EP3737630B1

EP3737630B1 - Vorrichtung zum schneiden einer materialbahn in einzelne bögen mit einem bahnspeicher

Info

Publication number: EP3737630B1
Application number: EP20707356.0A
Authority: EP
Inventors: Andreas Schilling
Original assignee: BW Papersystems Stuttgart GmbH
Current assignee: BW Papersystems Stuttgart GmbH
Priority date: 2019-02-20
Filing date: 2020-02-11
Publication date: 2022-04-27
Anticipated expiration: 2040-02-11
Also published as: PL3737630T3; JP7148621B2; DE102019119994A1; JP2021524832A; WO2020169401A1; ES2922350T3; KR20210007955A; EP3737630A1; KR102499675B1; DK3737630T3; US20210024314A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, insbesondere Rollenquerschneider, weiter insbesondere zur Bildung eines Schuppenstroms von unter- oder überlappenden Bögen, insbesondere von Papier- oder Kartonbögen, mit einer Querschneideeinrichtung zum Schneiden einer Materialbahn in einzelne Bögen und mit einem der Querschneideeinrichtung entlang des Bahntransportweges vorgelagerten Bahnspeicher zum Speichern und/oder Bereitstellen einer Materialbahn, wobei die Materialbahn von einer Bahnabrollung dem Bahnspeicher zugeführt wird.
Eine entsprechende Vorrichtung ist beispielsweise aus der WO 2018/229201 A1 bekannt. Mit der bekannten Vorrichtung können Papier- oder Kartonbögen als quasi endlose Materialbahnen in Form einer Papierrolle von der Bahnabrollung bereitgestellt werden. Die Materialbahn wird nach der Bahnabrollung mit Hilfe einer Zuführeinrichtung mit Rollen oder Walzen einer Querschneideeinrichtung zugeführt und dort in Bögen mit definierter Länge geschnitten. Die geschnittenen Bögen werden mit Hilfe von Transportbändern einer Schuppeinrichtung zur Bildung einer Unterlappung der Bögen zugeführt, Der so gebildete Schuppenstrom kann dann einer weiterverarbeitenden Maschine, beispielsweise einer Druckmaschine, zugeführt werden.
Die Druckmaschine gibt dabei als Taktgeber der gesamten Anlage den jeweiligen Zeitpunkt vor, an dem ein Bogen mit seiner Vorderkante an einem Übergabepunkt der Druckmaschine bereitgestellt werden muss. Die Schuppeinrichtung und die Querschneideeinrichtung müssen deshalb synchron mit der Druckmaschine laufen, um die rechtzeitige Bereitstellung der Bögen im Takt der Druckmaschine zu gewährleisten. Bei einem Systemstopp, beispielsweise zum Wechseln der Papierrolle, müssen die Druckmaschine, die Schuppeinrichtung und die Querschneideeinrichtung synchron abgebremst bzw, gestoppt werden. Aufgrund der Massenträgheit der Papierrolle kann die Bahnabrollung jedoch nicht so schnell abgebremst werden wie die Schuppeinrichtung und die Querschneideeinrichtung. Durch das langsamere Abbremsen der Bahnabrollung stellt die Bahnabrollung bis zu ihrem Stillstand weitere Materialbahn bereit. Die überschüssig bereitgestellte Materialbahn muss kontrolliert von der Vorrichtung aufgenommen werden, um Beschädigungen der Materialbahn und/oder Wickelfehler beim Neustart der Druckmaschine zu vermeiden. Zwischen der Bahnabrollung und der Zuführeinrichtung ist entlang des Bahntransportweges daher ein Bahnspeicher vorgesehen, um eine bestimmte Bahnlänge des Papiers sicher aufnehmen bzw. speichern zu können.
Der in der WO 2018/229201 A1 offenbarte Bahnspeicher weist vertikal verlaufende Bahnschlaufen auf. Eine Bahnschlaufe wird dabei zwischen zwei horizotal angeordneten, feststehenden Umlenkrollen und einer in vertikalter Richtung relativ zu den feststehenden Umlenkrollen verfahrbaren Umlenkrolle ausgebildet. Die Materialbahn umschlingt die feststehenden Umlenkrollen dabei wenigsten Abschnittsweise und umschlingt die verfahrbare Umlenkrolle im Wesentlichen um 180°, Die Länge der Bahnschlaufe entspricht dem Abstand zwischen der verfahrbaren Umlenkrolle und der durch die Rotationsachsen der feststehenden Umlenkrollen gebildeten Ebene,
Beim Betrieb des Rollenquerschneiders befindet sich die verfahrbare Umlenkrolle in einer Grundposition, in der kein Bahnmaterial oder lediglich eine geringe Länge der Materialbahn gespeichert ist. Beim Abbremsen des Rollenquerschneiders wird die verfahrbare Umlenkrolle derart vertikal verfahren, dass die Länge der Bahnschlaufe vergrößert wird. Der durch die verfahrbare Umlenkrolle aufgenommene Vorrat an ablaufender Materialbahn ist dabei so bemessen, dass der überschüssig von der Bahnabrollung bereitgestellte Teil der Materialbahn von dem Bahnspeicher aufgenommen wird, Die verfahrbare Umlenkrolle kann dabei in eine maximale Speicherposition gebracht werden, die einen maximalen Abstand der verfahrbaren Umlenkrolle senkrecht zu der durch die Rotationsachsen der feststehenden Umlenkrollen gebildeten Ebene definiert. Die vertikale Strecke zwischen der Grundposition und der maximalen Speicherposition wird auch als maximale Speicherstrecke der verfahrbaren Umlenkrolle bezeichnet. Die Speicherstrecke bestimmt damit die Länge einer gebildeten Bahnschlaufe, abhängig von der Lage der Grundposition. Die Länge der Bahnschlaufe kann dabei im Wesentlichen der doppelten Speicherstecke entsprechen. Beim Anfahren des Rollenquerschneiders kann der Antrieb der Bahnabrollung zeitversetzt oder langsamer gestartet werden, so dass der Papierspeicher die überschüssig aufgenommene Materialbahn wieder abgeben kann.
