DE4412091A1 - Verfahren zum Herstellen kaschierter Bögen und Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung kaschierter Bögen, insbesondere Druckbögen, bei dem die einzelnen Bögen aufeinanderfolgend mit Überlappung oder auf Stoß zu einer Bogenfolge angeordnet werden, die Bogenfolge mit einer kontinuierlich zugeführten Folie zunächst kaschiert und dann zwecks Vereinzelung der kaschierten Bögen einer Trenneinrichtung zugeführt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt (DE 36 16 664 A1), separate Papier- oder Karton-Materialien aufeinanderfolgend mit verschiedenartigen Kunst­ stoffilmen zu kaschieren und den so geschaffenen kontinuier­ lichen Verbund in einzelne kaschierte Bögen zu trennen. Bei der bekannten Einrichtung wird diese Trennung durch ein Zugwalzen­ paar und einen Trennkalander mit zwei übereinander und quer zur Laufrichtung des Verbundes angeordneten Walzen durchgeführt, bei dem der kaschierte Verbund zwischen den beiden Walzen jedes Paares hindurchgeführt wird und bei dem ein Lager der oberen Walze des Trennkalanders so gesteuert auf und ab bewegt wird, daß der Trennkalander den Verbund an vorbestimmter Stelle kurzzeitig festhält und das Zugwalzenpaar den Verbund zieht und dabei die Kaschierfolie längs einer zuvor eingeschnittenen Stelle abreißt, den kaschierten, nunmehr vereinzelten Bogen aber weitertransportiert und in einer Abstapeleinrichtung ablegt. Diese bekannte Einrichtung ist für die Trennung des Verbundes in einzelne kaschierte Bögen bei relativ geringer Geschwindigkeit des Verbundes geeignet. Bei höheren Geschwindigkeiten von z. B. mehr als 60 m pro Minute würden sich Störungen beim Vereinzeln der Bögen ergeben. Eine solche Störung kann beispielsweise darin bestehen, daß zwei aufeinanderfolgende Bögen nicht getrennt werden und Stauungen verursachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Trennung des Verbundes in kaschierte Einzelbögen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 definierte Verfahren gelöst. Eine hierfür geschaffene Einrichtung ist in Anspruch 3 definiert. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch die Erfindung wird nicht nur eine Trennung kaschierter Bögen mit hoher Güte erreicht. Es wird auch ein störungsfreier Betrieb bei größeren Geschwindigkeiten ermöglicht. Weiterhin werden diese Vorteile unabhängig von der Nutzung verschiedener Folien wie PVC, PET, PP, oder dergleichen erreicht und mit unterschiedlichen Foliendicken. Mit Foliendicken von 30 um und mehr sowie Geschwindigkeiten von mehr als 100 m pro Minuten wurden störungsfreie Trennungen erzielt. Schließlich wird die bekannte Verwendung eines die Folie einschneidenden Messers in Verbindung mit einem die kontinuierliche Bewegung des Verbundes periodisch stoppenden Trennkalander ersetzt durch kontinuierlich angetriebene Einzugswalzen und eine im Trennbereich synchron mit dem Verbund angetriebene, auf die gesamte Trennlinie einwirkende Trenneinrichtung wie einen Thermodraht, ein Messer, eine Klinge oder dergleichen. Eine einfache Bogenabzugseinrichtung wie ein Vakuumtransportband reicht zur schonenden Separierung der getrennten Bögen aus.

Im Prinzip besteht die Erfindung bei einem Verfahren zur Herstellung von kaschierten Bögen, insbesondere Druckbögen, darin, daß die einzelnen noch nicht kaschierten Bögen aufeinanderfolgend auf Stoß oder überlappend angeordnet und mit einer kontinuierlich zugeführten Folie zu einem ununterbrochenen Verbund kaschiert werden, daß der Verbund einer Trenneinrichtung mit anschließender Vereinzelung der kaschierten Bögen zugeführt wird, daß in der Trenneinrichtung ein Messer oder dergleichen zu vorbestimmten Zeitpunkten auf die Folie abgesenkt und nach vorbestimmter Zeitdauer wieder von der Folie abgehoben wird, und daß das Messer für die vorbestimmte Zeitdauer in Bewegungsrichtung des Verbundes bewegt und auf im wesentlichen die Geschwindigkeit des Verbundes gesteuert wird.

