuführrollensätzen befindlichen Abschnitten der Bahn 12 zu verringern oder zu eliminieren. Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die auf den beiden Seiten der Schneidstation 36 liegenden Blattabschnitte nur teilweise getrennt werden, wobei wenigstens ein Verbindungsteil dazwischen verbleibt, so daß die hinteren Zuführrollen 56, 58 zusammenwirken können, um eine gut definierte Kontrolle über die die Schneidstation 36 verlassenden Abschnitte zu erzielen. Für den Fachmann ist es einleuchtend, daß eine Kontrolle über die Blattabschnitte, insbesondere uber deren Vorderkanten während der Beförderung durch die Vorrichtung 28, besonders kritisch bei hoheren Zuführraten des Bahnmaterials ist. Bei der bevorzugten Ausführung wird beispielsweise das Bahnmaterial 12 durch die Umschlagzuführ- und Umschlagabschneidebaugruppe 28 mit einer Geschwindigkeit von etwa 90 m pro Minute (300 Fuß pro Minute) geführt. Bei dieser Geschwindigkeit, und selbst bei beträchtlich niedrigeren Geschwindigkeiten, unterliegen vollständig voneinander abgetrennte Blätter an ihren vorwärts laufenden Vorderkanten starken aerodynamischen Kräften, die das Blatt schwebend anheben oder auf andere Weise verschieben. Als Hintergrundinformation sei angemerkt, daß verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Zusammenführen oder sonstigen Führen des neu gebildeten freien Endes einer Bahn zwischen dem Schneidplatz 36 und dem dahinter liegenden nächsten Platz versucht wurden, jedoch ohne den für einen kommerziell praktikablen Betrieb notwendigen Erfolg. Es wurde beobachtet, daß die Vorderkante des abgeschnittenen Blattes nicht nur von einer solchen Zusammenführungs- oder Führungsvorrichtung weggelenkt wurde, sondern sich auch zurückfaltete, was zu einer Blockierung der nachfolgenden Längen an Bahnmaterial auf akkordeonähnliche Weise innerhalb der Zusammenführungs- oder Führungseinrichtung führte.
Ein weiteres durch die vorliegende Erfindung gelöstes Problem entsteht dann, wenn Bahnmaterial mit Haftungseigenschaften durch die Schneidmesser 42 geschnitten wird, wobei das freie Ende der Bahn an der Schneidkante anhaftet und demzufolge um die Schneidrolle 38 herum gewickelt wird. Dies führt nicht nur zu einer Papierstockung und einem Verlust der Schneidleistung, sondern das nächste Schneidmesser ist auch nicht mehr in der Lage, die darunter durchgeführte Bahn vollständig zu trennen. Besondere Beispiele für ein Bahnmaterial mit Haftungseigenschaften sind u.a. gewachstes Papier und miteinander verklebte Zinnfolien- und Papierlaminate. Diese Bahnmaterialien werden weithin in der Lebensmittelindustrie für die Verpackung von öligen Produkten oder von Produkten verwendet, die auf sonstige Weise die Fähigkeit aufweisen, unbeschichtete, relativ poröse Einwickelmaterialien zu durchdringen. Diese Arten von Einwickelmaterialien werden auch bei Metallartikeln verwendet, die zum Schutz gegen Oxidation eingeölt wurden. Es wurden Fehlfunktionen von Schneidmaschinen aufgrund der Haftungseigenschaften dieser Bahnmaterialien festgestellt, insbesondere bei höheren Produktionsraten, bei denen sich die Wachsschicht oder der Klebstoff schneller an den Schneidmessern ansammelt, wobei die bei dem Hochgeschwindigkeit-Schneidvorgang erzeugte Reibung die Wachsschicht oder den Klebstoff erweicht oder teilweise schmelzt, was die Ansammlung einer klebrigen Wachs- bzw. Klebstoffschicht und von Papierstaub auf den Schneidmessern verstärkt. Bei der vorliegenden Erfindung ist die Festigkeit des/der Verbindungsteile(s) 48 selbst dann noch hoch genug, um einer solchen klebrigen Haftung am Schneidmesser zu widerstehen, wenn sich Wachs, Klebstoff oder anderes potentiell haftendes Material auf dem Schneidmesser 42 ansammelt, da es sich weiter über den Pfad der Schneidrolle bewegt.
