DE1812396B2 - Vorrichtung zur repetierenden bearbeitungs von materialbahnen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen, bei welcher einer Bearbeitungsstation periodisch eine vorbestimmbare Bahnlänge zugeführt wird, mit einem vor der Bearbeitungsstation angeordneten, Schwingbewegungen in Bahnlängsrichtung um eine Schwenkachse ausführenden Transportwalzenpaar zur Bildung einer auf den Materialbedarf der Bearbeitungsstation während einer Arbeitsperiode abgestimmten Vorratsschleife, dessen Antrieb über ein konzentrisch zu seiner Schwenkachse liegendes Zahnrad erfolgt.

Durch die USA.-Patentschrift 2 275 064 ist es bekannt, bei einer Vorrichtung, die eine Materialbahr in einzelne Abschnitte zerschneiden soll, Transport· walzen vorzusehen, die an einem Schwenkarm befe· stigt sind, Die Rotationsgeschwindigkeit der Trans· portwalzen und die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarmes sind so aufeinander abgestimmt, daH die Materialbahn während des Anhebens des Schwenkarmes ausgangsseitig nahezu stillsteht, um den Schneidvorgang mit Hilfe des quer zur Bahnrichtung bewegten Trennmessers bei stillstehender Materialbahn durchführen zu können. Soll mit einer derartigen Maschine siets nur eine bestimmte Werkstückgröße verarbeitet werden, so kann die Maschine bereits bei der Konstruktion so ausgelegt werden, daß die Geschwindigkeiten und Bewegungen der einzelnen Teile so aneinander angepaßt sind, daß sich die gewünschte Betriebsweise ergibt. Schwierigkeiten treten jedoch dann auf, wenn mit variablen Schnittlängen gearbeitet werden soll. Bei einer Änderung dei Schniltlänge muß die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarmes und die Rotationsgeschwindigkeit dei Transportwalze verändert werden. Außerdem ist es erforderlich, die Schwenkamplitude zu verstellen, weil während jedes Schneidzyklus nunmehr eine andere Bahnlänge anfällt, die zwischen der Transportwalze und dem Messer gespeichert werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen so zu verbessern, daß sie sich bei einer Veränderung dei Werkstückabmessungen leicht umrüsten läßt, ohne daß zeitraubende Einstellvorgänge und Probeläufe erforderlich wären. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Bearbeitungsstation mit mindestens einer mit konstanter Geschwindigkeit rotierenden, auf die Materialbahn einwirkenden Werkzeugtrommel die das Transportwalzenpaai tragenden Schwingarme von einer exzentrisch an dei Werkzeugtrommel angelenkten Verbindungsstange angetrieben sind, daß das Transportwalzenpaar und die Werkzeugtrommel einen gemeinsamen Antriet besitzen, wobei zwischen diesem Antrieb und dem Transportwalzenpaar oder zwischen diesem Antriet und der Werkzeugtrommel ein Getriebe mit verstellbarem Übersetzungsverhältnis vorgesehen ist.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Verwendung in der Verpackungsindustrie. Die Vorrichtung wird mit einem Vorrat unbedruckten odei bedruckten) Materials bestückt.

Der Begriff »veränderliche Repetierlänge« bedeutet im Rahmen der Beschreibung und Ansprüche, daf! die Vorrichtung so eingestellt werden kann, daß mil ihr jede beliebige Bahnlänge im Arbeitsbereich dei Maschine geschnitten werden kann. Aus dem dei Maschine zugeführten Material muß in Vorschubrichtung eine wählbare Bahnlänge abgeschnitter werden können. Wenn die Materialbahn einei Schneid-Falzvorrichtung zugeführt wird, muß diesel Abschnitt mit einem stets wiederkehrenden Mustei bedruckt werden, wobei beispielsweise alle 63 cm eir Druckmuster auf die Bahn aufgebracht wird.

Die Bahn ist somit zwischen den rotierender Transportwalzen so eingespannt, daß kein Schlup] zwischen ihr und den Transportwalzen entsteht Diese feste Führung ermöglicht ein genaues und sicheres Arbeiten. Bei jedem Arbeitszyklus müssen lediglich die verhältnismäßig kleinen Transportwalzer zusammen mit der Bahn bewegt werden, so daß die

Durchführung der Schwingbcwegiing verhältnismäßig vvenifc Energie erfordert. Die Transportwulzen werden außerdem entlang des durch das Zahnrad als Führungsmittel vorgegebenen Transportweges der Bahn transportiert, und sie haben daher lediglich die Aufgabe mit ihrer Drehbewegung einen gleichmäßigen ßahnvorschub zu erzeugen, der durch die Schwingbewegung des gesamten Transporlwalzenpaares sinusförmig verändert v/ird.