Bei einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist das Messer am Umfang eines Rotationskörper angeordnet, der um eine quer zur Laufrichtung des Verbundes liegende Achse rotiert, und zwar längs einer solchen Umfangslinie, daß seine gesamte wirksame Länge im wesentlichen gleichzeitig mit der Folie in Kontakt gebracht werden kann, und daß die Bewegungsbahn des Messers für die vorbestimmte Zeitdauer einen Kontakt mit der Folie bewirkt. Der Rotationskörper wird in Abhängigkeit von Messungen an dem der Trenneinrichtung zugeführten Verbund so gesteuert, daß das Messer die vorgesehene Schnittstelle zur vorbestimmten Zeit und mit der vorbestimmten Geschwindigkeit erreicht, wobei die vorgesehene Stelle so gewählt ist, daß das Messer bis zur Stelle, an der es vom Verbund wieder abhebt, die für den Schneidvorgang erforderliche Zeitdauer in Kontakt mit der Folie bleibt.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Messer ein thermisches Messer, das wenigstens während der vorbestimmten Zeitdauer auf eine für das jeweilige Material der Kaschierfolie erforderliche Mindest-Trenntemperatur erhitzt ist. Das Thermische Messer kann ein Widerstandsdraht sein, der mit dem Rotationskörper rotiert und über Schleifringe mit elektrischem Strom versorgt wird.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden das Verfahren und mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Diese zeigen in

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Verfahrens gemäß der Erfindung mit einem rotierenden thermischen Messer,

Fig. 2 und Fig. 3 ein Ablaufdiagramm bzw. ein Steuerdiagramm für die Trenneinrichtung,

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Rotationskörpers für das rotierende Messer

Fig. 5 ein Detail aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine prinzipielle Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung kaschierter Bögen dargestellt. Unter einem kaschierten Bogen sei hier ein Bogen vorbestimmter Dicke und vorbestimmter Abmessungen zu verstehen, wobei die Dicke und die Abmessungen für verschiedene Anwendungszwecke unterschied­ lich sein können. Eine größere Anzahl einzelner Bögen 1 wird auf einem Transportband 2 auf Stoß oder - wie dargestellt - einander überlappend zu einer Bahn 3 aufeinanderfolgender Bögen 1 angeordnet. Von einer Vorratsrolle 4 wird eine kontinuierliche Folie 5 abgezogen, deren Breite so bemessen ist, daß sie die Kaschierung der Bahn 3 bzw. der in ihr enthaltenen Bögen 1 ermöglicht. Die Folie kann aus allen geeigneten Materialien wie Polypropylen, PVC, Zellophan, Polyäthylen, Polystyrol oder einem nachwachsenden Material bestehen. Die kontinuierliche Folie 5 und die Bahn 3 werden in einer Kaschiereinrichtung 6 zu einem Verbund 7 vereinigt und über einen Transportkalander 8 mit einer unteren Walze 81 aus Metall und mit einer oberen Walze 82 aus Gummi oder dergleichen einer Trennstelle 9 zugeführt. In der Trennstelle 9 wird die jeweils obenliegende Folie 5 an vorbestimmten Stellen, nämlich den Stoßstellen 10 der auf­ einanderfolgenden Bögen 1, getrennt. Ein Vakuum-Transportband 11 ist der Trennstelle 9 so zugeordnet, daß der vordere Teil 12 eines jeden gerade zur Trennung vorgesehenen Bogens 1 bereits von dem kontinuierlich mit vorzugsweise konstanter Geschwindigkeit umlaufenden Transportband 11 erfaßt ist und somit mit einer vorbestimmten, vorzugsweise einer höheren Geschwindigkeit als der des noch kaschierten Verbundes 7, abgezogen wird. Das jeweils vordere Ende 12 des Bogens 1 wird also bei der Trennung sehr schnell abgezogen, um den bei der Trennung entstehenden Spalt zwischen den Bögen 1 mit der Trennung zu vergrößern und so die Vereinzelung der Bögen 1 zu begünstigen. Die so vereinzelten Bögen 1 werden vom Transport­ band 11 einer Abstapeleinrichtung 13 direkt oder indirekt zugeführt. Das Vakuum-Transportband 11 sorgt für eine während des Transports der vereinzelten Bögen 1 gleichmäßige Auflage, die auch nicht durch Turbulenzen gestört werden kann. Die Stoßstellen 10 aufeinanderfolgender Bögen 1 der Verbund 7 werden bei 101 oder 102 mittels eines Meßgerätes, z. B. eines Laserdetektors gemessen und zur Erzeugung eines Steuersignals ausgenutzt, das in Verbindung mit einem der Geschwindigkeit des Verbundes 7 entsprechenden Steuersignal einer Steuereinrichtung 14 für ein in Bewegungsrichtung des Verbundes 7 und senkrecht zur Oberfläche 15 des Verbundes 7 beweglichen Messer 16 zugeführt wird.