Um eine kontinuierliche Folge von abgeschnittenen Blättern zu erzeugen, müssen die Verbindungsabschnitte 48 schließlich gebrochen werden. Die vorliegende Erfindung sieht eine ständige Kontrolle der frisch abgeschnittenen Blätter während deren Weiterbewegung durch die Einwickel- und Verpackungsfertigungsstraße vor, selbst nachdem die lappenartigen Abschnitte 48 an der hinteren Bruchstation 62 gebrochen wurden, wie hierin beschrieben wird. An dieser Stelle, und an Stellen hinter der Bruchstation 62, wird eine Vorderkante eines abgeschnittenen Blattes gebildet, das sonst den starken, obengenannten aerodynamischen Kräften ausgesetzt würde, gäbe es nicht die Verbindungsabschnitte zwischen den Blättern. Um eine kontinuierliche und zusätzliche Kontrolle über die abgeschnittenen Blattabschnitte zu gewährleisten, wird eine Vakuumband-Anordnung zwischen die Zufuhrrollen 56, 58 und die Plätze dahinter, wie z.B. die Bruchstation 62, eingeführt.
Im Hinblick auf Fig. 1 bis 4 umfaßt die Vakuumband- Anordnung eine Vakuumkammer 64 mit einem neben den Zuführrollen 56, 58 befindlichen vorderen Abschnitt 66. Die Vakuumkammer 64 umfaßt eine obere Fläche, die zum Anziehen eines kontinuierlichen Vakuums, d.h. einer Luftströmung durch sie hindurch, perforiert ist. Uber der oberen Oberfläche der Vakuumkammer 64 befindet sich ein perforiertes Endlosband 70, das in die untere Seite der seitlich außen gelegenen Kanten der Bahn 12 eingreift. Das Vakuumband 70 ermöglicht vorzugsweise eine kontinuierliche Kontrolle der abgeschnittenen Blattabschnitte über den gesamten Rest des Weges über die Einwickelfertigungsstraße.
Die untere Zuführrolle 58 definiert den Weg des Vakuumbandes 70, während die obere Zuführrolle 56 praktischerweise so angeordnet ist, daß sie mit der Rolle 58 bei der Zuführung des Bandes 12 zusammenwirkt. Aufgrund des unten beschriebenen Zusammenwirkens der Rollen 70, 72 als Zuführrollen kann die Zwischenrolle 56 auf Wunsch eliminiert werden.
Es ist insbesondere zu bemerken, daß das Vakuumband 70 nach vorne und hinten relativ zur Bruchstation 62 verläuft, die das Trennen benachbarter Blätter zu Ende führt. Die Bruchstation 62 weist eine obere Bruchrolle 70 und eine untere Ainboßrolle 72 auf, die in vergr6ßerter Detailansicht in Fig. 8 dargestellt sind.
Die Bahn 12 wird vor dem Brechen der Verbindungsteile 48 auf feste Weise von dem Vakuumband 70 kontrolliert, wodurch eine kontinuierliche Kontrolle der Blattabschnitte gewährleistet wird, während diese gebrochen, geschnitten oder auf andere Weise von der hinteren Bahn an Station 62 getrennt werden. In der bevorzugten Ausführung wird die Vorderkante des Blattabschnittes zwischen zwei Sätzen von zuführrollen kontrolliert, während sie in das vordere Ende des Vakuumbandes eingreift.
Die obere Bruchrolle 70 weist zwei ringartige Reihen beabstandeter, zahnartiger Ausstanzelemente 76 auf, die von als Ausnehmung in der Außenfläche der Amboßrolle 72A gebildeten unterschnittenen Schlitzabschnitten 78 aufgenommen werden. Die Eindringtiefe des Ausstanzelementes 76 in die Ausnehmung 78 reicht aus, um die Verbindungsabschnitte 48 zu stanzen, zu reißen oder auf andere Weise zu brechen. Die verbleibende Oberfläche der Rolle 70, die keine Ausstanzelemente trägt, wirkt vorzugsweise als eine zusätzliche Zuführrolle, die mit der Amboßrolle 72 zur Erzielung einer weiteren Kontrolle der abgeschnittenen Blattabschnitte zusammenwirkt. Es wird jedoch bevorzugt, daß das Vakuumband 70, das sich vor die Bruchstation 62 erstreckt, alleine ausreicht, um das gewünschte Maß an Positionskontrolle über die getrennten Bahnabschnitte hinter den Zuführrollen 56, 58 aufrechtzuerhalten.