Der in der WO 2018/229201 A1 gezeigte Bahnspeicher weist zwei miteinander verfahrbare und drei feststehende Umlenkrollen auf. Demnach werden in dem Bahnspeicher zwei gleiche Bahnschlaufen gebildet und die Länge der gespeicherten Materialbahn entspricht der vierfachen Länge der Speicherstrecke.
Der Einsatz eines Bahnspeichers erlaubt es somit, in Reihe geschaltete Baugruppen einer Materialbahnverarbeitung zeitversetzt anhalten und/oder anfahren zu können. Auf diese Weise kann ein schonendes Abbremsen und/oder Beschleunigen von einzelnen Vorrichtungen und/oder Einrichtungen realisiert werden. Auch können mit einem Bahnspeicher vorübergehend unterschiedliche Geschwindigkeiten von aufeinander folgenden Verarbeitungseinrichtungen und/oder Baugruppen der Materialbahnverarbeitung ausgeglichen werden. Aus den vorgenannten Gründen können Bahnspeicher vielseitig eingesetzt werden, beispielsweise auch, um einen durchgehenden Betrieb während eines Spleißprozesses der Materialbahn zu ermöglichen.
Nachteilig an dem vorgenannten Bahnspeicher ist der zusätzliche und großflächige Platzbedarf. Zwischen der Bahnabrollung und der Querschneideeinrichtung muss für den Bahnspeicher ein ausreichend großer Bauraum zur Verfügung gestellt werden. Um eine ausreichende Länge der Materialbahn speichern zu können, sind Bahnspeicher sehr hoch gebaut, wodurch die Übersicht des Maschinenbedieners auf die Anlage und insbesondere die Sicht des Maschinenbedieners auf die Bahnabrollung erheblich beeinträchtigt wird. Des Weiteren sind Wartungsarbeiten aufgrund der Höhe des Bahnspeichers mit großem Aufwand verbunden, da die Zugänglichkeit des oberen Bereichs des Bahnspeichers lediglich mittels Leitern und/oder Hebevorrichtungen möglich ist.
Die EP 1 944 259 A2 betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Bögen aus bahnförmigem Material mit einer Einrichtung zur Zuführung einer Bedruckstoffbahn von einer Bedruckstoffrolle und wenigstens einer Einrichtung zur Längsteilung einer Bedruckstoffbahn.
Die DE 20 2018 103 354 offenbart eine Vorrichtung zur Bildung eines Schuppenstroms von unter oder überlappenden Bögen, insbesondere von Papier oder Kartonbögen.
Aus der DE 103 08 829 geht ein Verfahren zum Herstellen von rechteckigen Zuschnitten vorgegebener Länge und Breite aus bahn- oder bogenförmigem flächigem Material vorgegebener Breite hervor.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Querschneide-Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die sich durch einen kompakten und platzsparenden Aufbau auszeichnet. Darüber hinaus soll die Zugänglichkeit zu allen Einrichtungen der Vorrichtung, insbesondere zum Bahnspeicher, beispielsweise für Wartungs- und Reparaturarbeiten, verbessert werden. Gleichzeitig soll die Übersichtlichkeit für den Maschinenbediener gesteigert werden.
Die vorgenannten Aufgaben werden durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird zur Lösung der oben genannten Aufgaben der Bahnspeicher zum Speichern der Materialbahn nicht seitlich zwischen der Querschneideeinrichtung und der Bahnabrollung, sondern im Bereich der Querschneideeinrichtung unterhalb der Laufhöhe der Bögen angeordnet. Der Begriff "Laufhöhe der Bögen" bezieht sich im Sinne der vorliegenden Erfindung auf die Höhenlage der Transportebene der in Bögen geschnittenen Materialbahn in der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem Passieren der Querschneideeinrichtung. Die Anordnung des Bahnspeichers unterhalb der Querschneideeinrichtung und unterhalb der in Bogentransportrichtung nachfolgenden Funktionseinheiten (Schuppung; Transport- und Abbremsung) lässt eine Verringerung der Baulänge der Vorrichtung insgesamt zu bei verbesserter Zugänglichkeit eines Maschinenbedieners zu den Funktionseinheiten der Vorrichtung, beispielsweise für Wartungs- und Reparaturarbeiten, und einer verbesserten Übersicht des Maschinenbedieners.
Die Systemgrenze des Begriffes "Bahnspeicher" umfasst im Sinne der Erfindung vorzugsweise leidiglich die zur Ausbildung von Bahnschlaufen vorgesehenen feststehenden Umlenkrollen und die mit diesen zusammenwirkende wenigstens eine verfahrbare Umlenkrolle sowie gegebenenfalls weitere Funktionseinheiten, wie einen Antrieb und/oder eine Steuerung für die verfahrbare Umlenkrolle, Die Systemgrenze der Funktionseinheit "Bahnspeicher" kann dabei einen Bereich des Transportweges der Materialbahn einschließen, der vor einer zur Ausbildung einer Bahnschlaufe vorgesehenen ersten feststehenden Umlenkrolle beginnt und nach einer zur Ausbildung einer Bahnschlaufe vorgesehenen letzten feststehenden Umlenkrolle endet. Insbesondere schließt die Systemgrenze aber nicht mit ein weitere Umlenkrollen, die zur Zu- oder Weiterführung des Materialbandes von der Bahnabrollung zur ersten feststehende Umlenkrolle und/oder zur Abführung des Materialbandes von der letzten feststehende Umlenkrolle in Richtung eines Materialbahneinzuges vor der Querschneideeinrichtung vorgesehen sind.
