DE4203943C2 - Vorrichtung zur Beschickung einer periodisch während seines Stillstands auf ein Band einwirkenden Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschic­ kung einer periodisch während seines Stillstands auf ein Materialband einwirkenden Maschine mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei einer Flachstanze die einen zyklischen Stanzvor­ gang an einem kontinuierlichen, bedruckten oder unbe­ druckten Band aus einem Material, wie z. B. Karton, ausführt, wird dieses Band am Eingang der Maschine in an sich bekannter Weise von einer Vorratstrommel zugeführt. Weil eine Flachstanze eine Maschine ist, die einen zeitweiligen Stillstand des Bandvorschubs während des Stanzvorgangs erfordert, entsteht während des Stanzvorgangs wegen des kontinuierlichen Bandzu­ laufs ein Stau des zu bearbeitenden Materials vor dem Stanzbereich. Um die Bandlänge speichern zu können, die kontinuierlich am Maschineneingang angeliefert wird, während ein voraus laufender Abschnitt des Ban­ des im Stanzbereich angehalten wird, kennt man be­ reits verschiedene Vorrichtungen, die eine Spei­ cherung der überschüssigen Bandlänge in Form einer Schleife variabler Länge ermöglichen, sei es frei oder sei es gesteuert beim Durchlauf unter einer als "Schwingwalze" bezeichneten beweglichen Walze. Die Länge dieser Schleife nimmt zu, während das Band in der Stanze angehalten wird, und sie nimmt ab, wenn die Versorgung der Stanze für einen nachfolgenden Stanzvorgang wieder aufgenommen wird, wobei diese Vorgänge zyklisch ablaufen.

Eine Beschickungsvorrichtung dieser Art ist in der FR-A-26 18 770 beschrieben und umfaßt unter anderem zwischen der beweglichen Walze, die die Bildung der Schleife mit variabler Länge steuert, und der Flach­ stanze eine Saugwalze, wobei das Band vor seinem Eintritt in die Stanze über einen Teil des Umfangs dieser Walze läuft. Die Saugwalze ist hohl, ihre Umfangsfläche ist durch Löcher perforiert und in ihrem Inneren ist eine Saugkammer angeordnet, die mit einer Vakuumquelle verbunden ist und die mit einem Teil der Innenfläche der hohlen Saugwalze in Kontakt steht. Die Position der Saugkammer und ihre Ausdehnung in Rotationsrichtung der Saugwalze entspricht der Zone, in der das Band in Kontakt mit der Außenfläche der Saugwalze steht. Die Saugwalze wird außerdem mit einer konstanten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, die größer ist als die Geschwindigkeit, mit der das Band am Eingang der Maschine zugeführt wird. Eine solche Saugwalze hält das Band unter Spannung und sichert die Beschleunigung des Bandes, wenn nach dem bei Bandstillstand durchgeführten Stanzvorgang das Band wieder in den Stanzbereich eingebracht wird.

Bei einer solchen bekanten Beschickungsvorrichtung wird die im Inneren der Saugwalze angeordnete Saug­ kammer ständig einem konstanten, von der Vakuumquelle erzeugten Unterdruck ausgesetzt. Dies führt zu einer gewissen Instabilität des Bandes auf der Saugwalze während der Stillstandsphase des Bandes im Stanzbe­ reich, weil sich die Saugwalze ständig dreht und ihre unter dem Band während dessen Stillstand vorbeiwan­ dernden Löcher wegen des vorhandenen Unterdrucks Bandabschnitte anziehen und auf diesem verschieben. Weil der in der Saugkammer herrschende Unterdruck ausreichend hoch gewählt wird, um eine gute Beschleu­ nigung des Bandes zu erreichen, wenn dieses in die Stanze befördert werden muß, ergibt sich außerdem ein relativ hoher Anpreßdruck des unbewegten Bandes gegen die rotierende Saugwalze, was für die Qualität gewis­ ser Materialien nachteilig ist, wenn eine hohe Ge­ schwindigkeit erreicht wird.