Trommeleinstellung einerseits entsprechend der Dicke des zu verarbeitenden Materials vorzunehmen und andererseits die Werkzeuge 22 und 28 phasenmäßig zu synchronisieren,

Das Zwischenrad 1.4 kämmt zusätzlich mit dem Eingangsrad 30 eines stufenlos einstellbaren Getriebes 32. Da dieses Getriebe 32 einen begrenzten Übertragungsbereich hat, ist zusätzlich ein Satz von Wcchselrädern 34 A, 34 ß ... usw. vorgesehen, von denen

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es jo wahlweise die Ausgangsenergie des Getriebes 32 ab

möglich, variable Repetierlängen zu erzeugen und dabei mit Höchstgeschwindigkeiten zu arbeiten. Die Bewegungsvorgänge des Systemes beschränken sich zumeist auf Rotationsbewegungen, und die Materialzuführung erfolgt kontinuierlich. Die Werkzeuge können auf fest eingebauten Trommeln mit einem für alle Abschnittlängen gleichbleibenden Durchmesser montiert sein, und zwar in verschiedener Länge. Damit ist es nicht mehr notwendig, die Trommeln auszuwech-

genommen weiden kann. Von den Wechselrädern ist nur jeweils eines in Funktion.

Zur Einstellung auf die verschiedenen Durchmesser dieser Wechselräder dient ein Zwischenrad 36, das auf dem Schwenkhebel 38 gelagert ist, Der Schwenkhebel 38 ist an der Halterung 40, die ihrerseits auf der Welle 52 gelagert ist, befestigt, Eine mit dem Zwischenrad 36 verbundene Gabellasche 42 ist mit der sich durch den Gewindebolzen 46 erstrecken

sein, um einen neuen Trommelumfang nutzbar zu ao den Stellschraube 44 verbunden. Der Gewindebolzen machen, wenn sich die Länge der zu erzeugenden 46 ist am Rahmen 5 der Vorrichtung drehbar gela-Abschnitte, d. h. die Repetierlänge, ändert. Ein wei- gert. Auf diese Weise kann das Zwischenrad 36 terer Vorteil besteht darin, daß das Bahnmaterial mit durch Verdrehen der Stellschraube 44 von der in der erfindungsgemäßen Vorrichtung in gleich vorteil- durchgezogenen Linien dargestellten Stellung in die hafter Weise, ohne einen übermäßigen Anteil an Ver- 25 Position 36 A gebracht werden, die gestrichelt dargeschnitt zu erzeugen, zur Herstellung unregelmäßiger stellt ist, um sich entweder dem Wechselrad 34 A mit Muster verwendet werden kann und daher sehr wirt- dem größten Durchmesser oder demjenigen 34 B mit

dem kleinsten Durchmesser des Wechselgetriebes anpassen zu können.

Das Zwischenrad 36 steht ferner mit dem mit der Welle 52 rotierenden Zahnrad 48 in Eingriff, und an der Welle 52 sind ferner Schwingarme 50 befestigt, die ein paar schwingende Antriebsrollen 54 und 60 tragen. Die obere schwingende Antriebsrolle 54 ist

schaftlich arbeitet.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 enthalten.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren an einem Alisführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht der

Vorrichtung, aus de·· die für die Herstellung einer va- 35 mit dem Zahnrad 56 verbunden, das einerseits mit

riablen Repetierlänge erforderlichen Baugruppen ersichtlich sind;

Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 zeigen in schematischer Folge die Bewegungszustände während eines Arbeitszyklus der Vorrichtung nach Fig. 1;

F i g. 7 zeigt in Form einer Kurve das Anwachsen der Bahngeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel der Schneid-Falt-Vorrichtung nach der Erfindung, und

dem Zahnrad 48 kämmt und andererseits mit dem Zahnrad 58 der unteren Antriebsrolle 60. Das Übersetzungsverhältnis der beiden Antriebsrollen ist 1:1.