Der Bahnspeicher bildet zur Materialbahnspeicherung wenigstens eine Bahnschlaufe, vorzugsweise zwei Bahnschlaufen auf. Die Bahnschlaufe ist der Länge nach durch Veränderung der Position einer verfahrbaren Umlenkrolle relativ zu einer feststehenden Umlenkrolle veränderbar,
Zur Bildung einer Bahnschlaufe wird die von der Bahnabrollung ablaufenden Materialbahn vorzugsweise über eine feststehende Umlenkrolle zu einer verfahrbaren Umlenkrolle und weiter zu einer weiteren feststehenden Umlenkrolle geführt. Die feststehenden Umlenkrollen können dabei nebeneinander in einem Abstand, der im Wesentlichen dem Durchmesser der verfahrbaren Umlenkrolle entspricht, angeordnet sein. Die Materialbahn umschlingt die feststehenden Umlenkrollen wenigstens abschnittsweise und umschlingt die verfahrbare Umlenkrolle vorzugsweise im Wesentlichen um 180°. Die verfahrbare Umlenkrolle kann dabei senkrecht zur Ebene verfahren werden, die durch die Rotationsachsen der feststehenden Umlenkrollen gebildet wird. Die Gesamtlänge einer Bahnschlaufe entspricht vorzugsweise im Wesentlichen dem Abstand zwischen einer ersten feststehenden Umlenkrolle zu einer unmittelbar nachfolgenden verfahrbaren Umlenkrolle und dem Abstand zwischen der verfahrbaren Umlenkrolle zu einer unmittelbar nachfolgenden zweiten feststehenden Umlenkrolle.
Es ist jedoch auch möglich, dass der Bahnspeicher mehrere verfahrbare Umlenkrollen und mehrere feststehende Umlenkrollen aufweist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Bahnspeicher zum im wesentlichen horizontalen Speichern der Materialbahn ausgebildet. Unter dem Begriff "horizontales Speichern" ist im vorliegenden Fall zu verstehen, dass die wenigstens eine Bahnschlaufe zum Speichern der Materialbahn im Wesentlichen in horizontaler Richtung verläuft. Die Erfindung schließt insbesondere auch eine leichte Schräglage der gebildeten Bahnschlaufe zur Horizontalen ein, was vorteilhaft sein kann, um den Bauraum unterhalb der Laufhöhe der Bögen optimal auszunutzen. Die bewegbare Umlenkrolle wird dann im Wesentlichen in horizontaler Richtung verfahren, um die Länge einer Bahnschlaufe des Bahnspeichers zu verändern. Gegenüber einer vertikalen Ausbildung der Bahnschlaufe kann die Höhe des Bahnspeichers und damit auch die Höhe der gesamten Vorrichtung deutlich verringert werden.
Gleichzeitig wird durch diese Anordnung des Bahnspeichers eine kompakte Bauweise realisiert und ein verringerter Platzbedarf der Vorrichtung erreicht. Darüber hinaus verbessert die geringere Gesamthöhe der Vorrichtung die Übersichtlichkeit für den Bediener, insbesondere die Sicht auf die Bahnabrollung. Eine einfache Zugänglichkeit zu allen Bauteilen bzw. Funktionseinheiten des Bahnspeichers, vor allem für Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten, kann somit auf einfache Weise sichergestellt werden.
Vorzugsweise sind die feststehenden Umlenkrollen des Bahnspeichers vertikal übereinander angeordnet. Die Materialbahn kann dem Bahnspeicher bzw. der ersten und der letzten feststehenden und an der Bahnschlaufenbildung beteiligten Umlenkrolle vertikal zugeführt bzw. abgeführt werden.
In vorteilhafter Weise ist eine der Querschneideeinrichtung in Transportrichtung der Bögen nachgelagerte Schuppeinrichtung zur bereichsweisen Unter- oder Überlappung der Bögen vorgesehen. Vorzugsweise ist der Bahnspeicher unterhalb der Funktionseinheiten "Querschneiden" und "Schuppung" und gegebenenfalls weiterer nachfolgender Funktionseinheiten angeordnet. Das Speichern der Materialbahn erfolgt dann jedenfalls unterhalb der Laufhöhe der Bögen bzw. unterhalb des Transportweges der Bögen bezogen auf den Bereich zwischen der Querschneideeinrichtung und der Schuppeinrichtung. Die maximale Länge einer Speicherstrecke des Bahnspeichers, also der maximale Abstand zwischen einer Grundposition einer verfahrbaren Umlenkrolle und deren maximaler Speicherposition, in der die Länge der Bahnschlaufe maximal wird, kann im Wesentlichen dem Abstand zwischen der Querschneideeinrichtung und der Schuppeinrichtung entsprechen.
