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Anwendungsgebiet und Stand
der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entsorgen
von flexiblem Material, das in Form mindestens einer bewegten Materialbahn
vorliegt, die in einer Zufuhrrichtung mit einer Zufuhr-Bahngeschwindigkeit
von einem Nutzungsbereich einer Entsorgungseinrichtung zugeführt wird. Solche
zu entsorgenden Materialbahnen entstehen insbesondere hinter dem
Prägespalt
von Prägevorrichtungen,
denen eine Prägefolienbahn
zugeführt wird,
die als Träger
von Objekten, wie Hologrammen, Metallschichten etc., dient. Im Prägespalt
werden die Objekte auf ein Produkt, also eine Papierbahn, einen Bogen
oder eine Kartonage meist durch Heißsiegeln aufgebracht. Übrig bleibt
die Träger-Materialbahn in Form
eines Folienstreifens, von dem die Objekte entfernt sind und der
nun einer Wiederverwertung bzw. Entsorgung zugeführt werden soll. Die übliche Methode
eines Aufwickelns hat das Problem, dass die ggf. durch den Heißsiegel-Prägevorgang
verformte Folie sich nicht gut aufwickeln lässt und außerdem der Wickel gewechselt
werden muss, was nicht immer mit einem Wechsel der unverbrauchten Prägefolienbahn
zusammenfällt,
weit häufig
mehrere Prägefolienbahnen
mit unterschiedlichem Verbrauch parallel durch den Prägespalt
geführt
sind.
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Da
die Objekte auf das Endprodukt, also z.B. die Papierbahn, meist
in größeren Abständen aufgebracht
werden, wäre
es unwirtschaftlich, sie in den gleichen Abständen auf der Prägefolienbahn
anzuordnen. Die Anmelderin hat ein Verfahren entwickelt (
DE 37 13 666 C und
EP 718 099 B , entsprechend
US 6 519 821 ), durch das
dieser Folienspareffekt trotz der Forderung absoluter Synchronität von Prägefolienbahn
und zu bedruckender Bahn im Prägespalt
beherrschbar ist. Dies gelingt durch aufeinanderfolgende Beschleunigungs-,
Gleichlaufs-, Verzögerungs-
und Rückzugsphasen
der Prägefolienbahn.
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Um
diese diskontinuierlichen Bewegungen der Materialbahn zu ermöglichen,
folgt bei der
DE 198
42 585 A für
entsprechend
EP 987 205
B sowie
US
6 230 616 A auf den Prägespalt
ein Schlupfantrieb, dem wiederum ein ebenfalls mit Saugbändern bestückter Folienspeicher
folgt. Danach wird die Materialbahn in herkömmlicher Weise aufgewickelt.
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Es
ist ferner aus der
EP
989 086 B bekannt geworden, eine Entsorgung in Materialbahnabschnitten
vorzunehmen, die eine mit einer Transportwalze zusammenarbeitende
Trenneinrichtung enthält.
Der Trenneinrichtung kann ein nicht näher beschriebener Folienspeicher
vorgeschaltet sein.
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Aufgabe und
Lösung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entsorgen
von flexiblem Material zu schaffen, das eine diskontinuierliche
Förderung
der Materialbahn und die Gleichmäßigkeit
ihrer Spannung nicht beeinträchtigt,
ohne wesentliche Rückwirkungen
auf die zulaufen de Materialbahn arbeitet und vorzugsweise eine Entsorgung
der Materialbahn in zerkleinertem Zustand ermöglicht.
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Nach
einem Merkmal der Erfindung erfolgt die Speicherung in einzelnen
Materialbahnabschnitten, vorzugsweise in Form von Schlaufen, die
im wesentlichen freihängend
in einen Speicher hineinlaufen und an einem Trennschnitt anschließen, an
dem die Materialbahn von dem vorangehenden Materialbahnabschnitt
getrennt wurde. Statt einer Schlaufenbildung ist auch die Bildung
eines sich frei nach „Leporello-Art" ablegenden Packens
möglich.
Die Erfindung ermöglicht
es durch seitliche Bewegungen entweder der zulaufenden Folie oder
einer Halteeinrichtung für
das Folienende, jeweils eine neue Schlaufe oder Packen zu bilden,
während
die vorhergehende abgetrennt wird. Dabei können die Materialbahnabschnitte
in hängenden,
jeweils nur aus einem hin- und einem zurücklaufenden Trum gebildeten
Schlaufen gespeichert werden oder, was noch größere Speicherkapazität ermöglicht,
in sich automatisch leporelloartig bildenden Packen, zwischen denen
jeweils eine Abtrennung erfolgt oder die als solche unmittelbar
oder mittelbar der Entsorgung zugeführt werden.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung können die so gebildeten Packen
z.B. auf einem Hüllmedium,
beispielsweise einer Verpackungsfolie oder einem Netz, gebildet
werden, das unter den Packen geführt
und mit diesen abtransportiert wird, so dass sich ein endloser Packen
aus leporelloartig geschuppt liegenden Matrialbahnabschnitten bildet. Dieser
kann z.B. zusammen mit dem Hüllmedium aufgewickelt
werden. Um eine „endlose" Entsorgung zu ermöglichen,
kann diese Aufwicklung unter einem Winkel zur Antransportrichtung
der Packen erfolgen, so dass sich ein Schräg- oder Wendelwickel bildet, der
auf einer Seite des Wickels „herauswächst" und dort in Einzelstücke abgelängt werden
kann.