Von dem zwischen den Schwingarmen 50 angebrachten Lagerbolzen 64 erstreckt sich eine Verbindungsstange oder Kurbel 62 zur Kurbelscheibe 66 und ist an dieser mit einem Kurbelbolzen befestigt. Diese Kurbelscheibe 66 ist mittels Schrauben 70 an

Fig. 8 zeigt schematisch eine besondere Art der ₄₅ der Stirnseite der Werkzeugtrommel 20 befestigt. Die Steuerung. Befestigung ist in Umfangsrichtung an den Bogen-

In F i g. 1 ist mit der Bezugsziffer 10 die gesamte schlitzen 68, die unter den Schrauben 70 verschieb-Vorrichtung zur Erzeugung einer variablen Repetier- lieh sind, einstellbar, so daß der relative Phasenwinlänge bezeichnet. Diese Vorrichtung 10 soll zunächst kel zwischen der Bewegung der Kurbel 62 und der allgemein und nachfolgend detailliert an Hand ihrer 50 Drehung der Werkzeuge 22 eingestellt werden kann. Hauptfunktionsgruppen beschrieben werden. Ferner ist das Langloch 72 vorgesehen, an dem der

Am Rahmen S ist der Haupt-Maschinenantrieb 12 Kurbelbolzen befestigt ist, so daß die Hublänge der befestigt, ein hier nicht näher zu beschreibender An- Kurbelbewegung an diesem Langloch einstellbar ist. trieb, dessen Antriebsgeschwindigkeit wählbar ist. Mit der Bezugsziffer 74 ist ein bei 76 am Maschinen-Das Hauptantric.bsrad 13 des Maschinenantriebs 12 55 rahmen S angebrachter Dämpfungszylinder bezeicharbeitet mit dem auf der Welle 16 montierten Zwi- net. Seine Kolbenstange 78 ist an den Schwingarmen schenrad 14 zusammen, das wiederum mit dem mit 50 mit einem Verbindungsstift 80 angebracht. Mit 82 der oberen Werkzeugtrommel 20 zusammenhängen- sind Antriebsrollen bezeichnet, die dazu dienen, die den Zahnrad 18 kämmt. Die Werkzeugtrommel 20 Materialbahn W in Pfeilrichtung zu fördern,
trägt Werkzeuge 22 für den Schneid- oder Faltvor- 60 Um die Materialbahn zwischen die schwingenden gang. Antriebsrollen 54 und 60 zu transportieren, sind zu

sätzlich Führungen 84 und 88 vorgesehen, die ein Bett für die Materialbahn W bilden und diese zwischen die Werkzeugtrommeln 20 und 26 einführen.

Tn die Verzahnung des Zahnrades 18 greift ein weiteres Zahnrad 24 in einem Übertragungsverhältnis
von 1 :1 ein. Dieses ist mit der unteren, die Werkzeuge 28 tragenden Werkzeugtrommel 26 verbunden. 65 Die Führung 88 ist in einem geeigneten Radius gebo-Diese untere Werkzeugtrommel 26 ist vertikal, in gen, um die Bewegung der Schwingarme nicht zu be

Längsrichtung und in Umfangsrichtung durch hier nicht dargestellte Justiermittel einstellbar, um die

hindern, und die schwingende Antriebsrolle 60 ist mit einer Nut 90 versehen, die zur Aufnahme der Fiih-

rung 88 dient. Auf der gesamten Länge der Führung 88 wird ein Unterdruck aufrechterhalten, während an der anderen Führung 84 ein Überdruck erzeugt wird. Beide Drücke wirken auf die Materialbahn W über nicht dargestellte offene Schlitze oder Perforationen in den Führungen.

Mit dem stufenlos verstellbaren Getriebe 32 ist ein Sensor 86 verbunden, der in bekannter Weise von auf die Materialbahn W aufgedruckten, von z. B. lichtelektrischen Wandlern erfaßbaren Marken erregt wird. Die Signale des Sensors 86 werden dem stufenlosen Getriebe 32 zugeführt, um dessen Ausgangsgeschwindigkeit nachzuregeln und Fehleinstellungen zwischen den aufgedruckten Marken der Materialbahn W und den Werkzeugen 22 und 28 zu korrigieren.

Die Führung 84 ist so geformt, daß !>ie die Bildung einer ersten Vorratsschleife der Materialbahn W an vorbestimmten Zeiten im Arbeitszyklus gestattet. Während des Arbeitszyklus wird diese erste Schleife über dem hinteren Ende der Führung 88 gebildet, wie es in F i g. 2 bzw. 4 dargestellt ist. In den F i g. 5 und 6 ist die erste Vorratsschleife wieder hergestellt, während F i g. 3 die Vorrichtung 10 zu Beginn des Schnittes zeigt.

