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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Vorrichtungen für
das Perforieren verschiedener Bahnprodukte in Blätter. Insbesondere bezieht
sich die Erfindung auf neue Perforiervorrichtungen für die Verwendung in
einer Umrollvorrichtung für
das Perforieren von Bahnen, wie beispielsweise Toilettenpapier und
Papierhandtücher.
Die Erfindung bezieht sich auch auf die Verwendung solcher Perforiervorrichtungen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Papierprodukte werden in der heutigen
Gesellschaft häufig
verwendet. Zu Rollen aufgewickelte Papierprodukte, wie Toilettenpapier
und Papierhandtücher,
weisen oft einen hohlen röhrenförmigen Kern,
um den eine Rolle des Produkts gewickelt ist, auf. Ein Konsument
verwendet gewöhnlicherweise
nicht die gesamte Rolle des Papierprodukts auf einmal. Um den Konsumenten
bei der Auswahl und der Abgabe der passenden Teile des Produkts
zu helfen, ist die Rolle des Papierprodukts bequemerweise mit Schwächungslinien,
im allgemeinen parallel zur Achse des Kerns, um den das Papier gewickelt
ist, versehen. Die Schwächungslinien umfassen
typischerweise Perforationen, die die um den Kern gewickelten Papierprodukte
in einzelne Blätter unterteilen,
die über
die Perforationen verbunden sind und dennoch leicht voneinander
getrennt werden können.
Die Perforationen liefern eine zunehmende Abgabe einzelner und mehrerer
Blätter
des Produkts. Dieses Merkmal erlaubt es dem Kon sument, bequem eine
spezielle Menge des Produkts gemäß seiner
oder ihrer Bequemlichkeit abzugeben. Das Produkt kann auch in einem
Stapel vorgesehen sein. Die einzelnen Blätter des Produkts sind im Stapel
so gefaltet, dass sie aufeinander liegen, während sie dennoch durch Perforationslinien unterteilt
sind.
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Die Perforation kann durch Perforieroberflächen, die
während
des Herstellungsverfahrens verwendet werden, hergestellt werden.
Während
des Perforierungsschrittes des Herstellungsverfahrens wird die Bahn
typischerweise zwischen zwei passende Perforieroberflächen, die
gewöhnlicherweise
als eine Klinge und ein Anschlag bezeichnet werden, geführt, wobei
eine von diesen (beispielsweise die Klinge) an der Perforationswalze
befestigt ist, und die andere (der Anschlag) am stationären Trägerelement
befestigt ist. Die Klingen sind typischerweise auf einer rotierenden
Walze oder einem Zylinder montiert und weisen wechselnd beabstandete Zähne und
Kerben über
der gesamten Breite der Perforieroberfläche der Perforiervorrichtung
auf. Die Zähne sind
für die
kleinen Schnitte, die benachbarte Blätter des Bahnprodukts definieren
und teilen, verantwortlich, während
die Kerben für
die erhabenen Stücke,
die benachbarte Blätter überbrücken und
die Rolle der Blätter zusammenhalten,
verantwortlich sind. Die Klingen, die an der sich drehenden Perforierwalze
befestigt sind, treffen die Bahn, während diese gegen den stationären Anschlag
gehalten wird, und schneiden durch die Dicke des Bahnprodukts.
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Verschiedene Bahnprodukte erfordern
verschiedene Blattlängen.
Somit fordern die heutigen industriellen Verfahren oft, dass die
Länge der
einzelnen Blätter
in der perforierten Bahn relativ schnell und mit minimalem Aufwand
geändert
werden kann. Die Änderung
der Länge
der einzelnen Blätter
kann durch das Ersetzen einer Perforierwalze durch eine andere Perforierwalze
erzielt werden.
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Wenn beispielsweise gewünscht wird,
dass die Länge
der einzelnen Blätter
in der perforierten Bahn erhöht
wird, kann eine Perforierwalze durch eine andere Walze ersetzt werden,
die relativ weniger Perforieroberflächen aufweist. Die Walze, bei
der die Perforieroberflächen
relativ weit voneinander entfernt sind, wird eine größere Distanz
zwischen den Linien der Perforation in der Bahn liefern. Der Wechsel
der Perforierwalzen schafft jedoch unvermeidlich lange Perioden
der Abschaltung und ist somit ökonomisch
nicht erwünscht.
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Das allgemein übertragene US-Patent 4,687,153,
das am 18. August 1987 an McNeil erteilt wurde und auf dem der Oberbegriff
des Anspruchs 1 basiert, lehrt, dass die Länge der einzelnen Blätter in
der perforierten Bahn durch das unabhängige Steuern der Geschwindigkeit
der Bahn relativ zur Oberflächengeschwindigkeit der
Perforierwalze eingestellt werden kann. Dieses Patent stellt gegenüber dem
Stand der Technik eine große Verbesserung
dar, indem es ermöglicht,
die Länge
der einzelnen Blätter
in der perforieren Bahn ohne die Notwendigkeit des Auswechselns
einer Perforierwalze durch eine andere, zu steuern. Die Flexibilität beim Einstellen
der Länge
der einzelnen Blätter
in der perforieren Bahn ohne das Wechseln der Perforierwalze ist
dennoch etwas eingeschränkt.
Ein Bereich der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Perforierwalze
und der Bahn ist durch die Fähigkeit
der Bahn, einen sogenannten "Anhafteffekt" der Geschwindigkeitsdifferenz
zu akzeptieren, begrenzt. Bei gewissen Größen der Geschwindigkeit der
Bahn kann es sein, dass die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der
Perforierwalze und der Bahn bewirken kann, dass die einzelnen Blätter sich
teilweise entlang der Perforationen trennen ("Perforationsknallen") und dies kann sogar zu einem Brechen
der Bahn führen. Es
wurde beispielsweise herausgefunden, dass einige Papiertuchbahnen
nur bis zu ungefähr –20% ("Untergeschwindigkeit") der Geschwindigkeitsdiffe renz
zwischen der Perforierwalze und der Bahn tolerieren. Der Ausdruck "Untergeschwindigkeit", wie er hier verwendet
wird, zeigt an, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Perforierwalze
kleiner als die Geschwindigkeit der Bahn ist. Analog zeigt der Ausdruck "Übergeschwindigkeit" an, dass die Umfangsgeschwindigkeit
der Perforierwalze größer als
die Geschwindigkeit der Bahn ist. Die Übergeschwindigkeit wird durch
mehrere Betrachtungen beschränkt,
wobei die wichtigste davon das Vermeiden von Vibration bei der Umrollvorrichtung
bei Geschwindigkeiten im industriellen Maßstab ist, wobei herausgefunden
wurde, dass die Vibration bei Übergeschwindigkeitsgrößen von
ungefähr
+100% und mehr stattfindet. Somit wird angenommen, dass der bevorzugte
Bereich der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Perforierwalze
und der Bahn zwischen ungefähr –20% (Untergeschwindigkeit)
und ungefähr
+100% (Übergeschwindigkeit)
liegt. Dieser Bereich hängt
von vielen Faktoren, wie beispielsweise den physikalischen Eigenschaften
der Bahn, der Betriebsspannung, der Gestalt der Perforation (die
Breite der erhabenen Gebiete und ihr Abstand voneinander), der Interferenz
zwischen der oder den Klingen und der oder den Anschlägen, der Bahngeschwindigkeit
und anderen Faktoren, ab. Dieser Bereich kann nicht alle wünschenswerten
Variationen des Abstands zwischen den Perforationslinien und alle
Produktanzahlen ohne einen Wechsel der Perforationswalze durch eine
andere, die eine andere Anzahl der Perforationsoberflächen aufweist,
liefern.