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Es
ist auch möglich,
ohne ein schon den Packen unterlegendes Hüllmedium zu arbeiten, wenn die
Speicherkammern, in denen sich die Packen bilden, so ausgebildet,
beispielsweise gegenüber
der Horizontalen abgeschrägt
sind, dass der Packen von allein auf den Ausgang der Speicherkammer
zu rutscht oder gezogen wird. Dort könnte er beispielsweise durch
einen Stopfwickler, der ebenfalls durch entsprechende Schrägstellung
einen Wickel („Wurst") bildet, die aus
dem ggf. konischen Stopfwickler herausläuft und dort noch mit einem
Hüllband umgeben
werden kann, bevor eine Ablängung
erfolgt.
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Es
ist auch zu erkennen, dass auf diese Weise das beim bloßen Aufwickeln
der verbrauchten Materialbahn auftretende Problem minimiert wird,
das sich daraus ergibt, dass bei einer Prägemaschine oft zahlreiche unterschiedliche
und auch unterschiedlich breite Materialbahnen parallel verlaufen,
die auch mit unterschiedlichen Zufuhr-Bahngeschwindigkeiten ankommen.
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Bei
der Erfindung muss lediglich dafür
gesorgt werden, dass die Speicherung so bemessen ist, dass bei der
langsamsten Zufuhr-Bahngeschwindigkeit
noch ausreichend Materialbahn gespeichert wird, um einen störungsfreien
Rückzug
zu gewährleisten
und dass bei der größten Bahngeschwindigkeit
die Speicherkapazität
ausreicht. Dadurch ist es auch möglich,
bei zahlreichen eng nebeneinander ankommenden zu entsorgenden Materialbahnen
die Entsorgungseinrichtung mit gleicher Geschwindigkeit bzw. gleicher
Trennfrequenz laufen zu lassen. Die Entsorgung ist also weitgehend
unabhängig
von dem Mengenstrom der eingehenden Materialbahn, so dass auch Materialbahnen
unterschiedlicher Durchschnitts-Bahngeschwindigkeiten und Alternierungsfrequenzen
in einer Vorrichtung gemeinsam verarbeitet werden können.
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Die
vorstehenden und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch
aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen
Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform
der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können,
für die
hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in
einzelne Abschnitte sowie Zwischenüberschriften beschränkt die
unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Bei
vorteilhaften Ausführungsbeispielen
der Erfindung wird zur Entsorgung von Materialbahnen, wie verbrauchten
Trägerfolien
von Prägeobjekten, die
aus einer Prägeeinrichtung
anfallen, die Folie über
einem Schlupfantrieb in eine Speicherkammer eingeführt, wo
sie frei hängende
oder sich ungezwungen ablegende Schlaufen bildet. Diese bilden ein
Reservoir für
eine diskontinuierliche bzw. alternierende Arbeitsweise der Prägevorrichtung.
Die Schlaufen oder Packen können
in der Entsorgungseinrichtung einzeln abgeschnitten oder am Ausgang
der Speicherkammer unter Bildung von Wickeln aufgewickelt werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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In
der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt, anhand deren die Erfindung im Folgenden
erläutert
wird. Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Prägevorrichtung und der zugehörigen Entsorgungseinrichtung,
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1a bis 1d einzelne
Stufen des Arbeitsablaufes der Vorrichtung nach 1,
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2 eine
schematische Darstellung eines weiteren Ausfüh-Rungsbeispiels von Prägevorrichtung
und Entsor- Gungseinrichtung,
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2a bis 2d Darstellungen
zur Verdeutlichung des Arbeitsablaufes der Vorrichtung nach 2,
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3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
einer Prägevorrichtung
mit Entsorgungseinrichtung,
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3a bis 3d wiederum
Stufen des Arbeitsablaufes der Vorrichtung nach 3,
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4 eine
schematische Darstellung von Prägevorrichtung
und Entsorgungseinrichtung in schematischer Darstellung,
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5 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
in schematischer perspektivischer Teilansicht und
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6 und 7 zwei
weitere Ausführungsbeispiele,
die eine geän
derte Endentsorgung einer Vorrichtung ähnlich 5 zeigen.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
eine Prägevorrichtung 11 mit nachgeschalteter
Entsorgungseinrichtung 12 für eine Materialbahn 13.
Gezeigt ist hier lediglich die Prägung und Entsorgung einer Materialbahn 13,
es ist jedoch angedeutet, dass bei vielen Prägevorgängen zahlreiche parallele Materialbahnen 13, 13a verwendet
werden, die durch die Prägevorrichtung
laufen und parallel entsorgt werden.
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Die
Materialbahn 13 besteht aus einer Trägerfolie, auf deren aktiver
Materialbahnebene 29 Objekte 19, beispielsweise
Hologramme oder andere zu übertragende
Flächenabschnitte,
aufgebracht sind, und zwar mit sehr geringem Abstand voneinander. Die
Objekte sind mit einer Heißsiegelschicht überzogen.
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Zwischen
zwei Walzen 14, 15 eines Prägewerks 16 ist ein
Prägespalt 17 gebildet,
in dem ein etwas über
die Oberfläche
der Prägewalze 14 vorstehendes
Prägewerkzeug 18 das
jeweilige Objekt 19 auf eine Produktbahn 20 überträgt und dort
festsiegelt. Zu diesem Zweck ist das Werkzeug 18 auf eine Heißsiegeltemperatur
beheizt und die Produktbahn 20 unter Umständen vorgewärmt. Bei
der Produktbahn kann es sich um Papier oder Kunststoffbahnen, Kartonagen
etc., handeln, auf die zu Schmuck- oder Sicherheitsgründen nicht
ohne weiteres durch bloßen
Druck verstellbare Objekte 19 aufgebracht werden. Dabei
kann es sich um fertig vorbereitete und abgegrenzte Objekte, wie
Hologramme, Bilddarstellungen etc., handeln oder es kann durch das
Prägewerkzeug 18 aus
einer gleichmäßig z.B.
mit einer Metallschicht beschichteten Materialbahn, eine bestimmte
Form eines Objektes auf die Produktbahn 20 übertragen
werden.