Die für die Benutzung in der Schneid-Falt-Vorrichtung 10 vorgesehenen Werkzeuge 22 und 28 sind nach bekannten Verfahren entweder geätzt oder gefräst; die Erfindung ist jedoch selbstverständlich nicht an die Verwendung derartiger Werkzeuge gebunden. Normalerweise sind herkömmliche Rotationswerkzeuge, wie sie für die Herstellung von Milchbehältern verwendet werden, vollkommen ausreichend und können auf die Trommel 20 und 26 montiert werden.

Vor diesen Werkzeugtrommeln 20 und 26 sind, wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 erwähnt, zwei schwingende Antriebsrollen 54 und 60 an Schwingarmen 50 angebracht, die ihrerseits an der schweren Welle 52 befestigt sind, um sicherzustellen, daß die Antriebsrollen 54 und 60 hin und her schwingen und dabei parallel zu den Werkzeugtrommeln 20 und 26 bleiben.

Die schwingenden Antriebsrollen 54 und 60 sind über Zahnräder miteinander verbunden und werden von dem auf der zuvor genannten Welle 52 montierten großen Zahnrad angetrieben. Wenn die beiden Antriebsrollen 54 und 60 an ihren Schwingannen 50 um die Welle 52 herum hin und zurück schwingen, so schwingen ebenfalls ihre Zahnräder um das große Zahnrad 48 herum hin und zurück. Dies bedeutet, daß die Materialbahn W, die von den beiden schwingenden Antriebsrollen 54 und 60 ergriffen wird, mit einer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, die der Summe von Rotationsgeschwindigkeit des Zahnrades 48 und der zusätzlichen durch Rotation der abrollenden Zahnräder 56 und 58 um das große Zahnrad 48 entstehenden Geschwindigkeit plus der linearen Vorwärtsbewegung der schwingenden Antriebsrollen 54 und 60 entspricht, so daß ein zeitlicher Bewegungsablauf entsteht, der der Summe einer der mittleren Geschwindigkeit der Materialbahn W entsprechenden Konstantgeschwindigkeit und einer überlagerten sich etwa sinusförmig ändernden Geschwindigkeit entspricht, die sich während einer Umdrehung der Werkzeugtrommeln 20 und 26 einmal aufwärts und abwärts bewegt, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Die Erzeugung dieses sinusförmigen Verlaufes in einer Periode während einer Umdrehung der Werkzeugtrommeln 20 und 26 wird dadurch erreicht, daß die Schwingarme 50, auf welchen die Antriebsrollen 54 und 56 gelagert sind, mit dem Kurbelzapfen der Werkzeugtrommel 20 verbunden sind.

Es sollte darauf hingewiesen werden, daß das große Zahnrad 48, das als Antriebsrad benutzt wird, und das ebenfalls auf der Welle 52 befestigt ist, auch von den gleichen Zahnrädern und dem gleichen stufenlosen Getriebe 32 und den Rädern 30, 14 und 13 angetrieben ist, wie die beiden Werkzeugtrommeln 20 und 26. Dies gestattet es, die Geschwindigkeit des Zahnrades 48 zu verändern und damit die mittlere Zuführungsgeschwindigkeit der beiden Antriebsrollen 54 und 60 durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des Wechselgetriebes und des stufenlosen Getriebes 32 zu verändern.

Es sei nun auf Fig. 7 Bezug genommen, wo als Beispiel die Verhältnisse dargestellt sind, die sich ergeben, wenn die Haupttrommeln 20 und 26 mit einer solchen Geschwindigkeit umlaufen, daß eine Umlaufgeschwindigkeit für die Werkzeuge 22 und 28 von 299 m pro Minute entsteht. Beträgt beispielsweise die abzuschneidende Repetierlänge der Bahn 146 cm, so muß das Übersetzungsverhältnis an dem Getriebe 32 so eingestellt werden, daß eine mittlere Vorschubgeschwindigkeit der Vorrichtung 10 von 229 m pro Minute und damit eine entsprechende Oberflächengeschwindigkeit der Antriebsrollen 54 und 60 entsteht. Daraus ergibt sich eine Zuführungsgeschwindigkeit der Materialbahn W relativ zu den Werkzeugen 22 und 28 von 70 m pro Minute. Diese Geschwindigkeit von 70 m pro Minute wird zur Geschwindigkeit der Materialbahn W während der Vorwärtsschwingbewegung der Antriebsrollen 54 und 60 um die Welle 52 addiert. Daraus ergibt sich, daß im Augenblick des Beginnens des Schneidvorganges die Materialbahn W gerade an der Schnittkante zwischen die Werkzeugtrommeln 20 und 26 mit im wesentlichen der Oberflächengeschwindigkeit der Schneidwerkzeuge 22 und 28 eingeführt wird.