Weiter vorteilhaft ist eine der Schuppeinrichtung in Transportrichtung der Bögen nachgelagerte Bremseinrichtung zum Abbremsen von geschuppten Bögen, insbesondere durch Ausbildung eines Bremsspaltes für den Durchlauf von geschuppt zusammengeführten Bögen, vorgesehen. Vorzugsweise ist der Bahnspeicher unterhalb der Funktionseinheiten "Querschneiden", "Schuppen" und "Abbremsen" sowie gegebenenfalls weiterer nachfolgender Funktionseinheiten angeordnet. Das Speichern der Materialbahn erfolgt dann jedenfalls unterhalb der Laufhöhe der Bögen bzw, unterhalb des Transportweges der Bögen bezogen auf den Bereich zwischen der Querschneideeinrichtung und der Bremseinrichtung oder sogar darüber hinaus. Die maximale Länge einer Speicherstrecke des Bahnspeichers, also der maximale Abstand zwischen einer Grundposition einer verfahrbaren Umlenkrolle und deren maximaler Speicherposition, in der die Länge der Bahnschlaufe maximal wird, kann im Wesentlichen dem Abstand zwischen der Querschneideeinrichtung und der Bremseinrichtung entsprechen. Grundsätzlich ist es durch geeignete Anordnung der Umlenkrollen des Bahnspeichers möglich, die Bahnschlaufen bedarfsweise unterhalb der Laufhöhe der Bögen bis in einen der Bremseinrichtung in Transportrichtung der Bögen nachgelagerten Bereich zu verlängern.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein der Querschneideeinrichtung in Transportrichtung der Materialbahn vorgelagerter Materialbahneinzug zum angetriebenen Zuführen der Materialbahn von dem Bahnspeicher zur Querschneideeinrichtung vorgesehen. Der Bahnspeicher kann dann auch unterhalb der Zufuhrhöhe der Materialbahn zum Materialbahneinzug angeordnet sein,
Die maximale Speicherstrecke des Bahnspeichers, also der maximale Abstand zwischen einer Grundposition einer verfahrbaren Umlenkrolle und deren maximaler Speicherposition, in der die Länge der Bahnschlaufe maximal wird, lässt sich damit über die Position der Querschneideeinrichtung hinaus in den Bereich des Materialbahneinzugs oder sogar darüber hinaus in Richtung zur Bahnabrollung verlängern. Die maximale Länge einer Speicherstrecke kann im Wesentlichen dem Abstand zwischen dem Materialbahneinzug und der Bremseinrichtung entsprechen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Speichereinrichtung wenigstens zwei feststehende Umlenkrollen auf, wobei, vorzugsweise, die feststehenden Umlenkrollen zwischen der Querschneideeinrichtung und der Bahnabrollung, vorzugsweise im Bereich zwischen dem Materialbahneinzug und der Bahnabrollung unterhalb der Laufhöhe der Bögen angeordnet sind. Als Bereich zwischen dem Materialbahneinzug und der Bahnabrollung ist der Raum zu verstehen, der in horizontaler Richtung von einer ersten vertikalen Ebene durch den Materialbahneinzug und einer zweiten vertikalen Ebene durch die Bahnabrollung begrenzt wird. Die erste vertikale Ebene durch den Materialbahneinzug wird durch die Achse der antreibenden Materialwalze des Materialbahneinzugs definiert. Die zweite vertikale Ebene wird dabei von der Rotationsachse der Bahnabrollung definiert. Bezogen auf eine Seitenansicht der Vorrichtung können die feststehenden Umlenkrollen zwischen der Querschneideeinrichtung und der Bahnabrollung, vorzugsweise zwischen dem Materialbahneinzug und der Bahnabrollung, angeordnet sein. Die feststehenden Umlenkrollen sind dabei vertikal voneinander beabstandet und vorzugsweise vertikal übereinander angeordnet. Auf diese Weise kann der zur Verfügung stehende Bauraum für den Bahnspeicher optimal genutzt werden.
Weiter bevorzugt weist der Bahnspeicher wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens zwei, weiter vorzugsweise gemeinsam, horizontal verfahrbare Umlenkrollen auf, wobei die verfahrbare Umlenkrolle in eine Einfädelposition in Richtung der Bahnabrollung verstellt werden kann ist, die seitlich von den feststehenden Umlenkrollen im Bereich zwischen den feststehenden Umlenkrollen und der Bahnabrollung liegt. Wenn die verfahrbare Umlenkrolle die Einfädelposition erreicht hat, ist es möglich, die Materialbahn - ohne Ausbildung von Bahnschlaufen - direkt zwischen den feststehenden Umlenkrollen und der wenigstens einen verfahrbaren Umlenkrolle in der Art eines Bypasses vorzugsweise vertikal nach oben dem Materialbahneinzug zuzuführen, Weiter vorzugsweise lässt sich die Materialbahn im Wesentlichen linear, das heißt ohne wesentliche Umlenkung, zwischen den feststehenden Umlenkrollen und der wenigstens einen verfahrbaren Umlenkrolle durchführen, Ein Bahnspeicherung ist vorzugsweise nicht vorgesehen, wenn sich die verfahrbare Umlenkrolle in der Einfädelposition befindet. Eine Bahnspeicherung ist erst möglich, wenn die verfahrbare Umlenkrolle relativ zu den feststehenden Umlenkrollen in Richtung weg von der Einfädelposition verfahren wird.
Vorzugsweise ist ein Antrieb zum Verfahren der verfahrbaren Umlenkrolle in dem Bahnspeicher vorgesehen. Für mehrere verfahrbare Umlenkrollen ist weiter vorzugsweise ein gemeinsamer Antrieb vorgesehen, Die verfahrbaren Umlenkrollen werden dann bevorzugt gemeinsam, das heißt gleichzeitg, verfahren. Es ist jedoch auch möglich, für jede verfahrbare Umlenkrolle einen eigenen Antrieb vorzusehen. Die verfahrbaren Umlenkrollen können alternativ oder zusätzlich auch manuell verstellbar bzw. verschiebbar ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die verfahrbare Umlenkrolle innerhalb des Bahnspeichers von der Grundposition bis zur maximalen Speicherposition über eine Streckenlänge von wenigstens 500 mm bis höchstens 5.000 mm, vorzugsweise von wenigstens 1.000 mm bis höchstens 3.500 mm, bevorzugt von 2.000 mm, horizontal verfahren.