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Um,
wie angedeutet, die Objekte 19 auf der Produktbahn 20 in
einem größeren Abstand
voneinander aufzubringen, als sie zur Einsparung von Trägerfolie
auf der Materialbahn 13 angebracht waren, wird die Materialbahn 13 diskontinuierlich
bewegt, während
die Prägewalzen 14, 15 und
die Produktbahn 20 mit kontinuierlicher Geschwindigkeit
laufen. Voraussetzung in den meisten Fällen ist absolute Synchronität in der
Geschwindigkeit von Produktbahn und Materialbahn im Prägespalt 17.
Nach dem Aufbringen eines Objekts 19 wird die Materialbahn 13 abgebremst,
und zwar nicht schlagartig, um die empfindliche Folie, aus der die
Materialbahn 13 besteht, nicht zu beeinträchtigen.
Danach wird die Materialbahn um den „Bremsweg" und einen nachfolgenden Beschleu nigungsweg
entgegen der Zufuhrrichtung 21 zurückgezogen. Dies geschieht in
einer Zeit, in der die Produktbahn 20 ebenso wie die Materialbahn 13 unbeeinflusst
zwischen den Walzen 14 und 15 hindurchläuft. Bevor
die nächste
zu beprägende
Stelle der Produktbahn 20 den Prägespalt 17 erreicht, der
sich zwischen dem dann wieder heranlaufenden Prägewerkzeug 18 und
der Gegenwalze 15 bildet, wird die Materialbahn 13 wieder
auf die Synchrongeschwindigkeit, also die Geschwindigkeit der Produktbahn,
beschleunigt, so dass die Abprägung
im Gleichlauf zwischen diesen stattfindet.
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Bewerkstelligt
wird dies dadurch, dass die von einer nicht dargestellten Vorratsrolle
zugeführte Materialbahn 13 von
einem Steuerantrieb 22 gesteuert zugemessen wird. Dieser
arbeitet z.B. mit einer Saugwalze 23, die auf der unaktiven
Materialbahnseite angreift und, da sie auf der Zulaufseite, also stromaufwärts des
Prägespaltes
angeordnet ist, die Materialbahn entweder freigibt oder bremst.
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Der
eigentliche Transport und die gleichmäßige Spannung der Materialbahn
im Prägespalt 17 wird
von einem Schlupfantrieb 24 bewerkstelligt, der hier als
Saugwalze 26 dargestellt ist, die auf ihrem saugaktiven
Sektor 25 die Materialbahn mit einer durch die Saugwirkung
einstellbaren Kraft auf die Oberfläche der Saugwalze zieht und
am Ende dieses Sektors wieder entlässt. Die Saugwalze 26 des Schlupfantriebes 24 läuft mit
einer Drehzahl, die eine Umfangsgeschwindigkeit erzeugt, die zumindest gleich,
meist aber etwas höher
ist als die Synchrongeschwindigkeit im Prägespalt 17, so dass
zusammen mit den Gleit- bzw. Reibeigenschaften auf der Oberfläche der
Saugwalze 26 eine weitgehend konstante Zugspannung auf
die Materialbahn 13 ausgeübt wird. Dies gilt auch in
den Phasen des Rückzuges oder
Stillstandes zwischen Brems-, Rückzugs-
und Beschleunigungsphase.
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Zu
beachten ist, dass bis auf die geringe Masse der Materialbahn selbst
für die
diskontinuierliche Bewegung der Materialbahn keinerlei Massenkräft zu überwinden
sind, da zwischen der Saugwalze 23 des Steuerantriebs 22 und
dem Schlupfantrieb 24 keinerlei mechanische Teile zu bewegen
sind, wenn man von Umlenkungen, z.B. Blasrohrumlenkstangen, absieht,
die sich aber massefrei bzw. massearm gestalten lassen. Es ist auch
zu beachten, dass der lange Weg zwischen Prägespalt und Schlupfantrieb,
der in der schematischen Zeichnung vorzuliegen scheint, nur zur übersichtlicheren
Darstellung dient und im Grund wesentlich kürzer und umlenkungsärmer ist.
Der Bereich der Materialbahn 13, der mit dem Steuerantrieb 22 beginnt
und mit dem Schlupfantrieb 24 endet, wird im Folgenden
als Nutzungsbereich 27 der Materialbahn bezeichnet. Daran
schließt
sich ein Entsorgungsbereich 28 der Materialbahn 13 an.
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Die
vorstehende Beschreibung des Prägeverfahrens
und der Prägevorrichtung
gilt für
alle im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen und wird für diese
nicht wiederholt. Diese Funktionen, ebenso wie die im Folgenden
noch zu beschreibenden Funktionen der Entsorgungseinrichtung, werden von
Antrieben bzw. Elektromotoren angetrieben und gesteuert, und zwar über elektrische
oder mechanische Steuerungen und Getriebe. Die Antriebe sind mit
(M) symbolisiert. Statt der dargestellten Saugwalzen können auch
Saugbandantriebe verwendet werden, insbesondere für den Schlupfantrieb.