Weiterhin ist aus der DE-PS 7 23 878 eine Fördereinrichtung für bahnförmiges Material bekannt, bei der die Materialbahn nach Durchlaufen eines Transportwalzenpaares einen Ausgleichsschleife bildet und dann an einem festen Saugstempel vorbei und anschließend über eine rotierende Saugwalze zu einer Schneidevorrichtung geführt wird. Der Saugstempel und die Saugwalze sind an ein Steuerventil mit einem rotierenden Ventilkörper angeschlossen, der mit einer Vakuumleitung verbunden ist und den Unterdruck im Saugstempel und in der Saugwalze abwechselnd zwischen einem höheren und einem niedrigeren Wert umschaltet. Während des Schneidvorgangs herrscht der höhere Unterdruck am Saugstempel, um die Materialbahn festzuhalten, in der rotierenden Saugwalze herrscht inzwischen ein geringerer Unterdruck, damit dieser sich leichter unter der Materialbahn hinwegdrehen kann. Während des Vorschubs sind die Verhältnisse gerade umgekehrt, also der Unterdruck im Saugstempel wird verringert und der Unterdruck in der Saugwalze erhöht, so daß diese die Materialbahn beim Weitertransport fester ansaugt. Das für diesen Wechsel des jeweiligen Unterdrucks verantwortliche Steuerventil besteht aus zwei in einem Gehäuse parallel umlaufenden Drehschiebern mit Umfangsnuten, deren Querschnitt abschnittsweise einen größeren bzw. kleineren Wert hat, wobei diese Abschnitte in den beiden Drehschiebern gegeneinander versetzt sind und die Abschnitte kleineren Querschnitts als Drosselkanäle wirken.

Ferner ist es aus dem DBGM 18 19 848 bei einer Transportvorrichtung für Bandfolien bekannt, eine das Band transportierende Saugrolle während eines Bandstillstandsintervalls durch Schließen eines Ventils vom Unterdruck abzukoppeln, so daß sie sich solange ohne Saugdruck am Band vorbeidrehen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung zum zyklischen Verändern des Druckes in einer Saugwalze auf einfachere Weise zu realisieren.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zu diesem Zweck wird die eingangs genannte Vorrich­ tung so ausgebildet, daß die den Unterdruck erzeugen­ den Mittel so gestaltet sind, daß sie zyklisch den Unterdruck (dp) in der Saugwalze zwischen einem wäh­ rend der auf den Arbeitsschritt der Maschine folgen­ den Phase zur Beschleunigung des Bandes herrschenden hohen, ersten Wert (dp1) und einem relativ niedrigen, zweiten Wert (dp2) verändern, der während des der Verzögerung des Bandes und seiner Stillsetzung in der Maschine entsprechenden restlichen Zyklus der Ma­ schine herrscht.

Anhand der nun folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfin­ dungsgemäßen Beschickungsvorrichtung einer Flachstanze zur Bearbeitung eines Material­ bandes während seines Stillstandes,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zur zyklischen Steuerung des Unterdrucks im Saugzylinder der Beschickungsvorrichtung und

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Veränderung des Unterdrucks in der Saugkammer des Saug­ zylinders während eines Zyklus der Stanze.

Die in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Beschickungs­ vorrichtung dient dazu, die intermittierende Zuführung eines Bandes 1 aus beliebigem Material, z. B. bedruck­ tem oder unbedrucktem Karton, sicherzustellen, das während des Stillstandes durch eine nachfolgende Weiterverarbeitungsmaschine bearbeitet wird, wie z. B. durch eine Flachstanze. Das Band 1 wird mit einer konstanten Geschwindigkeit v von einer beliebigen Quelle, z. B. einer Vorratstrommel, zugeführt und bewegt sich in Fig. 1 von rechts nach links in Richtung auf die Stanze 2. Am Ausgang dieser Stanze 2 wird nach einem Stanzvorgang ein Bogen vom Band abge­ trennt und mittels eines aus Zugwalze und sie berüh­ render Gegenwalze bestehenden Walzenpaares mit hori­ zontal und quer verlaufenden Achsen nach links abge­ zogen.