Soll die Vorrichtung 10 eine Repetierlänge von 73 cm liefern, so ergibt sich natürlich daraus die Notwendigkeit, die Länge der Schneidwerkzeuge 22 und 28 auf den Trommeln 20 und 26 zu verändern und solche Werkzeuge zu verwenden, die 73 cm lang sind. Die unterschiedliche Schnittlänge wird dadurch erzielt, daß lediglich die Längen der Schneidmuster auf den Werkzeugen 22 und 28 ausgewechselt werden.

Es sei nun angenommen, daß auf den Werkzeugtrommeln 20 und 26, Werkzeuge 22 und 28 mit einer Schnittlänge von 73 cm montiert sind. Die Zahnräder können nun zusammen mit einer Verstellung des stufenlos regelbaren Getriebes 32 gewechselt werden, um eine Bahngeschwindigkeit von 114 m pro Minute zu erzielen. Das ergibt, wenn die Werkzeugtrommeln 20 und 26 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 299 m pro Minute rotieren, einen Geschwindigkeitsunterschied von 185 m pro Minute zwischen der Werkzeuggeschwindigkeit und der Bahngeschwindigkeit. Die Bewegung der Schwingarme 50 kann eingestellt werden, um die Addition der 185 m pro Minute dadurch zu erreichen, daß sich die schwingenden Antriebsrollen 54 und 60 mit einer entsprechenden Geschwindigkeit vorwärts bewegen, so daß die Materialbahn W auch hier gerade in dem Anfangsbercich der Schneidwerkzeuge 22 und 28 zwischen die Werkzeugtrommeln 20 und 26 eingeführt wird, und zwar mit 299 m pro Minute.

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Der durch die schwingenden Antriebsrollen 54 und Antrieb und den Antriebsrollen 82, 54 und 60 ein re-SO durchgeführte Korrekturvorgang und die Auswir- lativ langes freies Ende der Materialbahn W zu den klingen auf die Materialbahn W können dadurch ein- Werkzeugtrommeln 20 und 26 vorgeschoben wird, gestellt werden, daß ein bestimmter Punkt auf der Aus diesem Grunde sind entlang der Führungsspuren Geschwindigkeitskurve der F i g. 7 ausgewählt wird. 5 der Materialbahn W Vakuumschienen 88 zwischen Dies kann durch Bewegen des Kurbelzapfens, der den Antriebsrollen 54 und 60 und den Werkzeugstirnseitig an der Werkzeugtrommel 20 angebracht trommeln 20, 26 angebracht, und diese Schienen sind ist, bewirkt werden. Die Winkelstellung des Kurbel- mit einer perforierten Oberfläche versehen, durch die zapfens im Verhältnis zur Anfangskante der Werk- ein leichter Sog auf das Material einwirkt. Dieser Sog zeuge 22 und 28 kann dadurch verändert werden. io ist so bemessen, daß er gerade stark genug ist, um die Das bedeutet letzten Endes, daß die Materialbahn W Materialbahn W fest auf der Oberfläche der Führung zwischen die Werkzeuge 22 und 28 auf einem höhe- zu halten, so daß sie noch frei gleiten kann. Das hat ren Punkt der Geschwindigkeitskurve der Schwingbe- die Wirkung, daß die Materialbahn W in einer defiwegung eingeführt wird, um eine größere Korrektur- nierten Lage gehalten wird, und es wird eine solche geschwindigkeit zu erreichen, wie sie für kurze 15 Kraft auf die Materialbahn W ausgeübt, daß ein Auf-Schnittlängen benötigt wird. Die Kurbel kann auch bäumen des Materials verhindert wird, wenn das vorverstellt werden, um die Materialbahn W entspre- dere Ende der Materialbahn W gegen die Angriffschend einem tieferen Punkt der Geschwindigkeits- fläche der Werkzeuge 22 und 28 bewegt wird. Zukurve zwischen die Werkzeuge 22 und 28 einzufügen, sätzlich kann die Führung in Form einer sanften wie z. B. einem Punkt am Ende des Hubbereiches, 20 Kurve gebogen sein, um die Stabilität der Materialwenn die Vorwärtsbewegung der schwingenden An- bahn zu vergrößern.