Hierzu wird insbesondere auf die
DE 198 42 585 A und ihre Parallelanmeldungen
ausdrücklich
Bezug genommen.
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Die
Entsorgungseinrichtung 12 nach 1 enthält einen
Speicher 57 mit einer Speicherkammer 30, die für mehrere
parallel zulaufende Materialbahnen 13 gemeinsam oder auch,
insbesondere bei den 5 bis 7, zwischen
diesen unterteilt sein kann. Sie hat eine obere Eintriitsöffnung 31,
in die die flexible Materialbahn 13 vom Schlupfantrieb 24 im wesentlichen
vertikal und unter Schwerkraft einläuft. In der Speicherkammer
ist ein im Folgenden als Träger 32 bezeichnetes
Schlaufenbildungs- und Abtrennglied angeordnet. Es enthält Saug-
und Blasluftkanäle 33a,
b und bildet den Teil einer Halteeinrichtung 34. Dazu hat
es auf beiden Seiten eines Trennschlitzes 35 zwei Halteflächen 36 an
seiner Oberseite. Die Halteflächen 36 zu
beiden Seiten des Trennschlitzes 35 sind jeweils mit einem
der beiden zwischen Saug- und Blasluft umschaltbaren Kanäle 33a, b über Saugöffnungen
verbunden. Der Träger
ist zwischen zwei Stellungen horizontal hin und her beweglich, die
zu beiden Seiten des einlaufenden Materialbahnabschnittes liegen.
In der Zeichnung ist die linke Stellung in ausgezogenen Linien dargestellt
und die rechte Stellung, die daran anschließend eingenommen wird, strichliert
angedeutet.
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Der
Trennschlitz 35 gehört
zu einer Trenneinrichtung 37, die auf beiden Seiten der
Eintrittsöffnung
angeordnete Trennmesser 38 aufweist. Zu beiden Seiten der
Trennmesser sind abgefederte Haltestempel 39 angeordnet,
die mit den Halteflächen 36 zusammenwirken
können.
Dazu und zur Trennung ist das jeweils dem Träger 32 gegenüberstehende Trennmesser
zusammen mit den Haltestempeln 39 durch den Trennantrieb 40 vertikal
beweglich. Obwohl durch die in den Halteflächen 36 vorgesehene Saugöffnungen,
die mit dem Saugluftkanal 33 in Verbindung stehen, die
Halteeinrichtungen dazu in der Lage sind, die Materialbahn dort
zu halten, sorgen die Haltestempel 39 im Zusammenwirken
mit den Halteflächen 36 für eine Einspannung
der Materialbahn, während
das Trennmesser die Folie trennt. Dies ist bei den meisten Trägerfolien
wegen ihrer großen
Elastizität
und Reißfestigkeit
zweckmäßig.
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Der
Träger
einschließlich
seiner Saugluftkanäle
und der Halteeinrichtungen und auch die Trennmesser mit Haltestempeln
können über die
gesamte Breite (senkrecht zur Zeichenebene) durchlaufen, also mehrere
nebeneinander einlaufende Materialbahnen (vgl. Materialbahn 13, 13a)
simultan entsorgen. Die Speicherkammer 30 hat eine seitliche
Austritts öffnung 41,
die an einen Saugluftkanal angeschlossen ist und über die
zu entsorgende Materialbahnabschnitte abgesaugt werden. Sie können dann in
einem Sammelbehälter
gesammelt, z.B. durch eine Presse kompaktiert und einer Material-Wiederverwertung
artenrein zugeführt
werden.
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Anhand
der 1a bis 1e wird im
Folgenden die Funktion der Entsorgungseinrichtung 12 beschrieben.
Dabei sind die Darstellungen auf das für die Funktionsbeschreibung
Wesentliche reduziert.
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1a zeigt,
dass die zu entsorgende Materialbahn 13 vom Schlupfantrieb 24 durch
die Eintrittsöffnung 31 (s. 1)
frei fallend vertikal in die Speicherkammer 30 einläuft. Da
das führende
oder vordere freie Ende 42 der Materialbahn 13 von
der Halteeinrichtung 34 durch Saugluft über den Saugluftkanal 33a und
zusätzlich
von dem Haltestempel 39 auf der Haltefläche 36 festgehalten
ist, bildet sich an der linken Seite der in seiner rechten Stellung
befindlichen Trägers
entlang eine Schlaufe 43, die sich durch die Zufuhr von
weiterer Materialbahn nach unten verlängert. 1a zeigt
ferner, dass der rechte Messerblock 44 von seinem Antrieb 40 herunterbewegt
wurde, so dass vor dem führenden
Ende 42 der Materialbahn diese von dem in den Trennschlitz 35 eingreifenden
Messer 38 durchtrennt wurde. Die strichliert dargestellte
rechte Schlaufe 43' wurde
bisher auch durch Saugluft über
den Saugluftkanal 33b und den Haltestempel 39 festgehalten.
Danach wird sie, wie in ausgezogenen Linien dargstellt, als abgetrennte
Schlaufe 43a abgeworfen ist, die nun frei in den Speicher
hineinfällt
und über
die Austrittsöffnung 41 unter
Saugwirkung aus der Speicherkammer abgesaugt wird. Es werden also
einzelne Materialbahnabschnitte 45 gebildet, die vor der
Abtrennung als Schlaufe vorliegen und danach als abgetrennte, doppelt
liegende Abschnitte entsorgt werden. Dabei wird zum Abwerfen des
Schlaufenabschnittes 43', 43a im Saugluftkanal 33b von
Saugluft auf Blasluft umgeschaltet, so dass die bis dahin festgehaltenen
Enden 46 des abgetrenn ten Materialbahnabschnittes von den
Halteflächen 36 gelöst werden.