Der Betriebszyklus wird fortgesetzt, wenn die zahnartigen Ausstanzelemente 76 den Brechvorgang des zuvor bearbeiteten Blattabschnittes abgeschlossen haben. Die Bruchrolle 70 dreht sich weiter und erzielt einen zusätzlichen Bahnvorschub in Zusammenwirkung mit der Amboßrolle 72. Der teilweise getrennte Verbindungsabschnitt eines nachfolgenden Blattabschnittes wird schließlich über dem vorderen Abschnitt 66 der Vakuumband- Anordnung in Position gebracht. An dieser Stelle wird der unmittelbar hinter dem Verbindungsabschnitt liegende Blattabschnitt vor dessen Ausrichtung mit dem Ausstanzelement 76 vollständig kontrolliert.
In der bevorzugten Ausführung haben die Ausstanzelemente 76 ein allgemein messerartiges Aussehen und werden an der Verbindungsstelle der beiden konkaven Oberflächen 82 gebildet, die an einer geraden Schneidspitze 84 enden. Die Ausstanzelemente 76 bestehen vorzugsweise aus Nylon oder einem anderen steifen Kunststoff, hauptsächlich zur Vermeidung des Risikos von Schäden während der Einrichtung oder des Betriebs für den Fall, daß die Rollen 70, 72 ihre Synchronisation zueinander verlieren. Dies ist insbesondere nachteilig, da sich die Ausstanzelemente 76 im Gegensatz zu den Schneidrollen 38, 40 über die Außenfläche der unteren Rolle 72 hinaus erstrecken.
Die vorliegende Erfindung sieht auch weitere Konfigurationen der Ausstanzelemente 76 außer den in Fig. 8 dargestellten und oben beschriebenen vor. Die Ausstanzelemente 76 können beispielsweise eine scharfe punktförmige Spitze oder jede andere Konfiguration haben, die die lappenartigen Verbindungsabschnitte 48 schneidet, reißt oder auf andere Weise bricht. Die Schneidrolle 38 und die Bruchrolle 70 sind zwar so dargestellt, daß sie praktischerweise vier Schneidmesser und Ausstanzelemente aufweisen, es ist jedoch vorgesehen, daß die Rollen auch jede beliebige Zahl eines oder mehrerer Schneid- oder Ausstanzelemente aufweisen konnen. Ebenso sind die Schneid- und Bruchplätze zwar als zusammenwirkende rotierende Elemente dargestellt, um praktischerweise einen zusätzlichen Bahnvorschub zu erwirken, aber die vorliegende Erfindung sieht auch vor, daß diese sich hin und her oder auf eine sonstige, nicht rotierende Weise bewegen konnen. Die Schneidmesser 42 und die Ausstanzelemente 76 könnten beispielsweise auch auf einer sich hin- und herbewegenden, guillotineartigen Betätigungsvorrichtung montiert sein.
Gemäß einiger wichtiger Aspekte der Erfindung weist der hintere Bruchplatz 62 Ausstanzelemente auf, die auf die weiter vorne gebildeten lappenartigen Verbindungsabschnitte ausgerichtet sind. Außerdem greift das Vakuumband in abgeschnittene Teile der Bahn ein, um seitlich neben den Ausstanzelementen zu dem Zeitpunkt positioniert zu werden, an dem die Lappenverbindungen gebrochen werden und der vordere Blattabschnitt vollständig abgetrennt wird. Demgemäß sieht die vorliegende Erfindung auch andere Muster und Vorrichtungen zum teilweisen Trennen der Verbindungselemente zwischen benachbarten Blattabschnitten vor. So brauchen z.B. die teilweise getrennten Abschnitte nicht die Endabschnitte 50 und den mittleren Abschnitt 52 wie in Fig. 5 dargestellt aufzuweisen. Stattdessen können die unterschnittenen Ringe der Amboßrolle 40 so umgruppiert werden, daß eine einzige lappenartige Verbindung in der Mitte der Bahn 12 und an den äußeren Seitenkanten der Bahn entsteht, wobei das Vakuumband auf die mittleren Abschnitte der Bahn ausgerichtet ist, anstatt, wie in den Zeichnungen dargestellt, unter den seitlichen Kantenabschnitten zu liegen.