Bei einem Systemstopp kann die verfahrbare Umlenkrolle in Abhängigkeit von dem Rollendurchmesser der Bahnabrollung und/oder der Fördergeschwindigkeit der Materialbahn verfahren werden,
Die maximale Speicherposition einer verfahrbaren Umlenkrolle, vorzugsweise aller verfahrbaren Umlenkrollen, wird vorzugsweise in horizontaler Richtung im Bereich zwischen der Querschneideeinrichtung und der Bremseinrichtung, weiter vorzugsweise im Bereich zwischen der Schuppeinrichtung und der Bremseinrichtung, erreicht. Besonders bevorzugt wird eine maximale Speicherposition erreicht, wenn die verfahrbare Umlenkrolle vertikal unterhalb der Bremseinrichtung liegt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist der Bahnspeicher wenigstens eine horizontal verfahrbare Tänzerumlenkrolle zur Beeinflussung der Materialspannung auf, wobei, vorzugsweise, die Tänzerumlenkrolle entlang des Bahntransportweges im Bereich zwischen zwei verfahrbaren Umlenkrollen des Bahnspeichers vorgesehen ist. Beim Abrollen und Verarbeiten einer Materialbahn ist eine möglichst gleichbleibende Bahnspannung wichtig, um Beschädigungen der Materialbahn auszuschließen und die fehlerfreie Verarbeitung der Materialbahn sicherzustellen. Die Tänzerumlenkrolle kann Schwankungen in der Bahnspannung ausgleichen, Dafür bildet die Tänzerumlenkrolle in der Materialbahn eine Bahnschlaufe. Der Ausgleich von Bahnspannungen erfolgt, indem die Tänzerumlenkrolle kleine Hubbewegungen durchführt, wodurch die Länge des Bahntransportweges geringfügig vergrößert oder verringert wird. Ist die Bahnspannung zu gering, so wird die Tänzerumlenkrolle derart verfahren, dass der Bahntransportweg verlängert wird. Umgekehrt wird die Länge des Bahntransportweges bei einer erhöhten Bahnspannung durch eine entgegengesetzte Hubbewegung der Tänzerumlenkrolle verringert. Auf diese Weise kann die Regelung der Materialbahnspannung in den Bahnspeicher integriert werden. Somit entfällt die Notwendigkeit, eine separate Einrichtung zur Regelung der Materialbahnspannung vorzusehen. Durch die Integration der Materialbahnspannungsregelung in den Bahnspeicher kann eine kompaktere Bauweise der Vorrichtung erzielt werden, wodurch der Platzbedarf der Vorrichtung weiter reduziert werden kann.
Die Ausgleichsbewegungen der Tänzerumlenkrolle können dabei aktiv geregelt werden. Als Messglied kann die Tänzerumlenkrolle selbst dienen. Alternativ kann zum Messen der Bahnspannung auch eine separate Bahnspannungsmessrolle eingesetzt werden, die dann lediglich zur Messung der Bahnspannung verwendet wird. Bevorzugt wird die Tänzerumlenkrolle mit Hilfe eines hydraulischen Zylinders verfahren. Alternativ ist es auch möglich, die Tänzerumlenkrolle beispielsweise mittels einer Federkraft ungeregelt auf die Materialbahn wirken zu lassen.
Bevorzugt weist der Bahnspeicher entlang des Bahntransportweges eine erste feststehende Umlenkrolle auf. Die Materialbahn kann anschließend unter Ausbildung einer ersten Bahnschlaufe um eine erste verfahrbare Umlenkrolle geführt werden. Die entlang des Bahntransportweges nachfolgende Umlenkrolle ist dann vorzugsweise als Tänzerumlenkrolle ausgebildet. Anschließend kann die Materialbahn zur Ausbildung einer zweiten Bahnschlaufe um eine zweite verfahrbare Umlenkrolle geführt werden, bevor die Materialbahn über eine zweite feststehende Umlenkrolle geführt werden und den Bahnspeicher verlassen kann. Somit können im Bahnspeicher zwei Bahnschlaufen gebildet werden und die maximale Länge der gespeicherten Materialbahn entspricht der vierfachen Länge der maximalen Speicherstrecke.
Vorzugsweise ist die Tänzerumlenkrolle über eine Strecke von wenigstens 50 mm bis höchstens 500 mm, vorzugsweise von wenigstens 10 mm bis höchstens 350 mm, bevorzugt von 250 mm, verfahrbar ausgebildet. Die Längen der vorgenannten Verfahrwege haben sich zur Regelung der Materialbahnspannung als besonders geeignet herausgestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Bahnspeicher, und, vorzugsweise, zusammen mit der Querschneideeinrichtung und der Schuppeinrichtung, auf einem Fahrgestell gelagert, das relativ zur Bahnabrollung seitlich, vorzugsweise senkrecht, zur Transportrichtung der Bögen bewegbar ausgebildet ist. Auf dem gemeinsamen Fahrgestellt können auch zusätzlich der Materialbahneinzug und/oder die Bremseinrichtung und/oder eine Transporteinrichtung für die Materialbahn und/oder Bögen mit wenigstens einer Transportwalze und/oder einem Transportband sowie gegebenenfalls weitere Bauteile und Baugruppen angeordnet sein. Das Fahrgestell kann dabei auf Rollen und/oder Schienen gelagert sein. Durch das seitlich zur Bahnabrollung bewegbare Fahrgestell ist eine gute Zugänglichkeit bei Wartungs-und/oder Reparaturarbeiten der auf dem Fahrgestell gelagerten Einrichtungen sichergestellt. Gleichzeitig wird auch eine bessere Zugänglichkeit zu den benachbarten Bauteilen und Baugruppen des Fahrgestells erreicht, Es ist auch denkbar, dass ein Fahrgestell zusammen mit dem auf dem Fahrgestell gelagerten Bahnspeicher und weiteren Bauteilen und Baugruppen gegen ein anderes Fahrgestell mit einem anderen Bahnspeicher und gegebenenfalls weiteren anderen Bauteilen und Baugruppen ausgetauscht werden kann.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können bedarfsweise miteinander kombiniert werden. Der Offenbarungsgehalt der Erfindung ist nicht auf die durch die gewählte Absatzformatierung vorgegebenen Kombinationen von Erfindungsmerkmalen beschränkt.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen und den Zeichnungen selbst, Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert; es zeigen

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schneiden einer Materialbahn in einzelne Bögen mit einem Bahnspeicher in einer Seitenansicht,
Fig. 2: eine schematische Darstellung des in Fig. 1 gezeigten Bahnspeichers, der auf einem Fahrgestell angeordnet ist, wobei sich verfahrbare Umlenkrollen des Bahnspeichers in einer Grundposition befinden und
Fig. 3: eine schematische Darstellung des in Fig. 1 auf dem Fahrgestell angeordneten Bahnspeichers, wobei sich die verfahrbaren Umlenkrollen in einer maximalen Speicherposition befinden,

In Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Schneiden einer Materialbahn 2 in einzelne Bögen 3 aus Papier oder Pappe gezeigt. Die Vorrichtung 1 weist eine Bahnabrollung 4 auf, die eine quasi endlose Materialbahn 2 von einer Papierrolle 5 bereitstellt. Die Materialbahn 2 wird von der Bahnabrollung 4 bereitgestellt und kann zunächst über mehrere Umlenkrollen 22 gefördert werden, In Fig. 1 ist gezeigt, dass durch Höhenverstellung von Umlenkrollen 22 unterschiedliche Bahntransportwege von der Bahnabrollung 4 mit unterschiedlichen Längen zu den nachfolgenden Funktionseinheiten realisiert werden können.