Sie werden dann von der an die Austrittsöffnung 41 angeschlossenen Saugluft
erfasst und, wie beschrieben, der Entsorgung zugeführt.
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Da
die Speicherkammer 30 bis auf die Austrittsöffnung und
die Eintrittsöffnung
geschlossen ist (1), entsteht auch in dem die
Eintrittsöffnung 31 bildenden
Kanal sowie in der übrigen
Speicherkammer ein nach unten gerichteter Luftstrom, der die Materialbahnführung und
Schlaufenbildung unterstützt.
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1b zeigt
die Entsorgungseinrichtung in der darauf folgenden Funktionsstellung.
Dabei ist der rechte Messerblock 44 der Trenneinrichtung 37 wieder
in seine obere, unwirksame Ausgangsstellung zurückgezogen worden und der Träger 32 durch
seinen Antrieb 47 in seine Stellung links vom Folieneintritt
verschoben worden. Die vorher auf der linken Seite gebildete Schlaufe 43 wird
mit ihrem führenden Ende 42 immer
noch von der mit Saugluft über
den Kanal 33a beschickten Haltefläche 36 festgehalten und
die Materialbahn legt sich über
die Halteflächen 36 hinweg
auf die nunmehr rechte Seite des Trägers und bildet dort eine neue
Schlaufe 43.
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1c zeigt
jetzt, dass die in 1d auf der linken Seite des
Trägers
hängende
Schlaufe 43 in der gleichen Weise nunmehr vom linken Messer
von der zusammenhängenden
Materialbahn abgetrennt wird. Nach Umschaltung von Saug- auf Blasluft
im Saugluftkanal 33a wird auch diese Schlaufe 43a abgeworfen
und entsorgt.
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1d zeigt,
wiederum nach Rückzug
des linken Messerblocks 44 und Wechsel des Trägers 32 auf
die rechte Seite der einlaufenden Materialbahn, den Beginn der Schlaufenbildung
auf der linken Seite des Trägers 32,
die dann zurück
zu 1a führen würde, womit
den Funktionskreis geschlossen wäre.
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Es
ist vor allem zu erkennen, dass bei dem gesamten Funktionsablauf
im Speicher 57 stets durch die Schlaufe 43 ausreichende
Speicherlänge zur
Verfügung
steht, um den diskontinuierlichen Materialbahntransport durch die
Prägevorrichtung
nicht zu behindern. Dennoch geschieht, wiederum völlig unbeeinflusst
von diesen Bewegungen, die periodische Auftrennung der gesamten
Materialbahn in einzelne Materialbahnabschnitte 45, die
sich wesentlich leichter entsorgen lassen als eine zusammenhängende Bahn.
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Bei 2 entspricht
nicht nur die Prägevorrichtung 11,
sondern auch die Entsorgungseinrichtung 12 bis auf die
im Folgenden herausgestellten Unterschiede denen nach 1.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Träger 32 nicht
horizontal zwischen zwei Stellungen beweglich, sondern mittig etwa
in Verlängerung
der Einlaufebene 48 der Materialbahn in der Speicherkammer 30 angeordnet.
Statt einer Vertikalbewegung der Messerblöcke 44 ist der Träger 32 jedoch
vertikal auf das Messer 38 zu und von diesem weg bewegbar.
Dies wird durch den Trägerantrieb 47a bewerkstelligt.
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Die
Materialbahn 13 läuft
in der Einlaufebene 48 ein, wird dann jedoch durch einen
schwenkbaren Ablenkungskanal 49 seitlich abgelenkt. Der
Ablenkungskanal 49 bildet sich zwischen zwei gemeinsam seitlich
verschwenkenden Bauteilen 50, die von einem Schwenkantrieb 51 betätigt werden
und an ihren, dem Träger
zugewandten Enden jeweils einen Messerblock 44 tragen.
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Die 2a bis 2d zeigen
die den 1a bis 1e entsprechenden
Verfahrensschritte für das
Ausführungsbeispiel
nach 2. In 2a hat sich
auf der linken Seite des Trägers 32 eine
Schlaufe gebildet, die an ihrem vorderen Ende 42 von der linken
Haltefläche 36a festgehalten
wird. Das entgegengesetzte Ende der Schlaufe ist über beide
Halteflä chen 36a, 36b hinweg
gelegt. Beide Kanäle 33a, 33b sind
auf Saugluft geschaltet und auf der rechten Seite des Trägers 32 bildet
sich eine neue Schlaufe 43, da der schwenkbare Verteiler 52 nach
rechts geschwenkt ist und der darin enthaltene Ablenkungskanal 49 die
Materialbahn nach rechts lenkt.
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2b zeigt,
dass nun durch Relativbewegung, hier durch Hochfahren des Trägers 32 über den
Antrieb 47a (2) und nach Eingriff der in 2b der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellten Haltestempel das linke Trennmesser 38 die
Materialbahn 13 dort durchtrennt, wo sie über den Trennschlitz 35 hinweg
verläuft.
Die Saugluft im Kanal 33b beaufschlagt die Haltefläche 36b,
so dass das nunmehrige vordere Ende der Schlaufe 43 festgehalten
ist. Danach wird der Saugluftkanal 33a auf Blasluft umgeschaltet,
so dass der Materialbahnabschnitt 45 in Form der Schlaufe 43', danach 43a auf der
linken Seite frei kommt und abgesaugt werden kann, nachdem der Träger 32 wieder
abgesenkt wurde und die Haltestempel des linken Messerblocks den
abgeschnittenen Materialbahnabschnitt freigegeben haben.