triebsrollen 54 und 60 entsprechend geringer gewor- Wie bereits erwähnt, ist ein zweites Paar von Anden ist. Dies würde dann der Fall sein, wenn eine lan- triebsrollen 82 vorgesehen, das dazu dient, das Vorgere Schnittlänge vorgeschoben werden soll, handensein einer freien Vorratsschleife vor den

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Vor- 25 schwingenden Antriebsrollen 54, 60 immer zu gerichtung 10 erzeugt die Kurbel oder Steuerstange die währleisten. Die zweiten Antriebsrollen 82 können Schwingbewegung der Antriebsrollen 54 und 60, und die Materialbahn beispielsweise von einer ersten sie ist an der Stirnseite der rotierenden Werkzeug- Rolle oder einer anderen Materialquelle abziehen, trommel 20 montiert. Natürlich ist es nicht notwen- Das Material kann dann durch eine seitliche Führung dig, daß die Kurbel dort angebracht ist; sie könnte 30 und eine Kontrollstation zur Messung der Zugspanauch an jedem anderen Zahnrad der gesamten Zahn- nung geführt sein. Derartige Vorrichtungen sind in radüberselzung, das eine Umdrehung pro Umdrehung der Industrie gebräuchlich, und sie können von den der Werkzeugtrommel 20 vollführt, angebracht sein. Antriebsrollen 82 mit angetrieben sein, um die Im vorliegenden Falle wurde der Einfachheit halber Schleife zu erzeugen. Weiterhin kann ein Schleifabtaeine Kurbelbewegung zur Steuerung der Stange oder ₃₅ ster 100 vorgesehen sein, der das Vorhandensein der Kurbel 62, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, benutzt, Schleife und ihre Sollgröße ständig überwacht, so daß es ist jedoch ebenso möglich, die Schwingarme 50 bei einer Vorwärtsbewegung der Antriebsrollen 54 durch einen Nockenmechanismus oder andere be- und 60 stets eine hinreichende Länge freien Materials kannte Steuervorrichtungen anzutreiben. zum Nachziehen und zur Einführung in die Werk-

Es könnte auch eine geradlinige Vor- und Rück- 40 zeugtrommel 20, 26 zur Verfügung steht,
wärtsbewegung für die Antriebsrollen 54 und 60 an Diese zweiten Antriebsrollen 82 werden unabhän-Stelle der Schwingbewegung um die Welle 52 vorge- gig angetrieben, und ihre Geschwindigkeit kann der sehen sein. In einer solchen Vorrichtung würden die Arbeitsgeschwindigkeit der gesamten Vorrichtung 10 die Antriebsrollen treibenden Zahnräder mit einer an angepaßt sein. Die Fördergeschwindigkeit der Ander Vorrichtung befestigten Zahnstange in Eingriff 45 triebsrollen 82 kann auf elektrischem Wege von dem stellen, wobei eine Veränderung der Geschwindigkeit Schleifenabtaster 100 verändert werden, um sicher zu durch Vor- und Rückschieben der Rollen entlang die- sein, daß zu jedem Zeitpunkt eine freie Vorratsser Zahnstange erreicht würde. Gleichwohl entsteht schleife existiert. In dem Fall, daß die Schleife andurch Verwendung einer Zahnstange kein einfacherer fängt zu kurz zu werden, würde der Schleifenabtaster Bewegungsablauf als bei der beschriebenen Bewe- 50 100 beispielsweise veranlassen, daß die zweiten Angung der schwingenden Antriebsrollen 54 und 60. In triebsrollen 82 leicht beschleunigt würden, und wenn der Vorrichtung 10 wurde erne Kombination von daraufhin die Schleife zu lang zu werden beginnt, so Wechselrädern zusammen mit einem stufenlos regel- veranlaßt der Schleifenabtaster 100, daß die Anbaren Getriebe 32 gewählt, um die Antriebsgeschwin- triebsrollen 82 langsam verzögert werden,
digkeit zwischen deü Werkzeugtrommeln 20 und 26 35 ' Die Vorrichtung 10 ist als eine Rotationsmaschine und dem Zahnrad 48 zu variieren. Diese Wahl wurde entwickelt worden, bei der kerne größeren positiven getroffen, weil die Wechselräder jeweils nur ein abso- oder negativen Beschleunigungen die Genauigkeit der lutes Übersetzungsverhältnis liefern. Bei Verwendung Arbeitsweise beeinflussen, mit Ausnahme der eines Zahnradsatzes muß sich jedes Zahnrad vom Schwingbewegung der schwingenden Antriebsrollen nächstfolgenden durch eine ganzzahlige Zähnezahi 60 54, 60. Um den Beschleunigungseffekt des schwinunterscheiden, und im vorliegenden Fall war es erfor- genden Bauteiles zu verringern, wurden die die Anderlich, ein stufenlos variierbares Übersetzungsver- triebsrollen 54 und 60 tragenden Schwingarme 50 mit hältnis zu bekommen, ohne daß von einer Schnitt- einem zusätzlichen Element am Grundaufbau der länge zur nächsten einzelne stufenweise Schritte auf- Vorrichtung 10 befestigt. Dieses Element ist ein Lufttreten. 6g Dämpfungszylinder 74, der mehr oder weniger als