Das soweit beschriebene Trennverfahren läuft wie folgt ab. Das Messer 16 wird zunächst in eine Position 17 gebracht, die seitlich oberhalb einer für jede Folie 5 bestimmter Dicke und bestimmten Materials vorbestimmten ortsfesten Trennstelle 18 liegt. Diese Trennstelle 18 und auch die vorbestimmte Position 17 kann also bei anderen Materialien und anderen Dicken eine jeweils andere ortsfeste Lage haben, wie gestrichelt angedeutet. Mit dem Eintreffen eines der Lage eines Bogens 1 bzw. seiner Stoßstelle 10 entsprechenden Steuersignals und entsprechend der Geschwindigkeit des Verbundes 7 wird das Messer 16 auf die Geschwindigkeit des Verbundes beschleunigt und bei Erreichen dieser Geschwindigkeit an der vorbestimmten Trennstelle 18 auf die Folie 5 abgesenkt und gegen die Folie 5 gedrückt, diese Folie 5 getrennt und unter Mitwirkung des Transportbandes 11 von dem folgenden Verbund 7 separiert. Da der Schneidvorgang eine bestimmte Zeitdauer erfordert, die vom Material und der Dicke der Folie 5 abhängt, wird das Messer 16 für die erforderliche Zeitdauer mit der Geschwindigkeit des Verbundes 7 in Bewegungsrichtung des Verbundes 7 bewegt und dann bei einer für alle Materialien und Dicken der Folie 5 gleichen Abhebeposition 19 wieder abgehoben. Zu diesem Zweck wird ein Antriebsmotor 20 nach Einsatzzeitpunkt und Geschwindigkeit von der Steuereinrichtung angesteuert. Für diesen Anwendungszweck hat sich ein Schrittmotor bewährt.

Das quer zum Verbund 7 über die ganze Breite des Verbundes 7 erstreckte Messer 16 ist in Fig. 1 ein thermisches Messer, das durch einen stromdurchflossenen Widerstandsdraht 21 gebildet wird, der auf dem Umfang 22 eines Rotationskörpers 23 in einer Nute 24 gelagert ist. Die Nute 24 ist so bemessen, daß sie für den Widerstandsdraht 21 des Messers 16 eine definierte sichere Lage und Halterung ermöglicht. Der Strom wird dem Widerstandsdraht 21 auf dem Rotationskörper 23 vorzugsweise über Schleifringe 25 zugeführt. Die Temperatur des Drahtes 21 ist einstellbar und zwar für jede Folie 5 auf die Temperatur, bei der das zu trennende Material der Folie 5 sicher getrennt werden kann. Wegen der unvermeidlichen Abkühlung während des Trennvor­ ganges wird die Temperatur so viel höher als die optimale Tempe­ ratur eingestellt, daß die optimale Temperatur bis zum Ende der Trennung eingehalten wird. Für die Durchführung des Verfahrens ist an der Trennstelle unterhalb der Berührungsstelle von Messer und Folie 5 eine Schicht nachgiebigen Materials angeordnet.