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2c zeigt,
dass nun der Verteiler 52 nach links geschwenkt wurde,
so dass die Materialbahn über
den Träger 32 hinweg
auf die linke Trägerseite gelenkt
wurde und sich dort eine neue Schlaufe 43 bildet, während die
auf der rechten Seite noch mit ihr verbunden ist. Beide Halteflächen 36a,
b sind mit Saugluft beaufschlagt und halten die jeweiligen Enden
der Schlaufe.
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2d zeigt
nun das Abschneiden der rechten Schlaufe 43 durch Hochfahren
des Trägers 32 und
Messereingriff den ausgezogenen Linien gezeigte, abgeworfene Schlaufe 43a wird
aber erst dann frei, wenn der Träger 32 wieder
abgesenkt und der Kanal 33b auf Blasluft umgeschaltet wurde.
Das gleiche gilt für 4b. Der Funktionskreislauf wird durch die
erneute Stellung nach 2a geschlossen.
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In 3 besteht
die Abänderung
gegenüber 1 darin,
dass der Träger 32 einen
Linear/Schwenkantrieb 47d hat, der den Träger um seine eigene
Längsachse
schwenken und jeweils in zwei Stufen quer zur Materialbahnebene
und Einlaufebene 48 verschieben kann. Die Messerblöcke 44 mit Haltestempeln 39 sind,
mit den Messern nach Innen weisend, an den Seiten der Speicherkammer
montiert, d.h. ihre Messer weisen in einer horizontalen Ebene aufeinander
zu.
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3a zeigt
die Situation, dass der Träger 32 sich
in seiner äußersten
rechten Stellung befindet, d.h. er ist gegen den rechten Messerblock 44 gedrückt und
durchtrennt die Materialbahn, die nach horizontalem Herausfahren
aus dem Schneideingriff des Trennmessers 38 und ggf. Abschalten
der Blasluft auf der Seite des Haltefläche 36a die vorher
gebildete Schlaufe 43' abwirft
(43a). Dies geschieht in der Position des Trägers 32,
die in 1 gestrichelt dargestellt ist.
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Danach
wird der Träger,
wie 3b zeigt, nach links verschoben und entgegen dem
Uhrzeigersinn um 180° verschwenkt.
Die Maaaaterialbahn 13 anschließend an die Schlaufe 43,
die sich in 3a gebildet hatte, läuft über die
Trägeroberfläche, die unten
gerundet ist, und hängt
nun, an ihrem freien Ende 43 von der Haltefläche 36b gehalten,
als abzutrennende Schlaufe 43a nach unten, während sich
ihr anderes Ende über
den Träger
hinweg erstreckt. In einer mittleren Position, jedoch rechts vom
Träger, wird
nun eine neue Schlaufe 43 gebildet.
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3c zeigt
spiegelbildlich zu 3a die Situation, dass nunmehr
die vorher gebildete Schlaufe 43' abgeschnitten wird, indem der
Träger
aus seiner in 3b eingenommenen nicht extrem
rechten Stellung in die extrem rechte Position, also in den Schneideingriff,
geschoben wird. Die Schlaufe 43' wird abgeschnitten und nach Zurückziehen
des Trägers 32 vom
Messerblock 44 aus der Schneidposition in die in 1 in
ausge zogenen Linien gezeigte halbrechte Posistion abgeworfen. Aus
dieser Position erfolgt dann die Verschiebung nach rechts und die Verschwenkung
des Trägers 32 im
Uhrzeigersinn um 180° in
die Halb-Rechts-Position,
in der die rechte Schlaufe 43 sich in Abtrennposition befindet
und sich die neue Schlaufe 43 in der Speicherkammermitte bildet
(3d). Von da setzt sich der Funktionszyklus mit
der Position nach 3a fort.
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Die
jeweilige Beschickung der Halteflächen 36a, b über die
Seitenkanäle 33a,
b mit Saug- bzw. Blasluft ist aus den Bezeichnungen s für „saugen" sowie b für „blasen" aus den Zeichnungen
zu entnehmen, worauf ausdrücklich
Bezug genommen wird. Dies gilt für
die gesamte Anmeldung, auch für
die Pfeildarstellungen, die die Bewegungsrichtungen und -arten zeigen.
Es wird bemerkt, dass insbesondere bei 3 aufgrund
der normalerweise vertikalen Positionierung der Halteflächen 36 und
der Schwenkbewegung unter Umständen
auf die Verwendung von Blasluft verzichtet werden kann, weil die
Saugwirkung nicht zu stark zu sein braucht oder gar ganz unterlassen
werden kann. Die gänzlich senkrecht
hängenden
Schlaufen 43 werfen sich unter Umständen selbst ab.
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4 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Wandung der Speicherkammer, anschließend an eine schachtartige
Eintrittsöffnung 31,
einem drehbaren Stern oder Rad angepasst ist. Es ist hier ein vierarmiger
Stern oder eine Art Zellenrad 32a gezeigt, dessen Arme 53 zwischen
sich Speicherzellen 54 bilden, die mit einem Auswerfer 55 ausgekleidet sind,
der nahe dem äußeren Ende
des Arms um eine Lagerung 56 schwenkbar gelagert ist, im übrigen aber
der Form der Speicherzelle angepasst ist. Am Ende jedes Arms befindet
sich ein Trennschlitz 35, der zum Zusammenwirken mit einem
Trennmesser 38 vorgesehen ist, das an einem Messerblock 44 zusammen
mit den bereits beschriebenen Haltestempeln 39 in die Wandung
der Speicherkammer eingesetzt ist und von seinem Trennantrieb 40 in
Richtung des Trennmessers betätigbar
ist.