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Die DE-A-2,315,171 offenbart eine
kontinuierliche Stanzwalze mit einer Gegendruckwalze, gekennzeichnet
durch mindestens zwei Stanzwalzen, die Schneidewerkzeuge tragen
und mit der Gegendruckwalze koordiniert sind. Die Stanzwalze weist
Rillen auf, die in Längsrichtung
verlaufen, um die Schneide- oder
Perforierwerkzeuge aufzunehmen, die so angeordnet sind, dass auf
dem Umfang der Stanzwalze mehrere Sätze von Schneidewerkzeugen,
die sich in variabler Entfernung voneinander befinden und dennoch
zusammen einen gleichen Abstand bilden, zum Tragen gebracht werden
können.
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Das US-Patent 2,682,306, das an Schriber
erteilt wurde, beschreibt einen Schneideaufbau, der nachgiebige
Montagemittel aufweist, um das Schneidemesser oder die Schneidemesser
im schwimmenden oder gedämpften
Zustand abzustützen.
Schriber offenbart einen Schneidezylinder, der eine Vielzahl von
Rillen aufweist, die so angeordnet sind, dass sie eine Vielzahl
von Schneideelementen aufnehmen, um in Kombination gleichmäßig beabstandete
intermittierende und kontinuierliche Schneideoperationen auf der
voranschreitenden Bahn des Kohlepapiers zu bewirken. Der Aufbau
ist für
die Verwendung mit Schneide- oder Perforierzylindern verschiedener
Durchmesser und linearer Abmessungen ausgelegt.
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Es wurde nun herausgefunden, dass
das Problem erfolgreich durch das Gestalten neuer Perforiervorrichtungen
mit verschiedenem Abstand, die eine weit größere Flexibilität bei dem
Steuern der Länge
der einzelnen Blätter
in der perforierten Bahn ermöglichen,
während
sie das Perforierschlagen und Vibrationsprobleme vermeiden, gelöst werden
kann. Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
eine solche Perforierwalze mit verschiedenem Abstand zu liefern.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
Verfahren für
das Herstellen einer perforierten Bahn unter Verwendung der Perforierwalze
mit verschiedenen Abstand der vorliegenden Erfindung, bereit zu
stellen.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung, wie sie
in den Ansprüchen
1 und 9 definiert ist, liefert Perforiervorrichtungen mit verschiedenem
Abstand, die es einem erlauben, den Abstand zwischen Perforationslinien
in einer perforiert werdenden Bahn einzustellen, ohne ein Einstellen
relativer Geschwindigkeiten der Bahn und der Walze und ohne eines
Wechsels der Perforierwalze selbst. Zusätzlich liefert die Perforierwalze
mit verschiedenem Abstand, wenn sie in Kombination mit einer Vorrichtung
für das
Steuern der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Bahn und der
Perforierwalze verwendet wird, einen viel breiteren Bereich der
Einstellbarkeit des Abstands zwischen den Perforationslinien in
der Bahn.
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Die Perforierwalze oder einfach "Walze" der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung weist eine Rotationsachse auf, die mit
der geometrische Achse der Walze zusammenfällt, und einen äußeren Umfang.
Die Walze umfasst eine Vielzahl von Taschen, die zueinander entlang
dem äußeren Umfang
der Walze im Abstand liegen, wobei jede der Taschen gestaltet ist,
um mindestens eine Perforieroberfläche darin aufzunehmen. Die Perforieroberfläche ist
ein allgemeiner Begriff der sowohl eine Perforierklinge als auch
einen Anschlag einschließt.
Entweder die Klingen oder die Anschläge können an der Walze der vorliegenden
Erfindung befestigt sein, und entweder der Anschlag oder die Klinge
können
an einem Trägerelement
direkt neben der Walze befestigt sein. Um zwischen den beiden Typen
der Perforieroberflächen
zu unterscheiden, wird die Perforieroberfläche, die am Trägerelement
befestigt ist, als "Trägerperforieroberfläche" bezeichnet. Die
Bewegung der Klinge relativ zum Anschlag und ein Aufschlag zwischen
diesen kann eine Perforationslinie liefern.
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Die Taschen befinden sich in einem
solchen Abstand zueinander, dass eine Winkeldistanz zwischen mindestens
einem Paar benachbarter Taschen größer als eine Winkeldistanz
mindestens eines anderen Paars benachbarter Taschen ist. Die Taschen
sind so voneinander entfernt, dass sie im Effekt mindestens zwei
Vielzahlen umfassen: eine erste Vielzahl von Taschen und eine zweite
Vielzahl von Taschen. Die Taschen der ersten Vielzahl sind in einer
ersten Winkeldistanz gleichmäßig voneinander
entfernt, und die Taschen der zweiten Vielzahl sind um eine zweite
Winkeldistanz gleichmäßig voneinander
entfernt. Die Taschen der ersten Vielzahl sind jedoch im Vergleich
zu den Taschen der zweiten Vielzahl anders beabstandet, was bedeutet,
dass die Winkeldistanz zwischen mindestens einem Paar benachbarter
Taschen, von denen eine die erste Vielzahl bildet, und die andere
die zweite Vielzahl bildet, größer als
die Winkeldistanz von mindestens einem anderen Paar benachbarter
Taschen, von denen eines die erste Vielzahl bildet und das andere
die zweite Vielzahl bildet, ist. Vorzugsweise ist eine der Vielzahlen
der Taschen größer als
die andere. Somit ist eine der Winkeldistanzen vorzugsweise kleiner
als die andere.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Walze sieben Taschen. Diese sieben Taschen umfassen
die erste Vielzahl der drei Taschen und die zweite Vielzahl der
fünf Taschen,
wobei eine Tasche eine gemeinsame Tasche sowohl für die erste
Vielzahl als auch die zweite Vielzahl darstellt. Die Taschen der
ersten Vielzahl sind voneinander um eine erste Winkeldistanz, die
120° entspricht,
entfernt, und die Taschen der zweiten Vielzahl sind voneinander
um eine zweite Winkeldistanz, die 72° entspricht, entfernt. In einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Walze acht Taschen, die die erste Vielzahl der vier
Taschen und die zweite Vielzahl der sechs Taschen ein schließt, wobei
zwei Taschen die gemeinsamen Taschen für die erste Vielzahl und die
zweite Vielzahl darstellen. In der letzteren Ausführungsform
sind die Taschen der ersten Vielzahl in der ersten Winkeldistanz,
die 90° entspricht,
voneinander entfernt angeordnet, und die Taschen der zweiten Vielzahl
sind in der zweiten Winkeldistanz, die 60° entspricht, voneinander entfernt
angeordnet.