Die Materialbahn 2 kann nach dem Passieren von zwei feststehenden Umlenkrollen 22 über ein Brechwerkzeug 6 gezogen werden, um Krümmungen, die durch die aufgerollte Lagerung der Materialbahn 2 auf einer Papierrolle 5 hervorgerufen seien können, auszugleichen.
Entlang des Transportweges der Materialbahn 2 ist nach der Bahnabrollung 4 ein Bahnspeicher 7 vorgesehen, den die Materialbahn 2 durchläuft. Eine bevorzugte Systemgrenze der Funktionseinheit "Bahnspeicher" ist in Fig, 1 als Strichlinie schematisch gezeigt.
Dem Bahnspeicher 7 ist entlang des Bahntransportweges ein Materialbahneinzug 8 nachgeordnet, der zum Antreiben der Materialbahn 2 dient. Die Materialbahn 2 wird dann zu einer Querschneideeinrichtung 9 geführt, an der die Materialbahn 2 in Bögen 3 geschnitten wird. In Transportrichtung 10 der Bögen 3 ist eine Schuppeinrichtung 11 der Querschneideeinrichtung 9 nachgeordnet, mit der ein überlappter Schuppenstrom erzeugt wird. Eine Bremseinrichtung 12 ist in Transportrichtung 10 der Bögen 3 hinter der Schuppeinrichtung 11 vorgesehen, wobei die Bremseinrichtung 12 beispielsweise von Nipprollen gebildet sein kann. Dies ist beispielsweise in der WO 2018/229201 A1 bereits beschrieben. Der Offenbarungsgehalt der WO 2018/229201 A1 wird vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Beschreibung einbezogen.
Der Bahnspeicher 7 ist zusammen mit dem Materialbahneinzug 8, der Querschneideeinrichtung 9, der Schuppeinrichtung 11 und der Bremseinrichtung 12 auf einem schematisch gezeigten Fahrgestell 13 angeordnet. Das Fahrgestell 13 ist auf Rollen 14 gelagert und kann quer zur Transportrichtung 10 der Bögen 3 relativ zur Bahnabrollung 4 verschoben werden. Während einer Unterbrechung der Materialbahnverarbeitung kann das Fahrgestell 13 quer zur Transportrichtung 10 der Bögen 3 aus der Verarbeitungslinie herausgefahren werden. Auf diese Weise kann, insbesondere bei Reparatur- und Wartungsarbeiten, die Zugänglichkeit zu den Bauteilen und Baugruppen auf dem Fahrgestell 13 sowie zu den angrenzenden Bauteilen und Baugruppen verbessert werden. Alternativ oder auch zusätzlich kann das Fahrgestell 13 auch auf nicht dargestellten Schienen geführt sein. Auch weitere Bauteile und Baugruppen, wie beispielsweise das Brechwerkzeug 6, können auf dem Fahrgestell 13 angeordnet und mit diesem zusammen seitlich verfahrbar sein.
Wie Fig. 1 zeigt, ist der Bahnspeicher 7 horizontal ausgerichtet und unterhalb der Bogentransportebene der Bögen 3 im Bereich zwischen dem Materialbahneinzug 8 und der Bremseinrichtung 12 angeordnet. Die Materialbahn 2 kann dem Bahnspeicher 7 in vertikaler Richtung zugeführt werden. Die Materialbahn 2 wird über eine erste feststehende Umlenkrolle 15 als Bauteil des Bahnspeichers 7 und unter Ausbildung einer Bahnschlaufe 16 um eine erste verfahrbare Umlenkrolle 17 geführt. Die entlang des Bahntransportweges nachfolgende Umlenkrolle ist als Tänzerumlenkrolle 18 ausgebildet. Anschließend wird die Materialbahn 2 zur Ausbildung einer zweiten Bahnschlaufe 19 um eine zweite verfahrbare Umlenkrolle 20 zu einer zweiten feststehenden Umlenkrolle 21 geführt. Anschließend verlässt die Materialbahn 2 den Bahnspeicher 7 in vertikaler Richtung und wird von einer weiteren Umlenkrolle 22, die außerhalb der Systemgrenze des Bahnspeichers 7 liegt, zum Materialbahneinzug 8 umgelenkt.