In ihrem Einlaufbereich umfaßt die Beschickungsvor­ richtung zwei miteinander zusammenwirkende und quer angeordnete Walzen, zwischen denen das Band 1 hin­ durchläuft, und zwar eine untere Zugwalze 5 und eine obere Gegenwalze 6. Die untere Zugwalze 5 wird ausge­ hend von einem durch unterbrochene Linien dargestell­ ten Hauptantrieb 7 der Maschine angetrieben und dreht sich mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die der Band­ geschwindigkeit v gleicht. Am Ausgang der Walzen 5 und 6 bildet das Band 1 eine Schleife mit variabler Länge, die unter einer beweglichen Walze 8 hindurch­ läuft, die auch als "Schwingwalze" bezeichnet wird. Diese Schwingwalze ist im Stand der Technik gut be­ kannt und kann von einem Paar von Schwingarmen getra­ gen werden, die um die Achse der unteren Zugwalze 5 verschwenkbar angeordnet sind und ausgehend von dieser Walze angetrieben sind, wie dies in der FR-A- 26 18 770 beschrieben ist.

Nachdem das Band unter der beweglichen Walze 8 vor­ beigelaufen ist, steigt das Band nach links an und wird auf einen Umfangsabschnitt einer Saugwalze oder "Gleitwalze" 9 mit horizontaler und quer verlaufender Achse gelegt. Diese Saugwalze 9 befindet sich am Einlauf des Bandes 1 in die Stanze 2 auf einem sol­ chen Niveau, daß das Band 1, wenn es die Saugwalze 9 verläßt, und in die Stanze 2 eintritt, sich im we­ sentlichen in der Höhe befindet, auf der der Stanz­ vorgang in der Stanze 2 stattfindet. Die Saugwalze 9 ist hohl und wird ausgehend vom Hauptantrieb 7 der Stanze angetrieben und dreht sich mit einer konstan­ ten Umfangsgeschwindigkeit vt, die über der Geschwin­ digkeit v des Bandes liegt und mit dieser in der Berührungszone zwischen dem Band 1 und der Saugwalze 9 gleichgerichtet ist. Im Inneren der Saugwalze 9 befindet sich eine Saugkammer 11, die mit einer Va­ kuumquelle 12 in Verbindung steht. Die Saugkammer 11 steht mit einem Abschnitt der Innenfläche der Saug­ walze 9 in Verbindung, deren Wand von regelmäßig verteilten Löchern 13 perforiert ist. Die Lage der Saugkammer 11 und ihre Ausdehnung in Umlaufrichtung der Saugwalze 9 entspricht der Berührungszone zwi­ schen dem Band 1 und der Außenfläche der Saugwalze 9 d. h. im wesentlichen dem oberen rechten Quadranten der Walze 9, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist.

Während eines Stanzvorgangs wird das Band 1 in der Stanze 2 stillgesetzt, in der es sich zwischen zwei horizontalen Balken befindet, deren einer feststeht, während der andere vertikal beweglich ist, wobei einer der Balken die Stanzform trägt. Während eines solchen Stanzvorgangs verlängert sich die Schleife, die das Band um die bewegliche Walze 8 bildet, die dabei nach unten sinkt, weil das Band 1 vor der Stanze 2 weiter durch die Walzen 5 und 6 mit der Geschwindigkeit v zugeführt wird. Sobald der Stanz­ vorgang beendet ist, wird der Vorschub des Bandes 1 in die Stanze 2 wieder aufgenommen, nachdem die bei­ den Balken sich voneinander entfernt haben. Das Band wird dann durch die Saugwalze 9 der Stanze 2 nach links geschoben. Während dieser Phase der Wiederauf­ nahme der Bandbewegung trägt die Saugwalze 9, die sich mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit vt dreht, zur Beschleunigung des Bandes in Richtung auf die Stanze 2 bei.

Erfindungsgemäß erzeugt die Vakuumquelle 12 in der Saugkammer 11 einen Unterdruck, welcher während des Zyklus der Stanze 2 veränderbar ist. Genauer, wie dem Diagramm in Fig. 3 zu entnehmen ist, in dessen oberem Bereich die Änderung der Geschwindigkeit v des Bandes 1 in der Stanze dargestellt ist, kann der durch die Vakuumquelle 12 in der Saugkammer 11 erzeugte Unterdruck in bezug auf den Atmosphärendruck pa zwei Werte annehmen, nämlich einen relativ hohen ersten Wert dp1 während der Phase a des Zyklus, die im wesentlichen der Beschleunigungsperiode des Bandes 1 entspricht, wenn dessen Bewegung wieder aufgenommen wird, und einen zweiten, gegenüber dem ersten Wert geringeren Wert dp2 während der Stillstandsphase b des Zyklus, die der Verzögerung des Bandes und seiner Stillsetzung während des Stanzvorgangs entspricht. Beispielsweise liegt das Verhältnis zwischen den Unterdrücken dp1 und dp2 zwischen 3 und 5. Der starke Unterdruck dp1 ist deshalb nur vorhanden, solange er erforderlich ist, d. h. während der Bandbe­ schleunigungsphase. Während des Restes des Zyklus erhält der in der Saugkammer 11 herrschende schwache Unterdruck dp2 eine sehr schwache Reibung zwischen dem Band 1 und der sich ständig drehenden Saugwalze 9. Diese führt zu einer schwachen Erwärmung und einer ausgezeichneten Stabilität des Bandes 1 beim Still­ stand.