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Die Perforieroberflächen können an
nur einer Vielzahl der Taschen, entweder der ersten Vielzahl oder der
zweiten Vielzahl, befestigt sein. In einer Ausführungsform sind die Perforieroberflächen fest
an den Taschen nur einer der beiden Vielzahlen befestigt. Um die
Walze dann neu zu konfigurieren, kann man die Perforieroberflächen, die
an den Taschen einer der Vielzahlen befestigt sind, entfernten und
die Perforieroberflächen
an den Taschen der anderen Vielzahl befestigen. Die Taschen, die
keine Perforieroberflächen
in sich aufweisen, werden vorzugsweise mit Füllmaterialien gefüllt, die
ausgelegt sind, um eine Stützung
der Bahn zu liefern und die Walze für eine glatte Drehung auszubalancieren.
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Gemäß der Erfindung sind mindestens
einige der Perforieroberflächen
beweglich an mindestens einigen der Taschen befestigt. In diesem
Fall können
die Perforieroberflächen
von einer "aktiven" Position, in welcher
die Perforieroberflächen
die Trägerperforieroberfläche während der
Rotation der Walze berühren,
um somit die Bahn zu perforieren, in eine "passive" Position, in welcher die Perforieroberflächen die
Trägerperforieroberfläche während der
Rotation der Walze nicht berühren,
bewegt werden. In der Ausführungsform,
in der alle Taschen mindestens eine Vielzahl der Perforieroberflächen aufweisen,
die beweglich an ihnen befestigt sind, besteht keine Notwendigkeit,
die beweglichen Perforieroberflächen
von den Taschen zu entfernen, um die Walze neu zu konfigurieren.
Es müssen
nur die beweglichen Perforieroberflächen von der aktiven Position
in die passive Position oder umgekehrt bewegt werden. In der passiven
Position sind die Perforieroberflächen vollständig oder teilweise innerhalb
der Taschen vertieft aufgenommen. Wenn die Perforieroberflächen im
Gebrauch sind, so werden sie gleitend von der passiven Position
innerhalb der Tasche in die aktive Position ausgefahren, um die
Trägerperforieroberfläche, die
am Trägerelement
befestigt ist, während
der Rotation der Walze zu berühren,
das heißt
so weit wie notwendig, um einen passenden Kontakt zwischen den passenden
Perforieroberflächen
zu liefern. In einer bevorzugten Ausführungsform weist jede der Taschen
der ersten Vielzahl und der zweiten Vielzahl mindestens eine Perforieroberfläche, die
beweglich an ihr befestigt ist, auf. Dann kann man die Walze durch
das Aktivieren der Perforieroberflächen, die beweglich an den
Taschen der einen Vielzahl befestigt sind, und das Deaktivieren
der Perforieroberflächen,
die beweglich an den Taschen der anderen Vielzahl befestigt sind,
leicht neu konfigurieren.
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Die Walze, die die beweglichen Perforieroberflächen aufweist,
umfasst eine Aktiviervorrichtung für das Bewegen der Perforieroberfläche von
der passiven Position in die aktive Position. Die Aktiviervorrichtung
kann gestaltet werden, um eine rückziehbare
Bewegung der Perforieroberflächen
zu liefern. Die Aktiviervorrichtung kann auch gestaltet werden,
um eine drehend-ausfahrbare Bewegung statt der gleitend ausfahrbaren
Bewegung zu liefern. In letzterem Fall dreht sich die Perforieroberfläche von
der in der Vertiefung befindlichen passiven Position in der Tasche
in die aktive Position für
einen passenden Kontakt mit der Trägerperforieroberfläche, die
am Trägerelement
befestigt ist, während
der Rotation der Walze. Andere Vorrichtungen für das Ändern der Position der Perforieroberfläche relativ
zum Rotationszentrum der Walze können
auch verwendet werden.
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Ein Verfahren für das Herstellen einer perforierten
Bahn ist in Anspruch 5 definiert und umfasst die Schritte des Vorsehens
einer Ausgangsbahnrolle, das Vorsehen einer Vorrichtung für das kontinuierliche
Abwickeln der Ausgangsbahnrolle und das Befördern der Bahn in einer Maschinenrichtung
nach vorne, das Vorsehen einer Vielzahl von Perforieroberflächen, das
Vorsehen einer Perforierwalze der vorliegenden Erfindung, die mindestens
zwei Vielzahlen von Taschen, die sich relativ zueinander in verschiedenem
Abstand befinden, umfasst, das Befestigen der Perforieroberflächen an
mindestens einer der Vielzahlen der Taschen, das Vorsehen eines
Trägerelements,
das eine Trägerperforieroberfläche aufweist
und direkt neben der Perforierwalze angeordnet ist, so dass die
Perforierwalze und das Trägerelement
einen Spalt zwischen sich bilden, und das Drehen der Perforierwalze,
während
die Ausgangsbahnrolle kontinuierlich abgewickelt wird und das Liefern der
Bahn durch den Spalt zwischen der Perforierwalze und dem Trägerelement
nach vorne, um somit Querlinien der Perforation über der Bahn in im wesentlichen
gleichen Intervallen in der Maschinenrichtung zu liefern, um Produktblätter in
der Bahn zu definieren. Gemäß der Erfindung
umfasst das Verfahren unter Verwendung der Walze, die bewegliche
Perforieroberflächen
aufweist, einen Schritt der Aktivierung der Perforieroberflächen, die
an den Taschen von nur einer der Vielzahlen befestigt sind, und
einen optionalen Schritt der Deaktivierung der Perforieroberflächen, die
an die Taschen der anderen Vielzahl befestigt sind. Wenn eine Walze, die
nur fest befestigte Perforieroberflächen aufweist, verwendet wird,
so werden die Perforieroberflächen
an den Taschen nur einer Vielzahl befestigt, und das Neukonfigurieren
der Walze umfasst das Entfernen der Perforieroberflächen, die
an den Taschen der einen Vielzahl befestigt sind, und das Befestigen
der Perforieroberflächen
an den Taschen der anderen Vielzahl.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische fragmentarische Seitenansicht eines Verfahrens
der vorliegenden Erfindung, wobei das Verfahren eine Umrollvorrichtung
verwendet, die eine Perforierwalze mit verschiedenem Abstand gemäß der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung umfasst.
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1A ist
eine fragmentarische Ansicht in der Richtung des Pfeils 1A in 1, die ein Bahnprodukt zeigt,
das Querperforationslinien aufweist, die gleichmäßig in Maschinenrichtung beabstandet
sind.