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Das
damit durchzuführende
Verfahren ist wie folgt: Die Materialbahn 13 fällt unter
Schwerkraft vom Schlupfantrieb 24 durch die Eintrittsöffnung in
eine unterhalb der Eintrittsöffnung
angeordnete Speicherzelle 54 des in dieser Position stillstehenden
Trägerrades 32a.
Die Materialbahn legt sich darin selbst in ungeordneten, zumindest
aber nicht ganz exakt geordneten losen Schlaufen jeweils übereinander
leporelloartig ab. Es kann eine große Länge von Materialbahn 13 in
einer Zelle als Materialbahnabschnitt 45 in Form eines
Packens 60 aufgenommen werden. Wenn dann das Trägerrad 32a weitergeschaltet
wird, dann legt sich die Materialbahn über das äußere Ende eines Armes 53 und
damit auch über
den Trennschlitz. Dies geschieht in 4 durch
Weiterschaltung des Trägerrades 32a um
90° im Uhrzeigersinn.
Es bildet sich nun ein Packen 60 in der nächsten Speicherzelle 54.
Währenddessen
wird durch Betätigung
des Trennantriebes 40 der Messerblock 44 in die
Speicherkammer hinein und damit das Trennmesser 38 in den
Trennschlitz 35 bewegt, nachdem die Haltestempel 39 beidseitig
des Trennschlitzes die Materialbahn festgeklemmt haben. Die Materialbahn wird
durchtrennt.
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Beim
nächsten
Weiterschalttakt wird der Packen 60, der auf beiden Seiten
freigeschnitten ist, aus der in 4 weitgehend
nach unten weisenden Speicherzelle ausgeworfen. Dabei klappt der
Auswerfer 55 mit heraus und sorgt für ein problemloses Auswerten,
was bei vielen dünnen
Kunststofffolien zweckmäßig ist,
da sie dazu neigen könnten,
durch elektrostatische Aufladung an den Wänden der Speicherzelle zu haften.
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Die
Absaugung über
die Austrittsöffnung 41 ist
wie vorher beschrieben.
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5 zeigt
eine Entsorgungseinrichtung 12, beginnend kurz vor dem
Ende des Nutzungsbereichs 27, der an dem Schlupfantrieb 24 endet.
Die Entsorgungseinrichtung 12 enthält als Speicher 57 eine
Anzahl von nebeneinander liegenden Speicherkammern 30 für zahlreiche
parallel zueinander verlaufende Materialbahnen 13, die
mit unterschiedlichen durchschnittlichen und effektiven Zufuhr-Bahngeschwindigkeiten
ankommen und deren Bahn-, Vor- und Rücktransportverhältnisse
sehr unterschiedlich sein können.
Vom Schlupfantrieb 24 laufen die Materialbahnen 13 jeweils
in eine Speicherkammer 30, die eine Breite hat, die etwas
größer ist
als die der Matrialbahn, jedoch so, dass die Seitenwände 61 der Speicherkammer
die Materialbahn und den zur Speicherung gebildeten Materialbahnabschnitte 45 in Form
von Packen 60 führen
können.
Als Eintrittsöffnung
kann die gesamte obere Seite der Speicherkammer dienen. Die Seitenwände 61 der
Speicherkammer enden mit Abstand zu dem Boden 62 der Speicherkammer.
In dem dazwischen gebildeten Spalt wird eine Bahn 63 eines
Hüllmediums
geführt, das
von einer Vorratsrolle 64 abgewickelt und hinter dem Austritt 41 aus
der Speicherkammer zusammen mit dem Materialbahnpacken 60 zu
einer entsorgenden Rolle 65 aufgewickelt wird, das über die
Rolle 65 ggf. von einem Motor gedreht um einen Kern aufgewickelt.
Wie 5 zeigt, sind die Seitenwände 61 entsprechend
der Form des Wickels bzw. Rolle 65 ausgeschnitten.
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Hier
bildet sich also ein Packen aus ungeordneten, weitgehend übereinander
liegenden losen Schlaufen leporelloartig, also jeweils mit aufeinander folgenden
Biegungen oder Falzungen in einander entgegengesetzten Richtungen.
Es ist zu erkennen, dass dieser Packen 60 eine sehr große Länge an Materialbahnen
speichert, der auch bei längeren
Rückzugbewegungen
der Materialbahn vom Entsorgungsbereich 28 wieder spannungs-
und verformungsfrei in den Nutzungsbereich 27 zurückgezogen
werden kann. Es wird eine sehr kompakte Entsorgungseinrichtung 12 geschaffen,
mit der ein ebenfalls sehr kompakter Wickel in Form einer Rolle 65 erzeugt wird,
ohne dass dabei die Probleme herkömmlicher Wickel auftreten,
die in der kaum zu lösenden
Beherrschung unterschiedlicher Bahnlängen und Transportfrequenzen
bei mehreren parallel verlaufenden Bahnen auftreten.