Eine der beim Einführen der Materialbahn W zwi- Stoßdämpfer arbeitet. Durch das Zusammendrücken

sehen die Schneidwerkzeuge 22 und 28 auftretenden der Luft in dem Dämpfungszylinder 74 während des

Schwierigkeiten besteht in der Tatsache, daß vom Rückwärtsschubes der Antriebsrollen 54 und 60 wer-

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den die Schwingarme 50 und damit die schwingenden Antriebsrollen 54 und 60 abgebremst. Während des Zuführungsschubes unterstützt der so aufgebaute Druck die Antriebsrollen 54 und 60, indem er sie in Förderrichtung beschleunigt.

Im allgemeinen ist ein sich wiederholendes Druckmuster auf die in die Vorrichtung 10 eingebrachte Materialbahn W aufgebracht. Es wurde ein Satz von Wechselrädern vorgesehen, der zusammen mit einem stufenlos regelbaren Getriebe 32 so eingestellt werden kann, daß von der Vorrichtung lfl) stets eine solche Menge von der Materialbahn abgeschnitten wird, wie sie durch die auf die Materialbahn aufgebrachten Vordrucke vorgegeben ist. Natürlich kann dies nur mit einem begrenzten Grad von Genauigkeit erreicht werden. Fehler werden insbesondere durch das stufenlos regelbare Getriebe 32 hervorgerufen. Sie können ebenfalls durch die Länge der auf die Materialbahn aufgebrachten sich wiederholenden Druckmuster hervorgerufen werden. So kann sich z. B. die Repetierlänge geringfügig verändern, wenn das Material W sich auf Grund des Feuchtigkeitsgehaltes geringfügig in Längsrichtung streckt oder zusammenschrumpft, und es ist deshalb erforderlich, daß die Vorrichtung 10 sich während des Betriebs selbst korrigiert, so daß jeder Schnitt mit jedem Druckmuster übereinstimmt.

Beträgt beispielsweise der bei einem Schnitt auftretende Fehler V3000 cm in Längsrichtung, so wird die Maschine nach tausend Schritten um einen ganzen Zentimeter aus dem Takt sein, wenn keine kontinuierliche Fehlerkorrektur erfolgt.

Aus diesem Grunde ist zur Fehlerkorrektur das Abtastauge oder der Phasenkontroll-Sensor 86 vorgesehen. Es handelt sich um eine direkt über der Materialbahn W am Eintritt zwischen die Antriebsrollen 54 und 60 angebrachte Fotozelle. Diese Fotozelle ist in der Lage, eine Registriermarke, die auf die Bahn aufgebracht ist, festzustellen. Damit wird die Position des Druckes auf der Materialbahn W festgelegt. Ein zusätzliche Sensor oder ein Meßwertgeber 92 für die Winkelstellung der Rolle ist, wie in F i g. 1 dargestellt ist, an der Stirnseite der Schneidtrommeln, beispielsweise an Werkzeugtrommel 20, angebracht und stellt kontinuierlich die Winkelposition der Werkzeugtrommel 20 fest. Von jedem der Sensoren 86 und 92 wird ein Signal einer elektrischen Vergleichseinrichtung 96 zugeführt, die in F i g. 8 schematisch dargestellt ist und mehr oder weniger aus einem kleinen Rechner besteht, der, gesteuert von diesen beiden Signalen, jeden Positionierungsfehler der Werkzeugtrommel 20 und 26 relativ zu der mit Erkennungsmarken bedruckten Materialbahnen W feststellt.

