NL8100380A - Inrichting voor het verkleinen van de dikte van een bewegend materiaalvel. - Google Patents

Description

_ N.0. 29.823 -1- " '—

Inricliting voor het verkleinen, van de dikte van een bewegend materi-aalvel.______

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verkleinen van de dikte van een bewegend materiaalvel langs een in lengterichting verlopend gebied door het wegsnijden van een materiaal-strook door middel van een roterend cilindrisch snij-orgaan, dat aan 5 één zijde van het materiaalvel is opgesteld met zijn rotatieas nagenoeg in de bewegingsrichting van het vel.

In de verpakkingsindustrie wordt verpakkingsmateriaal dat lagen omvat van onder andere papier en thermoplastische materialen, gebruikt voor het vervaardigen van verpakkingshouders voor bijvoorbeeld 10 vloeibare inhouden zoals melk. Bij de omzetting van verpakkingsmateriaal in gerede verpakkingshouders worden de lengteranden van het materiaal tegen elkaar afgedicht volgens een overlappende verbinding. Teneinde het contact van de inhoud van de verpakkingshouder met de centraal gelegen dragende laag van het materiaal te vermijden, wordt 15 het randgebied van de materiaallaag die naar de binnenzijde van de verpakkingshouder is gericht, dubbel gevouwen, zodat bij de afdichting de rand binnen eindigt en derhalve geen contact kan maken met de inhoud. Zelfs indien het verpakkingslaminaat slechts een totale dikte van ongeveer 0,*f mm heeft, betekent dit dubbelvouwen dat het 20 materiaal een ongewenste dikte bij de afdichtgebieden verkrijgt, hetgeen nadelig is in het bijzonder wanneer twee afdichtgebieden elkaar . kruisen, aangezien in dat geval kanalen die gepaard gaan met lekkage gemakkelijk kunnen ontstaan.

Om dit te vermijden is gesuggereerd dat de dikte van het mate-25 riaal in een lengtegebied moet worden verkleind, dat overeenkomt met het randgebied waarin het vouwen vervolgens moet plaats vinden. Deze vermindering van de dikte van het materiaalvel wordt op geschikte wijze uitgevoerd met behulp van een roterend cilindrisch snijorgaan, dat tijdens de vervaardiging van de houder rust tegen het passerende 30 materiaalvel, zodanig dat door middel van het actieve deel van zijn omtrek deze een strook van gewenste dikte afsnijdt van één zijde van het materiaalvel. Het passerende materiaalvel kan op deze wijze worden voorzien van één of meer in lengterichting verlopende gebieden van verkleinde dikte aan de randen van het materiaalvel of aan die 35 delen van het materiaalvel die na opdelen daarvan in smallere materi-aalvellen het randgebied zullen vormen.

Het wegsnijden van een materiaalstrook met behulp van een rote- 81 0 0 38 0 • 3V . V© -2- rend cilindrisch snijorgaan kan plaatsvinden bij zeer hoge snelheden van het vel, hetgeen in feite noodzakelijk is, aangezien het betreffende materiaalvel tijdens het vervaardigingsproces waar de verkleining van de dikte plaats vindt, door de vervaardigingsmachines wordt 5 geleid met een snelheid van meer dan 300 m/min. Bij deze hoge snelheid is een overeenkomstig hoge snelheid van het cilindrische snij-orgaan vereist, waarvan de omtrekssnelheid ongeveer 30 m/min. moet zijn. Het is duidelijk dat het zeer moeilijk is om bij zulke hoge werksnelheden een nauwkeurige snijdiepte van bijvoorbeeld 0,25 mm 10 te handhaven, aangezien dit wordt beïnvloed door onnauwkeurigheden in het passerende materiaal, alsmede door onnauwkeurigheden in de ondersteuning en in het ontwerp van het roterende cilindrische snijor-gaan. Het is in de praktijk inderdaad onmogelijk gebleken om een correcte snijdiepte onder zulke omstandigheden te handhaven met de thans 15 beschikbare middelen, namelijk een geleidingswiel aangebracht binnen het roterende cilindrische snijorgaan en vrij draaibaar in de bewegingsrichting van het materiaal, waarvan de afstand tot de snijrand de dikte van de afgesneden materiaalstrook bepaalt, en met een luchtmondstuk dat op hetzelfde niveau als de snijrand is opgesteld, maar 20 aan de tegenover gelegen zijde van het materiaalvel, een en ander zodanig dat het passerende materiaalvel wordt aangedrukt tegen het geleidingswiel. Behalve de hierboven genoemde moeilijkheden die betrekking hebben op onnauwkeurigheden bij de beweging van het materiaalvel en bij de ondersteuning van het snijorgaan, zijn er thans ook 25 onnauwkeurigheden in het geleidingswiel, die het handhaven van een constante snijdiepte zelfs moeilijker maakt. Zelfs indien dit op zichzelf mogelijk zou zijn, zou onmiddellijk na een instelling van de positie van het snijwiel en de rest van de op elkaar inwerkende parameters, de nauwkeurigheid na een korte werkperiode verloren gaan, 30 zodat ontoelaatbare diktevariaties van het Verkleinde gebied van het materiaalvel zouden optreden.