Zur Feinabstimmung auf unterschiedliche Materialdicken des Verbundes 7 und der Folie 5 kann der Rotationskörper 23 senkrecht zur Oberfläche 15 des Verbundes 7 verstellbar ausgebildet sein. Diese Verstellung kann z. B. mittels eines nicht dargestellten Untersetzungsgetriebes im Feinstbereich, also für hundertstel mm erfolgen.

Fig. 2 zeigt ein Funktionsdiagramm für den Bewegungsablauf des Rotationskörpers 23. In einem Abschnitt Bereitschaftsbetrieb dreht sich der Körper 23 mit beliebiger, vorzugsweise verringerter Geschwindigkeit. Am Ende dieses Abschnitts erhält der Motor ein Steuersignal mit der Information, daß die Stoßstelle der Bögen sich der Trennstelle 18 nähert. Zu diesem Zeitpunkt wird der Motor beschleunigt, bis er in oder - wie dargestellt - kurz vor der Trennstelle 18 die Geschwindigkeit des Verbundes 7 erreicht und dann bei 18 in Kontakt mit dem Verbund gebracht wird. Während einer nun folgenden vorbestimmten Zeitdauer für den Trennvorgang laufen Verbund 7 und Messer 16 synchron, wobei das Messer 16 zunächst tiefer in die Folie 5 abgesenkt und dann wieder aus ihr herausgehoben wird. Das Diagramm zeigt zwar eine symmetrische Ausgestaltung des Synchronbereiches, doch kann die Anordnung auch so gewählt sein, daß der tiefste Punkt für die Eindringung des Messers 16 auch das Ende des Synchronlaufs und damit die Vollendung der Trennung angibt. Im Anschluß an den Synchronbereich erfolgt eine Abbrems- oder Auslaufperiode, die dann in den Bereitschaftsbereich übergeht. Der Bereitschaftsbereich hat den Vorteil, daß der Start der Beschleunigungsphase für verschiedene Materialien und Dicken der Folie 5 unterschiedlich gewählt werden kann.

Fig. 3 zeigt zur Verdeutlichung ein anderes Zeitdiagramm der Wirkungsweise des Rotationskörpers 23, bei dem der Bewegungsablauf als Rotations-Geschwindigkeit des Körpers 23 über der Zeitachse aufgetragen ist. Der Synchronbereich S der Geschwindigkeiten des Körpers 23 und des Verbundes 7 endet frühestens bei 19, vorzugsweise etwas später - wie angedeutet - um bis zum Abheben des Messers 16 wirklich Synchronlauf zu haben. Danach kann der Rotationskörper 23 auslaufen oder abbremsen, damit er bei Erhalt des Steuersignals von einer Minimalgeschwindigkeit oder Nullgeschwindigkeit bis zur Erreichung der erwünschten Synchrongeschwindigkeit präzise beschleunigt werden kann. Die in Fig. 3 rechts bzw. links angedeuteten unterschiedlichen Geschwindigkeiten des Rotationskörpers sollen zeigen, daß der Rotationskörper 23 bei unterschiedlicher Geschwindigkeit des Verbundes 7 auch auf unterschiedliche Synchrongeschwindigkeiten beschleunigt werden kann. Ein solches Steuersignal kann durch eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung erzielt werden, beispielsweise durch zwei aufeinanderfolgende Laser 101, 102 zur Messung der Stöße 18 und/oder durch ein von den Einzugswalzen 81, 82 abgenommenes Signal.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Rotationskörpers 23 mit dem Widerstandsdraht 21, seinen Halteklemmen 25, 26 und Schleifringen 27, 28. Der Durchmesser des Rotationskörpers 23 ist mit etwa 150-200 mm bemessen.

Fig. 5 zeigt im Detail die Überlappungszone oder genauer Unterlappungszone des Verbundes 7 und die Trennstelle 18.