Als eine weitere Variation sieht die vorliegende Erfindung vor, daß die in die Bahn eingreifenden Mittel zur Kontrolle der abgeschnittenen Bahnabschnitte nicht von einem In-Eingriff-Nehmen der Bahn 12 durch ein Vakuum abzuhängen brauchen. Die Eingriffsmittel konnten beispielsweise ein endloses, flexibles Magnetband umfassen, wenn das Bahnmaterial einen ausreichenden Eisengehalt aufweist. Alternativ könnte das Band mit statischen Ladungen arbeiten, um die Bahn anzuziehen und festzuhalten. Diese letztere Anordnung konnte bei äußerst dünnen Kunststoffolien benutzt werden, die zu empfindlich oder auf sonstige Weise nicht für die Verwendung mit einer Vakuumband-Anordnung geeignet sind.
Als ein Beispiel einer praktischen Anwendung, die unmittelbar von der vorliegenden Erfindung profitierte, wurde die Produktionsgeschwindigkeit einer Hochgeschwindigkeit- Umschlagsfertigungsstraße zum Einwickeln und Verpacken von Lebensmittelproduktblöcken wie Butter, Margarine, Käseprodukte oder ähnliches von 150 auf etwa 700 Umschläge pro Minute erhöht, wobei die Bahngeschwindigkeit von 53 m pro Minute (175 Fuß pro Minute) auf etwa 90 in pro Minute (300 Fuß pro Minute) erhöht wurde. Die Erfindung konnte außer mit Lebensmitteln auch mit anderen Produkten verwendet werden. Bahngeschwindigkeiten über 150 m pro Minute (500 Fuß pro Minute) sind mit der vorliegenden Erfindung ebenfalls möglich. Die Bahn umfaßte ein Verbundmaterial aus miteinander verklebter Folie und Papier mit einer Dicke von etwa 0,051 mm (0,002 Zoll) und einer Breite von 150 mm (6 Zoll). Die gebildeten abgeschnittenen Blätter hatten eine Länge von etwa 125 mm (5 Zoll). Die vorliegende Erfindung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sie zur Herstellung geschnittener Blätter im Breitenbereich zwischen 25 mm (1 Zoll) bis zu praktisch jeder gewünschten Breite und im Längenbereich von 100 mm (4 Zoll) bis zu praktisch jeder gewünschten Länge angewendet wird. Für dieses besondere Bahnmaterial wurden ringf 6rmige oder ringartige Unterschnitte von etwa 0,51 mm (0,02 Zoll) Breite und 0,38 mm (0,015 Zoll) Tiefe in dem Amboß 40 ausgebildet. Der Betrieb war bis zu einer Produktionsrate von 500 Umschlägen pro Minute allgemein zufriedenstellend, obwohl zuweilen vorzeitiges Brechen der Verbindungsabschnitte beobachtet wurde, insbesondere beim Starten und Stoppen der Fertigungsstraße. Danach wurden die Unterschnittringe auf 1,143 mm (0,045 Zoll) Breite vergrößert, was einen Verbindungsabschnitt von etwa derselben Länge erzeugte. Der Betrieb erwies sich als äußerst zufriedenstellend, selbst bei Produktionsraten von nahezu 700 Umschlägen pro Minute bei jeder gewünschten Stopp- und Starthäufigkeit der Produktionsstraße.
Die Bahnen sind vorzugsweise so ausgebildet, daß sie in bezug auf lotrecht zur Bahnebene wirkende Bruchkräfte relativ schwach sind, jedoch immer noch stark genug, um den durch eine Ansammlung von Haftmaterial auf den Schneidmessern entstehenden normalen Kräften sowie den in einer Scher- oder Axialrichtung wirkenden Kräften zu widerstehen. Das endgültige Brechen der Verbindungsabschnitte ließ sich auf diese Weise relativ leicht durchführen, mit minimaler Störung der benachbarten Blattabschnitte, ist jedoch stark genug, um jedes Verkleben mit den Schneidmessern zu unterbrechen und jedem frühzeitigen Abreißen vor der Bearbeitung der Verbindungsabschnitte in der Bruchstation 62 zu widerstehen.