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2 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer Perforierwalze mit verschiedenem
Abstand gemäß der vorliegenden
Erfindung, die sieben Taschen aufweist, die ungleichmäßig voneinander
entlang dem äußeren Umfang
der Walze beabstandet sind, wobei drei der Taschen eine erste Vielzahl
umfassen und Perforieroberflächen
aufweisen, die fest daran befestigt sind, wobei der Winkelabstand
zwischen den Perforieroberflächen
120° entspricht.
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3 ist
eine schematische Querschnittsansicht der Perforierwalze mit verschiedenem
Abstand, die in 2 gezeigt
ist, und fünf
Taschen zeigt, die eine zweite Vielzahl umfassen und bei denen die
Perforieroberflächen
daran befestigt sind, wobei die Winkeldistanz zwischen den Perforieroberflächen 72° entspricht.
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4 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer Perforierwalze mit verschiedenem
Abstand gemäß der vorliegenden
Erfindung, die acht Taschen aufweist, die entlang dem äußeren Umfang
der Walze ungleichmäßig beabstandet
sind, wobei vier der Taschen eine erste Vielzahl umfassen und fest
daran befestigte Perforieroberflächen
haben, wobei die Winkeldistanz zwischen den Perforieroberflächen 90° entspricht.
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5 ist
eine schematische Querschnittsansicht der Perforierwalze mit verschiedenem
Abstand, die in 4 gezeigt
ist, die sechs Taschen zeigt, die eine zweite Vielzahl umfassen
und daran befestigte Perforieroberflächen haben, wobei die Winkeldistanz
zwischen den Perforieroberflächen
60° entspricht.
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6 ist
eine schematische Querschnittsansicht einer Perforierwalze mit verschiedenem
Abstand gemäß der vorliegenden
Erfindung, die zehn Taschen aufweist, die ungleichmäßig voneinander
entlang dem äußeren Umfang
der Walze beabstandet sind, wobei drei der Taschen eine erste Vielzahl
umfassen, vier der Taschen eine zweite Vielzahl umfassen, und fünf der Taschen
eine dritte Vielzahl umfassen, wobei eine der Taschen eine gemeinsame
Tasche für
die erste, zweite und dritte Vielzahl ist.
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7 ist
eine schematische fragmentarische Querschnittsansicht der Walzentasche,
die eine gleitend ausfahrbare Perforieroberfläche, die beweglich an ihr befestigt
ist, aufweist.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Eine Perforierwalze 10 der
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann in einer kontinuierlich arbeitenden Papierumwandlungsumrollvorrichtung
verwendet werden, wie beispielsweise einer Umrollvorrichtung, die
im allgemein übertragenen
US-Patent 4,687,153, das am 18. August 1987 an Kevin B. McNeil erteilt wurde,
beschrieben ist. Ein relevanter fragmentarischer Teil eines solchen
Umrollvorrichtung, die hier mit der Bezugszahl 100 bezeichnet
ist, ist schematisch in 1 gezeigt.
Die Umrollvorrichtung 100 verwendet eine Ausgangsbahnrolle 61 einer
Bahn 60. Der Ausdruck "Bahn", wie er hier verwendet
wird, umfasst Papierbahnen als auch Bahnen nicht aus Papier, wie
beispielsweise synthetische Bahnen. Vorzugsweise ist die Bahn 60 eine Faserbahn,
die für
solche Einwegprodukte, wie ein Toilettenpapier oder ein Papierhandtuch,
geeignet ist. Die Perforierwalze 10 ist direkt neben einem
Trägerelement 30 angebracht.
Vorrichtungen für
das kontinuierliche Abwickeln der Ausgangsbahnrolle 61 und
das Befördern
der Bahn 60 in Maschinenrichtung nach vorne zwischen die
Perforierwalze 10 und das Trägerelement 30 sind
schematisch in 1 so
gezeigt, dass sie eine Zulaufwalze 50 umfassen. Ein Fachmann
wird jedoch erkennen, dass die Vorrichtung für das kontinuierliche Abwickeln
der Rolle 61 und das Befördern der Bahn 60 nach
vorne vorzugsweise andere Komponenten, wie beispielsweise eine (nicht
gezeigte) Geschwindigkeitseinstelleinrichtung, umfassen kann und
das auch tut. Der Ausdruck "Maschinenrichtung
oder MD", wie er
hier verwendet wird, ist eine Richtung, die parallel zum Lauf der
Bahn durch die Umrollvorrichtung verläuft. Eine Quermaschinenrichtung
oder CD ist eine Richtung, die rechtwinklig zur Maschinenrichtung
MD und parallel zur allgemeinen Ebene der Bahn 60 verläuft. Das
Trägerelement 30 ist
gestaltet, um mindestens eine Trägerperfo rieroberfläche, die
entweder einen Anschlag oder eine Klinge umfasst, aufzunehmen, wie
das nachfolgend detaillierter erläutert wird.
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Die Perforierwalze 10 der
Vorrichtung gemäß der Erfindung,
die am besten in den 2 bis 6 gezeigt ist, weist eine
Rotationsachse R auf, die mit der geometrische Achse der Walze zusammenfällt. Die
Walze 10 weist weiter einen äußeren Umfang 11 auf.
Die Walze kann verschiedene Durchmesser in Abhängigkeit von der speziellen
Vorrichtung und der durchzuführenden
Aufgabe aufweisen. Die Walze 10 umfasst eine Vielzahl von
Taschen 12, wobei jede der Taschen 12 gestaltet
ist, um in sich mindestens eine Perforieroberfläche aufzunehmen. In Abhängigkeit
von der spezifischen Ausführungsform
der mit der Walze 10 zu verwendeten Perforieroberflächen kann
es wünschenswert
sein, dass die Tasche 12 eine Kette einzelner Perforieroberflächen, die
Seite an Seite nebeneinander in einer Richtung im wesentlichen parallel
zur Rotationsachse der Walze 10 angeordnet sind, empfängt, wie
das ein Fachmann erkennen wird. Hier werden jedoch alle einzelnen
Perforieroberflächen,
die an der einen Tasche 12 für den Zweck der Erzeugung einer
einzigen Querlinie (CD-Linie) der
Perforation in der Bahn 60 befestigt sind, als "mindestens eine Perforieroberfläche 20'' oder einfach als "eine Perforieroberfläche 20" bezeichnet,
wie das am besten in den Schnittansichten in den 2 bis 6 gezeigt ist.
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Der Ausdruck "Perforieroberfläche", wie er hier verwendet wird, umfasst
beide ineinander passenden Perforierelemente, das ist ein Element,
das traditionell im Stand der Technik als eine "Klinge" bezeichnet wird, und ein Element, das
traditionell im Stand der Technik als ein "Anschlag" bezeichnet wird. Ein Fachmann wird erkennen,
dass die Bewegung der Klinge relativ zum Anschlag und ein sich zwischen
diesen ergebender Aufprall die Perforation in der Bahn 60 erzeugen
kann. Traditionellerweise ist die Klinge ein Element, das Zähne und
Kerben hat, die das erhabene Gebiet in der Perforationslinie bestimmen,
während
der Anschlag eine zur Klinge passende Oberfläche ist, die die Klinge berührt, um
die Bahn zu perforieren. Typischerweise weist der Anschlag eine
gleichförmige
Oberfläche
auf und ist gemäß der Erfindung
am stationären
Trägerelement 30 befestigt.