Die zykliche Veränderung des durch die Vakuum­ quelle 12 erzeugten Unterdrucks wird vorteilhafter­ weise durch die schematisch im Inneren des strich­ punktierten Rechtecks dargestellten Mittel erhalten. Die Vakuumquelle umfaßt einen Vakuumerzeuger 14, der beispielsweise durch ein Gebläse gebildet wird, dessen Saugöffnung mit einer Zyklontrommel 15 ver­ bunden ist. Mit der Zyklontrommel 15, die die Rolle eines Vakuumspeichers (Puffergefäß) und des Ausschei­ ders von Verunreinigungen übernimmt, steht ein Ventil 16 zur zyklischen Steuerung des Unterdrucks in Ver­ bindung, dessen bewegliches Schließstück vom Hauptan­ trieb 7 der Stanze 2 aus derart angetrieben wird, daß der in der Saugkammer 11 und dementsprechend in der Saugwalze 9 während jedes Zyklus der Stanze 2 herrschende Unterdruck zwischen den beiden Werten dp1 und dp2 verändert wird. Das Ventil 16 zur zyklischen Steuerung des Unterdrucks ist zwischen der Zyklontrommel 15 und der Saugkammer 11 angeordnet, mit denen sie durch Leitungen 17 bzw. 18 verbunden ist. Nach einer beispielsweise in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform umfaßt das Ventil 16 zur zyklischen Steuerung des Unterdrucks einen zylindrischen Körper 19 mit einer koaxialen zylindrischen Bohrung 21. In dieser Bohrung 21 ist drehbeweglich ein zylindrisches Küken 22 angeordnet, das den beweglichen Schließkör­ per des Ventils 16 bildet und das von einem durchge­ henden, diametralen Kanal 23 mit großen Querschnitt durchquert wird, dessen beide Enden den Mündungen der beiden einander diametral gegenüberliegenden, im Körper 19 ausgebildeten Leitungen 24 bzw. 25 zugeord­ net sind. Diese Leitungen stehen an der Außenseite des Körpers 19 mit den Anschlüssen 26, 27 in Verbin­ dung, die mit den Leitungen 17 bzw. 18 verbunden sind. Im Körper 19 des Ventils 16 sind außerdem Leitungen eingearbeitet, die einen Kanal 28 mit klei­ nerem Querschnitt als dem des diametralen Kanals 23 bilden und die eine Umgehung des Kanals 23 bilden, die an ihren beiden Enden in die beiden Leitungen 24 bzw. 25 einmündet. Eine Stellschraube 29 erlaubt es, nach Wunsch den freien Querschnitt des Umgehungska­ nals 28 einzustellen. Das zylindrische Schließküken 22 wird durch einen geeigneten Mechanismus ausgehend vom Hauptantrieb 7 der Maschine 2 derart in Rotation versetzt, daß es pro Zyklus der Maschine eine halbe Umdrehung ausführt. Es ist in seiner Winkellage so eingestellt, daß es eine Verbindung zwischen den Leitungen 17 und 18 über den diametralen Kanal 23 mit großem Querschnitt herstellt während einer Drehung des zylindrischen Kükens 22 über einen Winkel, der im wesentlichen der Beschleunigungsphase a des Bandes entspricht und der in der Größenordnung von 120° liegt. Wegen des großen Querschnitts des Kanals 23 wird der starke, dauernd in der Zyklontrommel 15 erzeugte Unterdruck praktisch sofort bei Herstellung der Verbindung über den Kanal 23 auf die Leitung 18 übertragen, so daß der starke Unterdruck dp1 in der Saugkammer 11 während der Beschleunigungsphase a des Bandes herrscht. Diese Saugwalze 9 spielt dann während dieser Phase die Rolle als Beschleuniger des Bandes 1. Sofort nach dieser Phase hat sich das zylindrische Küken 22 ausreichend gedreht, um jede Verbindung über den diametralen Kanal 23 zu unterbre­ chen und nur eine Verbindung über den Kanal 28 mit kleinerem Querschnitt aufrechtzuerhalten. Wegen der durch diese Leitung realisierten Drosselung wird der Unterdruck in der Saugkammer 11 beträchtlich abge­ schwächt und nimmt den schwächeren Wert dp2 an. Die­ ser schwache Unterdruck erlaubt, wie vorstehend be­ reits erläutert, eine Reduzierung der Reibung zwi­ schen dem Band 1 auf der sich ständig drehenden Saugwalze 9, während es zugleich den Kontakt mit der Walze beibehält, während es stillsteht, und seine Stabilität verbessert, weil das Band 1 durch die Löcher 13 im Saugzylinder 9 nur wenig angezogen wird.