De uitvinding heeft ten doel onder behoud van de basisconstructie van de inrichting, de verschillende onderdelen van de inrichting zodanig te ontwikkelen, dat het wegsnijden van de materiaalstrook 35 kan plaats vinden met een voldoende nauwkeurigheid zelfs gedurende verlengde werkperioden.

De uitvinding heeft voorts ten doel te voorzien in een eenvoudige en doelmatige inrichting voor de instelling van de dikte van de weggesneden strook en dus van de dikte van het resterende materiaal 40 in het in dikte verkleinde gebied van het materiaalvel.

8100380 ----- -3-

De uitvinding heeft verder nog ten doel te voorzien in een inrichting die bij bijzonder hoge materiaalsnelheden kan werken, in het bijzonder tot wel 600 m/min.

De uitvinding heeft ook nog ten doel te voorzien in een inrich-5 ting die eenvoudig en stabiel is, alsmede goedkoop in vervaardiging en onderhoud is.

Deze doelstellingen worden volgens de uitvinding bereikt, doordat een inrichting voor het verkleinen van de dikte^ van een bewegend materiaalvel langs een in lengterichting verlopend gebied door het 10 wegsnijden van een materiaalstrook door middel van een roterend cilindrisch snijorgaan dat aan één zijde van het materiaalvel is opgesteld met zijn rotatieas nagenoeg in de bewegingsrichting van het vel, het kenmerk heeft dat een geleidingsinrichting voor de besturing van de .dikte van de weggesneden strook dicht bij de rand van het cilin-15 drische snijorgaan is aangebracht en omhoog wordt gehouden door een ondersteuningseenheid die in aanraking is met het cilindrische snijorgaan.

De uitvinding zal hierna nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.

20 Fig.1 toont een inrichting volgens de uitvinding vanaf de zijde 'gezien en tijdens het bedrijf met een passerend materiaalvel; fig. 2 een doorsnede toont van een deel van de inrichting volgens fig. 1 op grotere schaal; en fig. 3 een vooraanzicht toont van de inrichting volgens de uit-25 vinding, dat wil zeggen gezien vanaf de zijde van waar af het materiaal wordt toegevoerd.

De inrichting volgens de uitvinding omvat een cilindrisch snijorgaan 1 dat aan zijn ene vrije einde geslepen is tot een sijrand 2 die zich rondom de gehele omtrek van de cilinder uitstrekt. Het 30 tegenover liggende einde van het cilindrische snijorgaan heeft de vorm van een holle snijorgaanas 3 die door middel van een lager h en een bevestigingsorgaan 5 in een machinefreem 6 is ondersteund.

Aan het vrije einde van het cilindrische snijorgaan 1 bevindt zich een ondersteuningseenheid 7 die door middel van een bevesti-35 gingsorgaan 8 eveneens is bevestigd aan het freem 6 en daardoor wordt ondersteund. De ondersteuningseenheid 7 is voorzien van een aantal steunrollen 9 die zodanig worden ondersteund, dat zij vrij kunnen roteren, en die het cilindrische snijorgaan omgeven en rusten tegen het cilindrische buitenoppervlak daarvan op een kleine afstand bin-*f-0 nen de snijrand 2. Het ondersteuningselement 7 (fig. 3) is nagenoeg 81 0 0 38 0 -4- Λ- - driehoekvormig, waarbij een steunrol in elk hoekpunt van de driehoek is opgesteld. Tussen de twee onderste steunrollen 9 (dat wil zeggen de steunrol die het dichtst bij het materiaalvel 1 is geplaatst) ondersteunt de ondersteuningseenheid 7 een geleidingsinrichting 10 die 5 door middel van een instelschroef 11 in radiale richting van het cilindrische snijorgaan instelbaar is naar en van de snijrand 3 af.