Für die
Zwecke der vorliegende Erfindung sind die "Klinge" und der "Anschlag" relative Komponenten, und sie sind
beide als die "Perforieroberflächen" definiert. In der
vorliegenden Erfindung können
somit die Taschen 12 der Walze 10 beide Typen
der Perforieroberflächen 20,
entweder die Klingen oder die Anschläge, aufnehmen. In ähnlicher
Weise kann auch das Trägerelement 30 beide
Typen der Perforieroberflächen 20,
entweder die Klinge oder den Anschlag, aufnehmen. Wenn beispielsweise
die Walze 10 der vorliegenden Erfindung Taschen 12 aufweist,
die gestaltet sind, um die daran befestigten Klingen aufzunehmen,
so ist der passende Anschlag am Trägerelement 30 befestigt
und umgekehrt. Um zwischen den beiden Typen der passenden Perforieroberflächen 20 zu
unterscheiden, werden die drehbaren Perforieroberflächen, die
an der Perforierwalze 10 befestigt sind, hier als "Perforieroberflächen" bezeichnet, während die
Perforieroberflächen,
die am Trägerelement 30 befestigt
sind, als "Trägerperforieroberfläche" bezeichnet werden.
Das Trägerelement 30,
das die Trägerperforieroberfläche 20 aufweist,
ist hier stationär.
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Gemäß der Erfindung sind die Perforieroberflächen 20 beweglich
an den Taschen 122 befestigt, wie das in 7 gezeigt ist und wie das nachfolgend
detaillierter beschrieben wird. Verschiedene Typen der Perforieroberflächen 20,
die die Perforierklingen umfassen, die aus dem Stand der Technik
bekannt sind, können in
der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispielsweise beschreibt
das allgemein übertragene US-Patent
5,114,771, das am 19. Mai 1992 an Randy G. Ogg erteilt wurde, eine
Perforierklinge, die eine relativ schmale Kerbenbreite und eine
relativ schmale Zahnbreite aufweist. Da die Kerbenbreite und die
Zahnbreite erniedrigt werden, wird die gesamte Kerbenbreite, die
das Aggregat der Breite jeder Kerbe über der gesamten Breite der
Klinge darstellt, in ähnlicher
Weise erniedrigt.
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Die Perforierwalze 10 der
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann im Verfahren zur Herstellung eines Blattes, das Indikatoren
aufweist, die mit den Endlinien ausgerichtet sind, verwendet werden, wobei
dieses Verfahren in der allgemein übertragenen und parallelen
Anmeldung mit der Seriennummer 08/900,042, die am 24.7.1997 eingereicht
wurde, und die eine Continuation-Anmeldung
der Anmeldung mit der Seriennummer 08/621,271, die am 25.3.1996
eingereicht wurde, darstellt, beschrieben ist. Die Anmeldung lehrt
ein Verfahren, das es ermöglicht
Perforationen mit gedruckten Mustern in auf Kerne aufgewickelten
Produkten auszurichten.
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Die Taschen 12 sind voneinander
entlang dem Umfang 11 der Walze 10 so beabstandet,
dass eine Winkeldistanz zwischen mindestens einem Paar benachbarter
Taschen 12 größer als
eine Winkeldistanz zwischen einem anderen Paar der benachbarten
Taschen 12 ist. Der Ausdruck "Winkeldistanz" zwischen zwei benachbarten Taschen,
wie er hier verwendet wird, bedeutet eine Distanz zwischen zwei
identisch ausgerichteten geometrischen Punkten innerhalb der zwei
benachbarten Taschen 12, wobei diese Distanz entlang einem Umfang
gemessen wird, der ein geometrisches Zentrum im Zentrum der Rotation
R der Walze 10 aufweist, und das Verbinden dieser identisch
ausgerichteten geometrischen Punkte. Für eine Darstellung können solche identisch
ausgerichteten geometrischen Punkte innerhalb der Taschen 12 bequemerweise
als Ränder 21 der Perforieroberflächen 20 in
einer festen Position oder eine aktiven Position (wie das unten
im Detail beschrieben wird) bezeichnet werden. Ein Fachmann wird
leicht verstehen, dass für
einen vorgegebenen Radius des Umfangs 11 jede Winkeldistanz
einen entsprechenden Winkel aufweist. Somit kann für einen
gegebenen Radius des Umfangs 11 die Winkeldistanz in linearen
Einheiten (Inch) als auch in Winkeleinheiten (Grad) ausgedrückt werden.
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Die 2 und 3 zeigen, was mit dem Erfordernis
gemeint ist, dass die Taschen 12 voneinander entlang dem
Umfang 11 so beabstandet sind, dass die Winkeldistanz zwischen
mindesten einem Paar benachbarter Taschen 12 größer als
die Winkeldistanz von mindestens einem anderen Paar benachbarter
Taschen 12 ist. In den 2 und 3 sind die einzelnen Taschen 12 für die Bequemlichkeit
des Lesers durch die Nummern in Klammern im Uhrzeigersinn von (1)
bis (7) bezeichnet. Wie die 2 und 3 zeigen, so ist die Winkeldistanz zwischen
den Taschen 12, die mit den Nummern (1) und (2)
bezeichnet (mindestens ein Paar benachbarter Taschen 12)
sind, größer als
die Winkeldistanz zwischen den Taschen 12, die mit den
Nummern (3) und (4) bezeichnet sind (mindestens
ein anderes Paar benachbarter Taschen 12). Es sollte sorgfältig beachtet
werden, dass dieselbe Tasche 12 beide Paare der verglichenen
Taschen 12 umfassen kann. Beispielsweise ist in den 2 und 3 die Winkeldistanz zwischen den Taschen 12,
die mit (2) und (3) bezeichnet sind, größer als
die Winkeldistanz zwischen den Taschen 12, die mit (3)
und (4) bezeichnet sind. Im letzten Beispiel umfasst die Tasche 12,
die mit (3) bezeichnet ist, beide Paare der verglichenen
Taschen 12.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung 12 sind
die Taschen 12 voneinander so entfernt, dass sie im Effekt mindestens
zwei Vielzahlen der Taschen 12 aufweisen, eine erste Vielzahl 12a der
Taschen 12 und eine zweite Vielzahl 12b der Taschen 12,
wie das in den 2 bis 5 gezeigt ist. Natürlich können, wenn
dies gewünscht wird,
die Taschen 12 mehr als zwei Vielzahlen umfassen. Beispielsweise
zeigt die 6 die Walze 10,
die eine dritte Vielzahl 12c der Taschen 12 umfasst.