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Beschickung einer periodisch während seines Stillstands auf ein Materialband einwirkenden Maschine, wobei dieses Band (1) mit konstanter Geschwindigkeit (v) am Eingang der Maschine zugeführt wird, insbesondere zur Beschickung einer Flachstanzmaschine, mit am Eingang der Maschine (2) angeordneten Mitteln (5, 6, 8) zur Ausbildung einer Zwischenschleife des Bandes mit variabler Länge, mit einer hohlen Saugwalze (9), deren Oberfläche von Löchern (13) durchbrochen ist und über die das Band vor dem Einlauf in die Maschine (2) geführt wird, und mit Mitteln (12) zur Erzeugung eines variablen Unterdrucks in der Saugwalze (9), die ein Ventil (16) zur zyklischen Steuerung des Unterdrucks umfassen, dessen beweglicher Schließkörper (22) durch den Hauptantrieb (7) der Maschine (2) antreibbar ist, und die zyklisch den Unterdruck (dp) in der Saugwalze (9) zwischen einem während der auf den Arbeitsschritt der Maschine folgenden Phase zur Beschleunigung des Bandes (1) herrschenden hohen, ersten Wert (dp1) und einem relativ niedrigen, zweiten Wert (dp2) verändern, der während des der Verzögerung des Bandes und seiner Stillsetzung in der Maschine (2) entsprechenden restlichen Zyklus der Maschine herrscht, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16) zur zyklischen Steuerung des Unterdrucks einen zylindrischen Körper (19) umfaßt, der mit einer koaxialen zylindrischen Bohrung (21) versehen ist, in der drehbar ein den beweglichen Schließkörper des Ventils bildendes, zylindrisches Küken (22) gelagert ist, das mit einem Durchgangskanal (23) mit großem Querschnitt versehen ist, dessen beide Enden den Ausmündungen zweier einander diametral gegenüberliegender, den Körper (19) durchquerender Leitungen (24, 25) zugeordnet sind, und daß der Körper (19) des Ventils (16) außerdem von Leitungen durchzogen wird, die den den Durchgangskanal (23) umgehenden Kanal (28) mit gegenüber dem Durchgangskanal (23) kleinerem Querschnitt bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (16) zur zyklischen Steuerung des Unterdrucks zwischen einem mit einem Vakuumerzeuger (14) verbundenen Vakuumspeicher (Pufferbehälter) (15) und dem Inneren der Saugwalze (9) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal (28) mit geringem Querschnitt den Schließkörper (22) des Ventils (16) umgeht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine einstellbare Schraube (29) oder ein Ventil die wahlweise Veränderung des freien Querschnitts des umgehenden Kanals (28) gestattet.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Küken (22) durch einen geeigneten Mechanismus ausgehend vom Hauptantrieb (7) der Maschine (2) derart in Drehung versetzbar ist, daß während des Zyklus der Maschine eine halbe Umdrehung stattfindet, und daß es in seiner Winkellage so eingestellt ist, daß eine Verbindung über den Durchgangskanal (23) mit großem Querschnitt während einer Drehung des zylindrischen Kükens (22) über einen Winkel herstellt, der im wesentlichen der Beschleunigungsphase des Bandes entspricht.