Dit is mogelijk doordat de geleidingsinrichting 10 zodanig is ondersteund dat deze in een deel van de ondersteuningseenheid 7 kan worden verschoven, dat tussen de twee steunrollen 9 is geplaatst, die 10 het dichtst bij het bewerkte materiaalvel 12 zijn aangebracht. Zoals in het bijzonder uit fig. 1 blijkt loopt het materiaalvel 12 over twee geleidingsrollen 13» 1'4, waarbij de opstelling volgens de uitvinding zodanig is dat het bewerken van het materiaalvel 12 plaats vindt tussen de twee rollen.13 en 14.

15 In fig. 2 is op vergrote schaal een deel van de geleidingsin richting 10 getoond die door de ondersteuningseenheid 7 omhoog wordt gehouden. De geleidingsinrichting 10 heeft een langgerekte vorm en strekt zich in een benedenwaartse radiale richting van het cilindrische snijorgaan 1 uit. Het einde van de geleidingsinrichting 10, dat 20 naar de snijrand 2 is toegekeerd, omvat een werkoppervlak 15 dat een scherpe hoek met het materiaalvel 12 vormt. Het werkoppervlak heeft nagenoeg dezelfde breedte als de materiaalstrook die moet worden weggesneden, maar kan eveneens enigszins breder zijn. Gezien in dwarsrichting van het vel is het werkoppervlak enigszins gebogen met 25 een straal die hoofdzakelijk overeenkomt met de straal van het snijorgaan. Het werkoppervlak 15 dat gepolijst is tot een zeer fijn afgewerkt oppervlak, strekt zich uit tot de vlakke zijde 16 van de geleidingsinrichting 10, die naar het cilindrische snijorgaan is toegekeerd en op hetzelfde niveau als de mesrand eindigt. De genoemde 30 zijde van de geleidingsinrichting 10 ligt in hetzelfde vlak als de snijrand 2. De afstand tussen het werkoppervlak 15 (meer in het bijzonder de rand gevormd tussen het werkoppervlak 15 en. de zijde 16 van de geleidingsinrichting) en de snijrand 2 bepaalt de snijdiepte, dat wil zeggen de hoeveelheid van het materiaal vel 12 dat moet worden 35 weggesneden met behulp van het roterende cilindrische snijorgaan 1, De snijrand 2 is aan de zijde die naar de binnenzijde van het roterende cilindrische snijorgaan 1 is toegekeerd, is geslepen en snijdt tijdens de bewerking een materiaalstrook 17 weg, die door middel van een inrichting (niet getoond) en een krachtige luchtstroom wordt 40 verwijderd door de holle snijorgaanas 3 naar een of ander verzamel- 6100380 -5- punt. Om het verwijderen van de materiaalstrook 17 van de snijplaats af te vergemakkelijken, kan de geleidingsinrichting 10 worden voorzien van een luchtafvoer 18 die tijdens bedrijf dankzij een uitstoot-effekt, een hefkracht opwekt, die de materiaalstrook 17 drijft en 5 geleidt in de richting van de snijrand 2 af. De geleidingsinrich-ting 10 is eveneens voorzien van een andere luchtafvoer 19 die in een uitsteeksel 20 direkt voor het werkoppervlak 15 is aangebracht. Door middel van de luchtafvoer 19 kan het werkoppervlak 15 worden gekoeld, terwijl tegelijkertijd' de luchtstroom de wrijving tussen het werkop-10 pervlak en het materiaalvel 12 vermindert, hetgeen waardevol is bij hoge produktiesnelheden. De luchtafvoeren 18 en 19 zijn via luchtslangen 21 met een bron voor gecomprimeerde lucht (niet getoond) verbonden.