Die allgemeine Bezeichnung "Tasche 12", wie sie hier verwendet wird,
bezieht sich auf jede Tasche, ob sie nun zur erste Vielzahl 12a,
der zweiten Vielzahl 12b, der dritten Vielzahl 12c oder
einer anderen Vielzahl gehört,
und der Ausdruck "Vielfalt
der Taschen 12" umfasst
alle Vielzahlen der Taschen 12: 12a, 12b und
alle anderen Vielzahlen, wie das eben der Fall ist. Zur Bequemlichkeit
wird die Beschreibung hier im Kontext von mindestens zwei Vielzahlen,
der ersten Vielzahl 12a und der zweiten Vielzahl 12b,
geliefert. Es sollte jedoch erkennbar sein, dass die Anzahl der
Vielzahlen von Taschen 12 in der vorliegenden Erfindung
nicht beschränkt
ist.
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Die einzelne Vielzahl (12a, 12b)
der Taschen 12 wird hier gemäß der Forderung, dass innerhalb
jeder einzelnen Vielzahl (12a, 12b) die Taschen 12 gleichmäßig voneinander
beabstandet sind, definiert. Somit sind die Taschen 12 der
ersten Vielzahl 12a gleichmäßig in einer ersten Winkeldistanz
voneinander beabstandet, und die Taschen 12 der zweiten
Vielzahl 12b sind in einer zweiten Winkeldistanz gleichmäßig voneinander
beabstandet. Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind jedoch die Taschen 12 der ersten Vielzahl 12a nicht
gleich beabstandet wie die Taschen 12 der zweiten Vielzahl 12b.
Diese letzte Forderung bedeutet, dass die Winkeldistanz zwischen
mindestens einem Paar benachbarter Taschen 12, von denen
eines eine erste Vielzahl 12a und das andere die zweite
Vielzahl 12b umfasst, größer als die Winkeldistanz zwischen mindestens
einem anderen Paar benachbarter Taschen 12, von denen eines
die erste Vielzahl 12a und das andere die zweite Vielzahl 12b umfasst,
ist. In 3 ist beispielsweise
die Winkeldistanz zwischen den Taschen 12, die mit der
Nummer (3) bezeichnet ist, und die erste Vielzahl 12a umfasst,
und den Taschen 12, die mit der Nummer (4) bezeichnet
ist, und die zweite Vielzahl 12b umfasst, kleiner als die
Winkeldistanz zwischen dem Paar der Taschen 12, die durch
die Nummer (6) (die erste Vielzahl 12a) und (7)
(die zweite Vielzahl 12b) bezeichnet sind.
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Die Anzahl der Taschen 12,
die eine Vielzahl (beispielsweise die zweite Vielzahl 12b in
den 2 bis 5) umfasst, ist größer als
die Anzahl der Taschen 12, die die andere Vielzahl (die
erste Vielzahl 12a) umfasst. Somit ist die erste Winkeldistanz
zwischen den Taschen 12 der ersten Vielzahl 12a größer als
die zweite Winkeldistanz zwischen den Taschen 12 der zweiten
Vielzahl 12b.
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Die 2 und 3 zeigen eine bevorzugte
Ausführungsform
der Walze 10 der vorliegenden Erfindung, die sieben Taschen 12 umfasst,
die ungleichmäßig voneinander
entlang dem Umfang 11 der Walze beabstandet sind. Diese
sieben Taschen 12 umfassen die erste Vielzahl 12a und
die zweite Vielzahl 12b, wie das oben definiert ist. Die
erste Vielzahl 12a umfasst drei Taschen 12, und
die zweite Vielzahl 12b umfasst fünf Taschen 12. Eine
solche Walze 10 ist hier definiert, dass sie eine "3/5 Konfiguration" aufweist. Die Taschen 12 der
ersten Vielzahl 12a sind in einer ersten Winkeldistanz,
die 120° (Winkel
A in 2) entspricht,
voneinander beabstandet, und die Taschen 12 der zweiten
Vielzahl 12b sind in einer zweiten Winkeldistanz, die 72° (Winkel
B in 2) entspricht,
voneinander beabstandet. Eine Tasche 12, die mit der Nummer
(1) be zeichnet ist, ist eine gemeinsame Tasche für die erste
Vielzahl 12a und die zweite Vielzahl 12b.
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In einer anderen bevorzugten Ausführungsform,
die in den 4 und 5 gezeigt ist, umfasst die
Walze 10 acht Taschen 12, die die erste Vielzahl 12a,
die vier Taschen 12 umfasst, und die zweite Vielzahl 12b,
die sechs Taschen 12 umfasst (eine "4/6 Konfiguration") einschließen. Zwei Taschen 12 sind
gemeinsame Taschen für
die erste Vielzahl 12a und die zweite Vielzahl 12b.
In der letzteren Ausführungsform
sind die Taschen 12 der ersten Vielzahl 12a in
einer ersten Winkeldistanz, die 90° (Winkel C in 4) entspricht, beabstandet, und die Taschen 12 der
zweiten Vielzahl 12b sind voneinander in einer zweiten
Winkeldistanz, die 60° (Winkel D
in 5) entspricht, voneinander
beabstandet.
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6 zeigt
nochmals eine andere beispielhafte Ausführungsform der Walze 10,
die drei Vielzahlen von Taschen 12 aufweist: die erste
Vielzahl 12a, die 3 Taschen 12 umfasst,
die zweite Vielzahl 12b, die 4 Taschen 12 umfasst,
und die dritte Vielzahl 12c, die 5 Taschen 12 umfasst.
Die erste Winkeldistanz zwischen den Taschen 12 der erste
Vielzahl 12a entspricht 120° (Winkel A in 6), die zweite Winkeldistanz zwischen
den Taschen 12 der zweiten Vielzahl 12b entspricht
90° (Winkel
C in 6), und die dritte
Winkeldistanz zwischen den Taschen 12 der dritten Vielzahl
entspricht 72° (Winkel
B in 6). Die erste Vielzahl 12a,
die zweite Vielzahl 12b und die dritte Vielzahl 12c weisen
eine gemeinsame Taschen 12 auf.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
können
die Perforieroberflächen 20 nur
an einer aus der Vielzahl der Taschen 20, entweder der
ersten Vielzahl 12a oder der zweiten Vielzahl 12b,
befestigt werden, wie das am besten in den 2 bis 5 gezeigt
ist. Die Taschen 12, an denen keine Perforieroberflächen 20 befestigt
sind, werden vorzugsweise mit Füllmaterial 25 gefüllt, das
gestaltet ist, um die Walze 10 für eine glatte Drehung auszubalancieren
und um eine Stütze
für die
Bahn 60 zu liefern. In den Ausführungsformen, die in den 2 bis 5 gezeigt sind, sind die Perforieroberflächen 20 an
den Taschen 20 aus einer der Vielzahlen 12a, 12b gemäß dem geforderten
Abstand zwischen den Perforationslinien in der Bahn 60 angeordnet.