Claims

1. Vorrichtung zur Bearbeitung einer schematisch eine Reihenfolge von Blattabschnitten (12a, 12b) mit dazwischenliegenden Zwischenabschnitten bezeichnenden Bahn (12) zur Bereitstellung einer fortlaufenden Folge von abgeschnittenen Blättern hinter der Bahn (12), umfassend:

einen ersten Arbeitsplatz hinter der Bahn (12);

Bahnzuführmittel (32, 34) zum Zuführen eines ersten Blattabschnitts (12a) hinter den ersten Arbeitsplatz zur Vorlage eines zwischen dem ersten Blattabschnitt (12a) und einem benachbarten nachfolgenden Blattabschnitt (12b) befindlichen Zwischenabschnitts am ersten Arbeitsplatz;

Teiltrennmittel (38, 40, 42) am ersten Arbeitsplatz zum teilweisen Trennen des Zwischenabschnitts zur Bildung von mindestens einem Paar von voneinander beabstandeten Lappen (48);

einen hinter dem ersten Arbeitsplatz angeordneten zweiten Platz (62);

ein Bahntransportmittel (70) überbrückt Liniensegmente (50) zum Zuführen des ersten Blattabschnitts (12a) hinter den zweiten Arbeitsplatz (62) zur Vorlage der Lappen (48) am zweiten Arbeitsplatz;

Mittel (70, 72, 76) am zweiten Platz (62) zum Trennen der Lappen (48), während sie das erste Blatt (12a) mit dem Bahntransportmittel (70) in Eingriff nehmen, um dadurch das erste Blatt (12a) für unabhängige Bewegung in bezug auf die Bahn (12) freizustellen;

dadurch gekennzeichnet, daß die Teiltrennmittel (38, 40, 42) an dem ersten Arbeitsplatz den Zwischenabschnitt entlang einer Mehrzahl von voneinander beabstandeten, im allgemeinen kolinearen Liniensegmenten (50, 52) trennen, die sich zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenkanten der Bahn (12) erstrecken, wobei die Liniensegmente äußere Liniensegmente (50) umfassen, die sich von den einander gegenüberliegenden Kanten der Bahn (12) aufeinander zu erstrecken und wobei mindestens ein dazwischenliegendes mittleres Liniensegment (52) Endabschnitte aufweist, die von den außeren Liniensegmenten (50) beabstandet sind und dadurch die voneinander beabstandeten Lappen (48) zum Verbinden des ersten und der folgenden Blattabschnitte (12a, 12b) bilden, wobei sich ein Lappen (48) zwischen jedem Ende des mindestens einen mittleren Liniensegments (52) und einem außeren Liniensegment (50) befindet und jeder Lappen (48) sich entlang der Trennlinie erstreckt;

daß das Bahntransportmittel (70) die äußeren Liniensegmente (50) überbrückt; und

daß die Mittel (70, 72, 76) am zweiten Platz (62) zum Trennen der Lappen (48) Bruchmittel zum Brechen der Lappen (48) entlang der Trennlinie umfassen, wobei die Bruchmittel erste und zweite einander gegenüberliegende Rollen (70, 72) zur Aufnahme der Bahn (12) zwischen ihnen umfassen, wobei eine Rolle (70) mindestens einen vorstehenden Abschnitt (76) für jeden Lappen (48) aufweist, wobei die vorstehenden Abschnitte (76) in mindestens einer passenden Ausnehmung (78) der anderen Rolle (72) aufnehmbar sind, und wobei die ersten und zweiten Rollen (70, 72) derart ausgerichtet sind, daß die Vorsprünge (76) die Lappen (48) in die Ausnehmung (78) drücken, um dadurch die Lappen (48) zu brechen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Bahntransportmittel ein fortlaufendes bahneingreif endes Band (70) umf aßt, welches sich von einem zwischen dem ersten und zweiten Platz befindlichen Punkt zu einem hinter dem zweiten Platz (62) befindlichen Punkt erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Teiltrennmittel (38, 40, 42) folgendes umfassen: erste und zweite einander gegenüberliegende Rollen (38, 40) zur Aufnahme der Bahn (12) zwischen ihnen, ein auf einer Rolle (38) getragenes Schneidmesser (42), das so bemessen ist, daß es sich zwischen den Kanten der Bahn (12) erstreckt, wobei die gegenüberliegende Rolle (40) eine Außenfläche zum Abstützen der Bahn (12) während des Schneidens derselben durch das Messer (42) und ferner in der Außenfläche gebildete Ausnehmungen (46) aufweist, um das Schneiden des zwischen dem Schneidmesser (42) und den Ausnehmungen (46) liegenden Abschnitts der Bahn (12) während dem Schneidvorgang zu verhindern, wodurch entlang der Trennlinie an Stellen, die den Ausnehmungen (46) der zweiten, gegenüberliegenden Rolle (40) entsprechen, Lappen (48) gebildet werden.