Fig. 1 toont op welke wijze de inrichting volgens de uitvinding 15 tijdens het bewerken van het materiaalvel is opgesteld. Het cilindrische snijorgaan 1 is met zijn centrale hartlijn nagenoeg in de bewe- georiënteerd gingsrichting van het vel 12*, maar de centrale hartlijn is enigszins hellend ingesteld, zodat het einde van het cilindrische snijorgaan 1 voorzien van de snijrand 2, komt aan te rusten tegen het materiaal-20 vel 12 dat tussen de rollen 15 en 1^ beweegt. Meer in het bijzonder strekt het actieve deel van de snijrand 2 dat naar het materiaalvel 12 is toegekeerd, zich enigszins onder het rechte vlak uit, waarin het materiaalvel 12 tussen de rollen 15 en *\k zal lopen, indien het cilindrische snijorgaan daarop geen kracht zal uitoefenen. Als ge-25 volg daarvan zal het materiaalvel 12 tijdens de gehele bewerki’ngs-periode, tegen het werkoppervlak 15 van de geleidingsinrichting 10 .worden aangedrukt, zodat de afstand tussen het werkoppervlak 15 en de snijrand 2 op zichzelf de dikte van de weggesneden materiaalstrook 17 zal bepalen en aldus de dikte van het verkleinde lengtegebied van 50 het materiaalvel 12. Aangezien slechts ongeveer 0, 25 mm van de oorspronkelijke totale dikte van 0,5 mm van het materiaalvel moet worden afgesneden, is de geleiding van het materiaal 12 dat de snijrand 2 passeert, zeer kritisch. Echter hebben experimenten aange-toond dat de beginspanning in het materiaalvel 12, die wordt veroor-35 zaakt door het cilindrische snijorgaan 1, alsmede de geleidingsinrichting 10 die tussen de rollen 15 en '[b enigszins naar beneden wordt bewogen, voldoende is om onder alle normale werkomstandigheden zulk een contactdruk van het materiaalvel 12 tegen het werkoppervlak 15 te verzekeren, dat de dikte van de weggesneden materiaalstrook 40 17 kan worden gehandhaafd en volledig worden geregeld door de af- 8 1 0 0 38 0 5K --¾ -6- stand tussen het werkoppervlak en desnijrand 2. Teneinde te verzekeren dat de dikte van de weggesneden materiaalstrook 17 Overeenkomt met de afstand tussen het werkoppervlak 15 en de snijrand 2 is het ook van zeer groot belang, in het bijzonder bij hoge. toevoersnelhe-5 den van het materiaalveï 12, dat het materiaalvel slechts rust tegen het deel van het werkoppervlak 15 dat zich het dichtst bij de snij-rand 2 bevindt, aangezien anders, dat wil zeggen indien het materiaalvel 12 tegen het werkoppervlak 15 op afstand voor de snijrand 2 zou rusten, het materiaalvel 12 zou worden weggedrukt van de snij-10 rand 2 af, zodat de dikte van de materiaalstrook 1? kleiner zou worden dan de afstand tussen het werkoppervlak en de snijrand, Soortgelijke effekten zijn waargenomen in experimenten met noterende gelei-dingsinrichtingen, aangezien de diameters daarvan niet voldoende smal kunnen worden gemaakt om te verzekeren dat het materiaalvel te-15 gen de geleidingsinrichting rust slechts in een zeer beperkt gebied op kleine afstand voor de snijrand.