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6 zeigt
eine Vorrichtung, die bis auf die Ausbildung und Funktion des Wickels 65 mit
der nach 5 übereinstimmt. Auch hier bilden
sich alle Packen 60 von parallel zueinander verlaufenden
zu entsorgenden Materialbahnen 13 auf einer Verpackungsbahn 63,
die von einer Vorratsrolle 64 abgezogen, unter den einzelnen
Speicherkammern 30 entlanggezogen und schließlich wieder
zusammen mit den Packen 60 aufgewickelt wird. Dies geschieht
jedoch auf einem Schräg-
oder Konuswickel 66, der sich dadurch bildet, dass die
von einem Antrieb 67 drehend angetriebene Achse 68 um
mehrere Grad vom 90° abweichenden
Winkel gegenüber
der Zulaufrichtung der Bahn 63 bildet. Dadurch wandert
der Wickel 66 entsprechend dem Schrägstellungswinkel in Richtung
des Pfeils 69 aus der Entsorgungseinrichtung heraus und
die Verpackungsbahn 63 umhüllt den mit dem zu entsorgenden
Material gefüllten
Wickel wendelförmig,
jedoch überlappend.
Im Betrieb würde
also der Wickel 66 dauernd weiter in Richtung des Pfeils 69 wachsen.
Es ist jedoch sinnvollerweise eine Ablängeinrichtung 70 vorgesehen,
die hier durch ein schwenkbares Messer 61 symbolisiert
ist, das den Wickel in einzelne Stücke 62 abteilt. Diese sind
leicht transportabel und können
so dem Recycling zugeführt
werden.
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Die
gegenseitige Abstimmung zwischen der im Antrieb der Entsorgungseinrichtung
und der Arbeitsgeschwindigkeit der Prägevorrichtung ist weitgehend
unkritisch. Voraussetzung ist lediglich, dass die Entsorgung, also
der Antrieb des Wickels, so ist, dass sich bei der „langsamsten" Materialbahn 13 überhaupt
ein Packen bildet, um die benötigte
Speicherkapazität
sicherzustellen, und die andere Grenze ist die Dicke des Wickels.
Dazwischen kann die Geschwindigkeit so eingerichtet wer den, dass
die Entsorgung auch unter Berücksichtigung
des Verbrauchs an Hüllfolie 63 optimal
ist.
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7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
das wiederum bezüglich
der Speicherkammern 30 und ihrer Funktion, insbesondere
bei der Bildung der Packen ähnlich
arbeitet wie die nach 5 und 6. Hier
wird jedoch keine Hüllfolie
im Bereich der Kammern zugeführt,
sondern der Kammerboden 62 ist so stark geneigt, dass der
Packen 60, wenn er am Austritt 41 aus der Speicherkammer 30 abgezogen
wird, von allein in Richtung darauf nachrutscht. An den Boden 62 schließt sich
der rund nach oben gebogene Mantel 73 eines Stopfwicklers 74 an.
Der Mantel 73 bildet eine konische Hülse, die sich in Richtung des Wickelaustritts,
d.h. in Richtung des Pfeils 69, erweitert, um das durch
die Aufnahme jeweils weiterer Packen 60 in dieser Richtung
zunehmende Volumen des Wickels zu berücksichtigen. Auch hier ist
die Achse 68, u.a. auch bedingt durch die Konizität des Mantels 73,
unter einem Winkel gegenüber
der Senkrechten zur Ausrichtung der Zellenwände 61 angestellt.
Der Antrieb 67 wirkt auf einen Stopfer 75 ein, der
zum Aufwickeln, in 7 im Uhrzeigersinn, gedreht
und gleichzeitig entsprechend dem Doppelpfeil 76 in Richtung
der Achse 68 hin und her bewegt wird. Der Stopfer selbst
hat sich zu seinem freien Ende hin verjüngende Flügel 77, die also dem
Stopfer 65 eine im Effekt der Konizität des Mantels entgegengesetzte Konizität verleihen.
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Am
Ausgang des Stopfwicklers 74 ist eine Vorratsrolle 78 für ein Hüllband 79 angeordnet,
das den Wickel wiederum durch eine Schrägstellung wendelartig überlappend
umgibt. Es ist ferner eine Ablängeinrichtung 70 wie
in 6 vorgesehen.
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Die
Funktion ist wie folgt: Die sich in den Speicherkammern 30 bildenden
Packen 60 rutschen in Folge der Schräge des Bodens 62 der
Speicherkammer in Richtung auf die Austrittsöffnung 41 und gelangen
so in das Innere 80 des Stopfwicklers. Sie werden von den
Flügeln 77 des
Stopfers 65 erfasst und auf diesen heraufgewickelt. Der
Stopfer wird dann zurückgezogen,
d.h. in 7 nach rechts vorn. Das relativ
elastische Material wird den dadurch um den Stopfer herum frei werdenden
Raum sofort einnehmen, so dass beim Wiederhineindrücken des Stopfers
der gesamte sich bildende Wickel 66 in Richtung 69 weitergeschoben
wird. Drehzahl und Oszillationsfrequenz des Stopfers werdem dem
Anteil von zu entsorgender Materialbahn angepasst und auf diese
Weise entsteht ein Wickel 66 der gewünschten Dichte, der durch das
wendelförmig
aufgewickelte Hüllband
ummantelt ist. Die Ablängeinrichtung 70 schneidet
mit ihrem Messer 71 die einzelnen Abschnitte oder Stücke 72 ab
und schiebt sie durch einen entsprechenden Antrieb in Richtung des Pfeils 81 vom
Wickel axial zum Abtransport weg.
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Es
ist zu erkennen, dass damit eine besonders einfache und leistungsfähige Entsorgungseinrichtung
geschaffen wird, die große
Mengen der zu entsorgenden Materialbahn in leicht zu handhabenden
Abschnitten sortenrein zur Verfügung
stellen kann, so dass eine einfache Wiederverwertung möglich ist.