Wie oben definiert wurde, so ist die Walze 10, die die
3/5-Konfiguration aufweist, fähig,
entweder mit drei Perforieroberflächen 20 (2) oder fünf Perforieroberflächen 20 (3) zu arbeiten. Der Ausdruck " 3-Klingen-Anordnung" (3) bezieht sich auf die Walze 10,
die konfiguriert ist, um mit drei Perforieroberflächen 20 zu
arbeiten (das heißt, die
drei Perforieroberflächen
aufweist, die an ihr befestigt sind, oder die drei Perforieroberflächen in
der aktiven Position aufweist). Analog wird bei der Walze 10,
die konfiguriert ist, um mit fünf
Perforieroberflächen 20 zu arbeiten,
gesagt, dass sie eine 5-Klingen-Anordnung" aufweist.
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Gemäß der Erfindung, von der ein
Teilstück
am besten in 7 gezeigt
ist, sind mindestens einige der Perforieroberflächen 20 beweglich
an den Taschen 12 befestigt. Somit besteht keine Notwendigkeit,
die beweglich befestigten Perforieroberflächen 20 von den Taschen 12 zu
entfernen, um die Walze 10 neu zu konfigurieren. Um die
Walze 10 neu zu konfigurieren, kann man die beweglich befestigten
Perforieroberflächen 20 von
einer "aktiven Position" 20a, in
der die Perforieroberflächen
die Trägerperforieroberfläche, die
am Trägerelement 30 (1) befestigt ist, während der
Rotation der Walze kontaktieren, um somit die Bahn 60 passend zu
perforieren, in eine "passive
Position" 20b,
in welcher die Perforieroberflächen
die Trägerperforieroberfläche während der
Rotation der Walze nicht berührt
oder umgekehrt von der passiven Position 20b in die aktive Position 20a bewegen.
Die Walze 10, die in 7 gezeigt
ist, umfasst eine Vorrichtung 22 für das Bewegen oder "Aktivieren" der beweglich befestigten
Perforieroberflächen 20.
Die Vorrichtung 22 für
das Aktivieren der Perforieroberflächen 20, wie sie hier
verwendet wird, umfasst Vorrichtungen, die die Bewegung der Perforieroberfächen 20 von
der passiven Position in die aktive Position und von der aktiven
Position in die passive Position liefern oder erleichtern. Solche
Aktiviervorrichtungen 22 umfassen in nicht einschränkender
Weise Schieber, Gelenke, Nocken, hydraulische oder pneumatische
Vorrichtungen und andere Vorrichtungen für das Steuern der Verschiebung
und/oder Rotation der Perforieroberfläche 20.
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Als ein Beispiel zeigt die 7 die Vorrichtung 22,
wie sie verriegelbare Schieber umfasst. Die Perforieroberfläche 20 kann
zurückgezogen
werden, indem sie gleitend mit der Tasche 12 durch die
verriegelbaren Schieber 22 verbunden ist. In der passiven
Position können
die Perforieroberflächen 20 vollständig oder
teilweise in der Tasche 12 vertieft aufgenommen sein. Wenn
sie in Gebrauch sind, so sind die Perforieroberflächen 20 gleitend
von der passiven Position 20b innerhalb der Tasche 20 in
die aktive Position 20a ausfahrbar, das heißt so weit,
wie es erforderlich ist, um einen passenden Kontakt zwischen den
Perforieroberflächen,
die an der Walze befestigt sind, und der Trägerperforieroberfläche, die
am Trägerelement 30 befestigt
ist, zu liefern, um die Bahn 60 zu perforieren. Zusätzliche
Vorrichtungen für
das Verriegeln oder Befestigen der Perforieroberflächen 20 in
der aktiven Position und/oder der passiven Position können auch
vorgesehen sein. Während
die 7 die gleitend ausfahrbare
Gestaltung der zurückziehbaren
Perforieroberflächen
zeigt, sollte verständlich
sein, dass andere Ausführungsformen
der zurückziehbaren
Perforier oberflächen
möglich
sind, wobei alle im Umfang der vorliegenden Erfindung eingeschlossen
sind. Beispielsweise können
die Perforieroberflächen 20 so
gestaltet sein, dass sie als drehend ausfahrbare Perforieroberflächen (nicht
gezeigt) statt der gleitend ausfahrbaren Perforieroberflächen gestaltet
sind. Die drehend ausfahrbaren Perforieroberflächen 20 drehen sich
von der passiven Position innerhalb der Tasche 12 in die
aktive Position für
einen passenden Kontakt mit der Trägerperforieroberfläche, die
am Trägerelement 30 befestigt
ist. Die Kombination der gleitend ausfahrbaren und der drehend ausfahrbaren
Gestaltungen, die oben beschrieben sind, ist auch möglich, als
auch irgend eine andere Konfiguration oder eine Kombination, die
es ermöglicht,
die Perforieroberflächen 20 von
der passiven Position in die aktive Position auszufahren.
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2 zeigt
die Walze 10, die sieben Taschen 12 umfasst und
die drei Perforieroberflächen 20,
die an der ersten Vielzahl 12a der Taschen 12 befestigt
sind, aufweist. In analoger Weise zeigt die 3 dieselbe Walze 10, die sieben
Taschen 12 umfasst, und die fünf Perforieroberflächen 20,
die an der zweiten Vielzahl 12a der Taschen 12 befestigt
sind, umfasst. Ein Fachmann wird verstehen, dass da die Perforieroberflächen 20 nur
an einer der Vielzahlen der Taschen 12 befestigt sind,
die Anzahl der Taschen 12 größer als die Anzahl der daran
befestigten Perforieroberflächen 20 ist,
oder dass im Fall der ausfahrbaren Perforieroberflächen die Anzahl
der Taschen 12 größer als
die Anzahl der Perforieroberflächen
in der aktiven Position ist. Da die Taschen 12 in jeder
Vielzahl 12a, 12b gleich weit voneinander entfernt
sind, sind die Perforieroberflächen 20 in der
aktiven Position auch gleich weit voneinander entfernt, und die
rotierende Walze 10 liefert die Perforationslinien 65 über der
Bahn 60, die in einer Distanz P in der Maschinenrichtung
gleich weit beabstandet sind, wie das in 1A gezeigt ist.
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Unter Verwendung der Perforierwalze 10 der
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann man je nach Erfordernis
eine Vielzahl der Taschen gegen eine andere Vielzahl der Taschen
leicht ersetzen, ohne die Walze 10 selbst zu wechseln.
Somit ist bei einer vorgegebenen Rotationsgeschwindigkeit die Walze 10 der vorliegenden
Erfindung leicht einstellbar, um einen verschiedenen Abstand zwischen
den Perforationslinien 65 in der Bahn 60 und/oder
eine unterschiedliche Blattanzahl des Produkts zu liefern. Die vorliegende
Erfindung eliminiert somit die Notwendigkeit für das Wechseln der Perforationswalze,
wie das im Stand der Technik oft nötig war, um den Abstand zwischen
den Perforationslinien 65 in der Bahn 60 oder
die Blattzahl des Produkts zu ändern.