Die soweit beschriebene Einrichtung wird vorzugsweise als konstruktive Baueinheit mit Trenneinrichtung ausgebildet und mit dem von einer getrennten Kaschiereinrichtung kontinuierlich angelieferten Verbund 7 gespeist. Der Eingang dieser kompakten Einrichtung wird durch das Einzugswalzenpaar 81, 82 gebildet und der Ausgang durch das Ende des Vakuum-Transportbandes 11 bzw. die Abstapeleinrichtung 13 für die vereinzelten Bögen 1.

Ein Rotationskörper 23 gemäß Fig. 1 hat sich experimentell bewährt. Statt eines solchen Rotationskörpers 23 kann aber auch ein um zwei Rollen umlaufendes Band mit außenliegendem Thermomesser verwendet werden, dessen Geschwindigkeit in ähnlicher Weise wie beim Rotationskörper 23 durch einen Motor angetrieben werden kann. Mit einem solchen Band und ggf. einer zusätzlichen, ggf. auswechselbaren in Richtung auf die Folie 5 verstellbaren Formschiene oder Formrolle könnte der Synchronbereich für jede Materialsorte und Dicke unterschiedlich gewählt werden. Es ist weiterhin möglich, das thermische Messer in einer seitlichen Führung zu lagern, beispielsweise nach Art einer Kulisse. Über diese seitliche Führung könnte auch die Stromzuführung erfolgen. Ferner ist es möglich, statt des thermischen Messers die Schneide eines Messers oder einer Industrieklinge zu nutzen, das synchron mit der zu schneidenden Folie bewegt wird und zum Schneiden auf die Folie 5 abgesenkt wird.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von kaschierten Bögen, insbesondere Druckbögen, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne noch nicht kaschierte Bögen (1) aufeinanderfolgend auf Stoß oder überlappend angeordnet und mit einer kontinuierlich zugeführten Folie (5) zu einem ununterbrochenen Verbund (7) kaschiert werden, daß der Verbund (7) einer Trenneinrichtung (9) mit anschließender Vereinzelung der kaschierten Bögen zugeführt wird, daß in der Trenneinrichtung (9) ein Messer (16) oder dergleichen zu vorbestimmten Zeitpunkten (18, 19) auf die Folie (5) abgesenkt und nach vorbestimmter Zeitdauer wieder von der Folie (5) abgehoben wird, und daß das Messer (16) für die vorbestimmte Zeitdauer in Bewegungsrichtung des Verbundes (7) bewegt und auf im wesentlichen die Geschwindigkeit des Verbundes (7) gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Messer (16) ein stromdurchflossener Heizdraht (21) verwendet wird.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (16) am Umfang eines Rotationskörpers (23) angeordnet ist, der um eine quer zur Laufrichtung des Verbundes (7) liegende Achse rotiert, und zwar längs einer solchen Umfangslinie, daß seine gesamte wirksame Länge im wesentlichen gleichzeitig mit der Folie (5) in Kontakt gebracht werden kann, und daß die Bewegungsbahn des Messers (16) für die vorbestimmte Zeitdauer einen Kontakt mit der Folie (5) bewirkt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper (23) in Abhängigkeit von Messungen an dem der Trenneinrichtung (9) zugeführten Verbund (7) so gesteuert ist, daß das Messer (16) die vorgesehene Schnittstelle zur vorbestimmten Zeit und mit der vorbestimmten Geschwindigkeit erreicht, wobei die vorgesehene Stelle so gewählt ist, daß das Messer (16) bis zur Stelle, an der es vom Verbund (7) wieder abhebt, die für den Schneidvorgang erforderliche Zeitdauer in Kontakt mit der Folie (5) bleibt.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (16) ein thermisches Messer ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermische Messer (16) wenigstens während der vorbestimmten Zeitdauer auf eine für das jeweilige Material der Kaschierfolie (5) erforderliche Mindest-Trenntemperatur erhitzt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das thermische Messer ein Widerstandsdraht (21) ist, der mit dem Rotationskörper (23) rotiert und über Schleifringe (27, 28) mit elektrischem Strom versorgt wird.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (16) und/oder der Rotationskörper (23) senkrecht zur Oberfläche 15 der Folie 5 verstellbar sind.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung ein Untersetzungsgetriebe vorgesehen ist.