Tijdens bedrijf van de inrichting volgens de uitvinding wordt het materiaalvel 12 met een bepaalde snelheid van 500 - ^00 m/min, toegevoerd, terwijl het cilindrische snijorgaan 1 met een Snelheid 20 van 800 omwentelingen per minuut roteert (overeenkomend met een om-trekssnelheid bij de snijrand 2 van ongeveer 50 m/min.). Bij zulke hoge snelheden van het materiaalvel, alsmede van het snijorgaan, is het van het grootste belang dat alle soorten trillingen worden voorkomen. Aldus is de ondersteuning van het cilindrische snijorgaan 1 25 van belang, zoals ook de ondersteuning van de rollen 13 en 1^. Ondanks de zo grote nauwkeurigheid is het echter niet mogelijk tijdens bedrijf een bepaalde trilling in het cilindrische snijorgaan te voorkomen. In vroegere ontwerpen is gebleken dat deze trilling het onmogelijk maakt om een uniforme snijdiepte bij zulke hoge snelheden te 30 handhaven, echter komt de inrichting volgens de uitvinding aan deze problemen tegemoet. Behalve de eerder beschreven geleidingsinrichting 10 en het speciale ontwerp daarvan, alsmede van het werkoppervlak 15i voorziet de inrichting volgens de uitvinding ook in een stelsel dat enerzijds de optredende trillingen vermindert en anderzijds het ef-35 fekt van de resterende trillingen op de dikte van de weggesneden materiaalstrook 17 elimineert. Het eerstgenoemde wordt bereikt, doordat het ondersteuningselement 7 dat de geleidingsinrichting 10 omhoog houdt, met behulp van de steunrollen 9 tegen het omtreksopper-vlak van het cilindrische snijorgaan rust nabij het vrije einde van 40 het snijorgaan dat voorzien is van de snijrand 2. De steunrollen 9 8 1 0 0 38 0 -STTiS· -7- werken hier als een ondersteuning voor het vrije einde van het cilindrische snijorgaan en verhinderen dat deze een radiale beweging uitvoert onafhankelijk of zulk een radiale beweging het gevolg is van onnauwkeurigheden in het lager k of van de invloed van de snij-5 rand 2 bij het snijden van het materiaalvel. Het is gebleken dat dit ontwerp op doelmatige wijze bijdraagt aan een rustiger en meer uniforme loop. De resterende trillingen zijn zeer klein, maar kunnen met betrekking tot de bestaande extreem nauwe toleranties een negatief effekt op de snijdiepte hebben. Door het met elkaar koppelen 10 van het cilindrische snijorgaan 1 en de ondersteuningseenheid 7 met behulp van de steunrollen 9» wordt de geleidingsinrichting 10 echter positief verbonden met het cilindrische snijorgaan 1 en beweegt in het ritme daarvan, zodat de afstand tussen het werkoppervlak 15 en. de snijrand 2 met grote nauwkeurigheid vast wordt gehouden onafhan-15 kelijk van radiale bewegingen van het snijorgaan. Aangezien het materiaalvel tegen het werkoppervlak 15 met een bepaalde initiële spanning aanrust, zullen uniforme bewegingen van het werkoppervlak 15 en de snijrand 2 geen effekt op de snijdiepte hebben, aangezien zij uitsluitend worden bepaald door de vrije afstand tussen het werk-20 oppervlak en de snijrand. Zulk een uniforme snijdiepte wordt verzekerd zelfs indien trillingen van lagere orde tijdens bedrijf bij hoge snelheid niet geheel kunnen worden voorkomen.

81 0 0 38 0

Claims (9)

1. Inrichting voor het verkleinen van de dikte van een bewegend materiaalvel langs een in lengterichting verlopend gebied door het wegsnijden van een materiaalstrook door middel van een roterend ci- 5 lindrisch snijorgaan dat aan één zijde van het materiaalvel is opgesteld met zijn rotatieas nagenoeg in de bewegings-richting van het vel, met h et kenmerk, dat een geleidingsinrichting (10) voor het regelen van de dikte van de weggesneden strook (17) nabij de rand (2) van het cilindrische snijorgaan (1) is opgesteld en door 10 een ondersteuningseenheid (7) omhoog wordt gehouden, die met het cilindrische snijorgaan in aanraking is.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ondersteuningseenheid (7) doör middel van steunrollen (9) aanrust tegen het oppervlak van het cilindrische snijorgaan (1).

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met hét ken merk, dat de geleidingsinrichting (10) een glijoppervlak heeft dat dienst doet'als een werkoppervlak (15)» dat gezien in de bewegingsrichting van het vel (12) op hetzelfde niveau als de snijrand (2) eindigt.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de afstand tussen het werkoppervlak (15) van de geleidingsinrichting (10) en de snijrand (2) door middel van een instelschroef (11) instelbaar is door beweging van de geleidingsinrichting (10) langs de straal van het snijorgaan (1). 25

5· Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het werkoppervlak (15) van de geleidingsinrichting (10) een scherpe hoek met het materiaalvel (12) insluit.

6. Inrichting volgens één van de conclusies 3-5» met het kenmerk, dat het werkoppervlak (15) van de geleidings- 50 inrichting (10) een gelijke breedte of een kleinere breedte heeft dan de weggesneden materiaalstrook (17).·

7. Inrichting volgens één van de conclusies 3 - 6, m e t het kenmerk, dat het werkoppervlak (15) gezien in dwars-richting van het vel (12), gebogen is met een straal die overeenkomt 35 mot de straal van het snijorgaan (1).

8. Inrichting volgens één van de conclusies 3-7, met het kenmerk, dat de geleidingsinrichting (10) lucht-afvoe-ren (19) omvat voor het koelen van het werkoppervlak (15).

9. Inrichting volgens één van de conclusies 3-8, met 40. e t kenmerk, dat de inrichting luchtafvoeren (l8) omvat voor het geleiden van de weggesneden materiaalstrook (.17) 8, . . _ . A ******* 100380