Darüberhinaus
beschreibt, wie das oben angegeben wurde, das allgemein übertragene
US-Patent 4,687,153 das Einstellen der Blattlänge und der Blattzahl durch
das unabhängige
Steuern der Geschwindigkeit der Bahn relativ zur Oberflächengeschwindigkeit
der Perforierwalze. Die vorliegende Erfindung liefert, wenn sie
mit der Erfindung, die im oben erwähnten Patent beschrieben ist,
kombiniert wird, viel breitere Bereiche zur Steuerung des Abstands
zwischen den Perforationslinien oder der Blattzahl des Produkts
und ermöglicht
somit eine größere Flexibilität bei der
Steuerung des Umroll/Perforier-Verfahrens.
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Die folgende Tabelle zeigt einige
beispielhafte Kombinationen der Konfigurationen der Walze 10 und der
Werte der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Walze 10 und
der Bahn 60. Die Tests wurden mit der Walze 10 ausgeführt, die
die Umfangslänge
von 1143 mm (45,00 Inch) und die 3/5 Konfiguration aufweist, wie das
im Prinzip in den 2 und 3 gezeigt und hier oben beschrieben
wurde.
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Die Definitionen "6-Inch-Produkt", "11-Inch-Produkt" oder "14-Inch-Produkt", wie sie in der
Tabelle verwendet werden, bedeuten, dass die Bahn 60 Perforationslinien
aufweist, die gleichmäßig voneinander
in der Maschinenrichtung um 6 Inch (152,4 Millimeter),
11 Inch (279,4 Millimeter) oder 14 Inch (355,6 Millimeter)
entfernt sind. Die Übergeschwindigkeit
(was bedeutet, dass die Geschwindigkeit der Walze 10 größer als
die Geschwindigkeit der Bahn 60 ist, wie das hier oben
definiert wurde) wird durch das Plussymbol ("+")
in der Tabelle angezeigt. Die Untergeschwindigkeit (was bedeutet,
dass die Geschwindigkeit der Walze 10 kleiner als die Geschwindigkeit
der Bahn 60 ist) wird durch das Minussymbol ("-") in der Tabelle angezeigt. Ohne durch
eine Theorie gebunden zu sein hat der Anmelder herausgefunden, dass
die Papierbahn und die Umroll/Perforieroberfläche den Bereich der Geschwindigkeitsdifferenz
von ungefähr –20% bis
ungefähr
+100% am besten toleriert. Es sollte verständlich sein, dass dieser Bereich
ein angenäherter
Bereich ist, der in Abhängigkeit
von mehreren Faktoren, die in nicht einschränkender Weise den Typ der zu
perforierenden Bahn 60 und deren Geschwindigkeit als auch
die Gestaltung der Umrollvorrichtung umfassen, variieren kann.
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Wie die Tabelle zeigt, so beträgt für die 3-Klingen-Anordnung
die Geschwindigkeitsdifferenz, die notwendig ist, um ein beispielhaftes
11-Inch-Produkt und ein beispielhaftes 14-Inch-Produkt zu erzeugen, +36,36%
beziehungsweise +7,14%, was gut innerhalb der Grenzen des bevorzugten
Bereichs der Geschwindigkeitsdifferenz liegt. Zur selben Zeit beträgt für die 3-Klingen-Anordnung
die Geschwindigkeitsdifferenz, die notwendig ist, um 6-Inch-Produkt
zu erzeugen +150%, was außerhalb
des bevorzugten Bereichs der Geschwindigkeitsdifferenz liegt. Somit
kann die Perforierwalze des Stands der Technik, die 3 Perforieroberflächen aufweist,
aber nicht die Fähigkeit
zu einer Neukonfiguration besitzt, das 6-Inch-Produkt mit Perforationen
akzeptabler Qualität
nicht produzieren. Die Walze des Stands der Technik würde entfernt
werden und durch eine andere Walze, die eine größere Anzahl von Perforieroberflächen oder
alternativ einen kleineren Durchmesser aufweist, ersetzt werden
müssen.
Im Gegensatz zum Stand der Technik muss die Walze 10 der
vorliegenden Erfindung, die die 3/5-Konfiguration aufweist, nicht
durch eine andere Walze ersetzt werden. Es müssen nur die Perforieroberflächen 20 der
3-Klingen-Anordnung, das sind die Perforieroberflächen 20,
die an den Taschen 12 der ersten Vielzahl 12a befestigt
sind, deaktiviert werden, und es müssen die Perforieroberflächen 20 der
5-Klingen-Anordnung, das sind die Perforieroberflächen 20,
die an den Taschen 12 der zweiten Vielzahl 12b befestigt
sind, aktiviert werden, wie das am besten in den 2 und 3 gezeigt
ist. Wie die Tabelle zeigt, so beträgt die Geschwindigkeitsdifferenz
für die
5-Klingen-Anordnung, die notwendig ist, um ein beispielhaftes 6-Inch-Produkt
zu produzieren, nur +50%, was gut innerhalb des akzeptablen Bereichs
der Geschwindigkeitsdifferenz liegt. Der Ausdruck "Deaktivierung" der Perforieroberflächen 20 wird
hier verwendet, um das Zurückziehen
der Perforieroberflächen 20 von
der aktiven Position in die passive Position oder das Entfernen
der Perforieroberfläche 20 aus
den Taschen 12 zu beschreiben.
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Es sollte auch angemerkt werden,
dass, wie die Tabelle zeigt, die Länge des Produkts leicht von
6 Inch auf 11 Inch geändert
werden kann, indem einfach die Geschwindigkeitsdifferenz von +50,00%
auf –18,18% (beide
innerhalb des bevorzugten Bereichs der Geschwindigkeitsdifferenz)
bei der Walze 10 der vorliegenden Erfindung, die die 3-Klingen-Anordnung
aufweist, geändert
wird, ohne dass die Walze 10 neu konfiguriert werden muss.
Dieselbe Walze mit der 3/5 Konfiguration, die die alternative 5-Klingen-Anoodnung
aufweist, kann die Länge
des Produkts von 6 Inch auf 11 Inch ändern, ohne dass sie neu konfiguriert
wird. Sowohl die 3-Klingen-Anordnung als auch die 5-Klingen-Anordnung
können
das 11-Inch-Produkt produzieren, da die Geschwindigkeitsdifferenz
+36,36% und die Geschwindigkeitsdifferenz –18,18% beide innerhalb des
bevorzugten Bereichs liegen. Dieses Merkmal der Walze 10 der
Perforiervorrichtung der vorliegenden Erfindung liefert vorteilhafterweise
ein hohes Niveau der Flexibilität
bei der Wahl und der Verwendung der Umrollvorrichtung, während der
Typ und die Geschwindigkeit der zu perforierenden Bahn berücksichtigt
werden. Beispielsweise kann es sein, dass ein gewisser Typ der Bahn 60 eine Übergeschwindigkeit
von +36,36% besser als eine Untergeschwindigkeit von –18,18%
toleriert, während
ein gewisser Typ der Umrollvorrichtung bei gewissen Geschwindigkeiten
bei einer Untergeschwindigkeit von –18,18% gegenüber Vibrationen
weniger anfällig
ist als bei einer Übergeschwindigkeit
von +36,36%.