Die beiden verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 können gemeinsam mittels eines Antriebes 23 in horizontaler Richtung verfahren werden. Die verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 können dabei in Richtung zur Bahnabrollung 4 verfahren und in eine Einfädelposition 24 gebracht werden (in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Position). In der Einfädelposition 24 ist der horizontale Abstand der verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 zu der Bahnabrollung 4 geringer als der Abstand zwischen den feststehenden Umlenkrollen 15, 21 und der Bahnabrollung 4. Bei einem Wechsel der Papierrolle 5 kann die Materialbahn 2 dann auf einfache Weise in vertikaler Richtung linear zwischen den feststehenden Umlenkrollen 15, 21 und den verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20, durchgeführt werden. Dadurch entfällt ein aufwändiges manuelles Umschlingen der verfahrbaren Umlenkwalzen 17, 21 zur Ausbildung der Bahnschlaufen 16, 19. Nachdem die Materialbahn 2 durch den Materialbahneinzug 8 geführt ist, können die verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 in Transportrichtung 10 der Bögen 3 in eine sogenannte Grundposition 25 gebracht werden, bei der kein Bahnmaterial oder lediglich eine geringe Länge der Materialbahn 2 im Bahnspeicher 7 gespeichert bzw, vorgehalten wird.
Fig. 2 zeigt das Fahrgestell 13 mit dem Bahnspeicher 7, wobei sich die verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 in der Grundposition 25 befinden. Die Grundposition 25 kann, wie in Fig. 2 dargestellt, in vertikaler und/oder in horizontaler Richtung in dem Bereich zwischen den feststehenden Umlenkwalzen 15, 21 liegen. Alternativ kann die Grundposition 25 aber auch in Transportrichtung 10 der Bögen 3 seitlich neben den feststehenden Umlenkrollen 15, 21 liegen.
In Fig. 3 ist das Fahrgestell 13 mit dem Bahnspeicher 7 gezeigt, wobei sich die verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 in einer Speicherposition 26 befinden. Die Speicherposition 26 markiert dabei die maximale Verfahrposition der verfahbaren Umlenkrollen 17, 20 in Transportrichtung 10 der Bögen 3, Die verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 können beim Betrieb der Vorrichtung 1 zwischen der Grundposition 25 und der Speicherposition 26 verfahren werden. Der Abstand X zwischen der Grundposition 25 und der Speicherposition 26 definiert dabei die maximale Länge der Speicherstrecke und legt damit die maximale von dem Bahnspeicher 7 aufzunehmende Länge der Materialbahn 2 fest. Die Länge der maximal aufnehmbaren Materialbahn 2 entspricht dabei im Wesentlichen der vierfachen Länge der Speicherstrecke, also im Wesentlichen dem vierfachen Abstand X aus Fig. 3. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des Bahnspeichers 7 entspricht der Abstand X der halben Länge einer Bahnschlaufe 16, 19. Die Grundposition 25 der verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 kann unter Bezug auf Fig. 3 auch weiter links liegen, das heißt in Richtung zur Bremseinrichtung 12 verschoben.
Beim Abbremsen bzw. Stoppen der Vorrichtung 1 müssen der Materialbahneinzug 8, die Querschneideeinrichtung 9, die Schuppeinrichtung 11 und die Bremseinrichtung 12 synchron angehalten werden, um den synchronisierten Lauf der vorgenannten Baugruppen sicherzustellen, Aufgrund der hohen Massenträgheit der Papierrolle 5 kann die Bahnabrollung 4 nur zeitlich verzögert zu den vorgenannten Einrichtungen abgebremst werden. Beim Abbremsen der Vorrichtung 1 werden die verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 in Transportrichtung 10 der Bögen zur Aufnahme der überschüssig bereitgestellten Materialbahn 2 verfahren. Die Länge der Speicherstrecke und damit auch die Länge der Bahnschlaufen 16, 19, wird auf diese Weise vergrößert. Die überschüssig bereitgestellte Materialbahn 2 wird auf diese Weise von dem Bahnspeicher 7 aufgenommen und gespeichert, Die Spannung der Materialbahn 2 bleibt bei dem Abbremsvorgang vorzugsweise unverändert.
Beim erneuten Anfahren der Vorrichtung 1 können der Materialbahneinzug 8, die Querschneideeinrichtung 9, die Schuppeinrichtung 11 und die Bremseinrichtung 12 synchron und kurzzeitig vor der Bahnabrollung 4 angefahren werden. Der Bahnspeicher 7 übernimmt dann die Funktion, die gespeicherte Materialbahn 2 bereitzustellen. Hierfür werden die verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 entgegen der Transportrichtung 10 der Bögen verfahren. Die Länge der Bahnschlaufen 16, 19 wird auf diese Weise verringert und die zuvor gespeicherte Materialbahn 2 wird vom Speicher freigegeben. Sobald die Bahnabrollung 4 die Produktionsgeschwindigkeit der übrigen Baugruppen erreicht hat, stoppen die verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 und befinden sich dann vorzugsweise in der Grundposition 25. Während des Betriebes der Vorrichtung 1 können die verfahrbaren Umlenkrollen 17, 20 zwischen der Grundposition 25 und der Speicherposition 26 zum Speichern der Materialbahn 2 verfahren werden.
Entlang des Bahntransportweges zwischen der ersten verfahrbaren Umlenkrolle 17 und der zweiten verfahrbaren Umlenkrolle 20 ist eine Tänzerumlenkrolle 18 zur Regelung der Materialbahnspannung vorgesehen. Der Ausgleich von Bahnspannungen erfolgt, indem die Tänzerumlenkrolle 18 mit einem hydraulischen Antrieb 27 kleine Hubbewegungen in und/oder entgegen der Transportrichtung 10 der Bögen 3 in horizontaler Richtung durchführt, Die Länge des Bahntransportweges wird auf diese Weise geringfügig vergrößert oder verringert. Ist die Spannung der Materialbahn 2 beispielsweise zu gering, so wird die Tänzerumlenkrolle 18 entgegen der Transportrichtung 10 der Bögen 3 verfahren, wodurch die Länge des Bahntransportweges vergrößert wird. Hierdurch wird die Spannung in der Materialbahn 2 erhöht. Umgekehrt wird die Länge des Bahntransportweges bei einer erhöhten Bahnspannung durch eine Hubbewegung der Tänzerumlenkrolle 18 in Transportrichtung 10 der Bögen 3 verringert, Die Regelung der Materialbahnspannung wird somit direkt in den Bahnspeicher 7 integriert. Die Notwendigkeit, eine vom Bahnspeicher 7 räumlich getrennte Einrichtung zur Regelung der Materialbahnspannung vorzusehen, entfällt.

Bezugszeichenliste:

1: Vorrichtung
2: Materialbahn
3: Bögen
4: Bahnabrollung
5: Papierrolle
6: Brechwerkzeug
7: Bahnspeicher
8: Materialbahneinzug
9: Querschneideeinrichtung
10: Transportrichtung
11: Schuppeinrichtung
12: Bremseinrichtung
13: Fahrgestell
14: Rolle
15: Umlenkrolle
16: Bahnschlaufe
17: Umlenkrolle
18: Tänzerumlenkrolle
19: Bahnschlaufe
20: Umlenkrolle
21: Umlenkrolle
22: Umlenkrolle
23: Antrieb
24: Einfädelposition
25: Grundposition
26: Speicherposition
27: Antrieb

Claims

Vorrichtung (1), insbesondere Rollenquerschneider, weiter insbesondere zur Bildung eines Schuppenstroms von unter- oder überlappenden Bögen (3), insbesondere von Papier- oder Kartonbögen, mit einer Querschneideeinrichtung (9) zum Schneiden einer Materialbahn (2) in einzelne Bögen (3) und mit einem der Querschneideeinrichtung (9) entlang des Bahntransportweges vorgelagerten Bahnspeicher (7) zum Speichern und/oder Bereitstellen einer Materialbahn, wobei die Materialbahn (2) von einer Bahnabrollung (4) dem Bahnspeicher (7) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass der Bahnspeicher (7) zum Speichern der Materialbahn (2) im Bereich der Querschneideeinrichtung (9) unterhalb der Laufhöhe der Bögen (3) angeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnspeicher (7) zum horizontalen Speichern der Materialbahn (2) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Querschneideeinrichtung (9) in Transportrichtung (10) der Bögen (3) nachgelagerte Schuppeinrichtung (11) zur bereichsweisen Unter- oder Überlappung der Bögen (3) vorgesehen ist, wobei der Bahnspeicher (7) zum Speichern der Materialbahn (2) im Transportweg der Bögen (3) zwischen der Querschneideeinrichtung (9) und der Schuppeinrichtung (11) unterhalb der Laufhöhe der Bögen (3) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Schuppeinrichtung (11) in Transportrichtung (10) der Bögen (3) nachgelagerte Bremseinrichtung (12) zum Abbremsen von geschuppten Bögen (3), insbesondere durch Ausbildung eines Bremsspaltes für den Durchlauf von geschuppt zusammengeführten Bögen (3), vorgesehen ist, wobei der Bahnspeicher (7) zum Speichern der Materialbahn (2) in Transportrichtung (10) der Bögen (3) zwischen der Querschneideeinrichtung (9) und der Bremseinrichtung (12) unterhalb der Laufhöhe der Bögen (3) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Querschneideeinrichtung (9) entlang des Bahntransportweges vorgelagerter Materialbahneinzug (8) zum angetriebenen Zuführen der Materialbahn (2) von dem Bahnspeicher (7) zur Querschneideeinrichtung (9) vorgesehen ist, wobei der Bahnspeicher (7) zum Speichern der Materialbahn (7) in Transportrichtung der Materialbahn zwischen dem Materialbahneinzug (8) und der Querschneideeinrichtung (9) unterhalb der Laufhöhe der Bögen (3) ausgebildet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnspeicher (7) wenigstens zwei feststehende vertikal übereinander liegende Umlenkrollen (15, 21) aufweist, wobei, vorzugsweise, die feststehenden Umlenkrollen (15, 21) zwischen der Querschneideeinrrichtung (9) und der Bahnabrollung (4), vorzugsweise im Bereich zwischen dem Materialbahneinzug (8) und der Bahnabrollung (4), unterhalb der Laufhöhe der Bögen (3) angeordnet sind.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnspeicher (7) wenigstens eine, vorzugsweise wenigstens zwei, weiter vorzugsweise gemeinsam, horizontal verfahrbare Umlenkrollen (17, 20) aufweist, wobei die verfahrbare Umlenkrolle (17, 20) in Richtung zur Bahnabrollung (4) in eine Einfädelposition (24) seitlich von den feststehenden Umlenkrollen (15, 21) verfahrbar ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verfahrbare Umlenkrolle (17, 20) von der Einfädelposition (24) in Richtung zur Bremseinrichtung (12) in eine maximale Speicherposition (26) verfahrbar ist, in der die Länge der Speicherstrecke der Materialbahn (2) zwischen einer feststehenden Umlenkrolle (15, 21) und der verfahrbaren Umlenkrolle (17, 20) maximal ist, wobei, vorzugsweise, die maximale Speicherposition (26) im Bereich zwischen der Querschneideeinrichtung (9) und der Bremseinrichtung (12), weiter vorzugsweise im Bereich zwischen der Schuppeinrichtung (11) und der Bremseinrichtung (12), erreicht wird.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnspeicher (7) wenigstens eine horizontal verfahrbare Tänzerumlenkrolle (18) zur Beeinflussung der Materialbahnspannung aufweist, wobei, vorzugsweise, die Tänzerumlenkrolle (18) in Transportrichtung (10) der Materialbahn (2) im Bereich vertikal zwischen zwei verfahrbaren Umlenkrollen (17, 20) des Bahnspeichers (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnspeicher (7), und, vorzugsweise, zusammen mit der Querschneideeinrichtung (9), der Schuppeinrichtung (11) und der Bremseinrichtung (12), auf einem Fahrgestell (13) gelagert ist, das relativ zur Bahnabrollung (4) seitlich, vorzugsweise senkrecht, zur Transportrichtung (10) der Bögen (3) bewegbar ausgebildet ist.