Es kann nun einem kleinen Motor oder einem Kompensatorstellglied 94 ein Fehlersignal zugeführt werden, das regelmäßig das Übersetzungsverhältnis des stufenlos regelbaren Getriebes 32 nachstellt und damit eine Korrektur der die Antriebsrollen 54 und 60 treibenden Zahnradübertragung vornimmt. Das Korrektursignal veranlaßt eine Beschleunigung oder eine Verzögerung des Materialflusses, so daß der Schnitt langsam und stetig wieder in die richtige Phasenlage relativ zu den auf die Bahn an die Stelle jedes Musters aufgebrachten Marken gesetzt wird. Dadurch wird erreicht, daß, obwohl in jeder Schnittlänge Fehler auftreten können, diese Fehler auf einen kleinen Bereich begrenzt sind.

Die vorliegende Vorrichtung wurde so konzipiert,

daß sie in der Lage ist, auf der Materialbahn aufgedruckte Synchronisiermarken zu erkennen. Natürlich brauchen diese Marken keine aufgedruckten Marken zu sein, es genügt vielmehr, daß sie in irgendeiner Form maschinell erkennbar sind. So kann beispielsweise von der Materialbahn in den erforderlichen Intervallen ein magnetischer Impuls erzeugt werden, oder es kann auch ein Loch in die Materialbahn eingestanzt sein.

In der beschriebenen Schneid-Falt-Vorrichtung 10 sind zwei Werkzeugtrommeln 20, 26 vorgesehen, von denen jede ein metallisches Schneid- und Faltwerkzeug 22 bzw. 28 trägt. Die hier zur Anwendung kommenden Prinzipien können beispielsweise auch bei einer Druckpresse zur Anwendung kommen, die mit variabler Repetierlänge arbeiten soll und in der eine Trommel einfach aus einem glatten Zylinder besteht, um die Materialbahn W aufzunehmen. Die andere Trommel kann z. B. die Druckwerkzeuge oder Platten tragen, die durch einen herkömmlichen Farbmechanismus mit Druckfarbe bestrichen werden. Bei einer etwas einfacheren Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein einzelner Satz von Werkzeugen durch Einfügen eines Schneidlineals in gebogenes Sperrholz hergestellt sein. Dieser Werkzeugtyp wird normalerweise zur Verarbeitung von Wellpappe mit Rotationsmaschinen, denen einzelne Blätter zugeführt werden, benutzt.

Im Einzelfalle kann die Vorrichtung so konstruiert sein, daß eine Trommel das gebogene Sperrholzwerkzeug trägt. Die gegenüberhegende Trommel kann dann mit einer dichten Schicht aus widerstandsfähigem Material, wie z. B. Polyurethan, abgedeckt sein, und die Schneidklingen können durch die Materialbahnen in das Polyurethan einschneiden.

Eine andere mögliche Variation der erfindungsgemäßen Schneid-Falt-Vorrichtung 10 ergibt sich bei der blattweisen Verarbeitung. Dabei wird die Materialbahn einfach in einzelne Blätter zerschnitten. In diesem Fall braucht keine Trommel vorgesehen zu sein, die eine sich über ihre Länge erstreckende Klinge trägt. Bei derartigen Maschinen ist es üblich, daß die Gegenklinge nur aus einem Träger mit darauf befestigtem Schneidwerkzeug besteht, der unterhalb der Trommel angeordnet ist. Wenn die Schneidkante der Klinge über die Schneidkante des Trägers fährt, entsteht ein Faltschnitt. Bei einer derartigen Maschinenkonzeption genügt es, eine einzige Trommel vorzusehen, und ein fester Tragbalken kann zur Auf-

so nähme des Gegenmessers dienen. Die übrigen noch benötigten Maschinenteile, wie sie oben beschrieben wurden, werden dazu benutzt, die Zuführung einer variablen Materiallänge pro Schnitt zu ermöglichen.

Eine andere mögliche Anwendung der Vorrichtung 10 besteht darin, daß die Trommeln 20 und 26 als Druckwalzen eines Offset-Druckers verwendet werden. Dabei kann die Ober- und die Unterseite eines jeden Blattes bedruckt werden, und das bedruckte Papier kann gleichzeitig beiden Trommeln von einer normalen Offsetdruckmaschine zugeführt werden.. Bei dieser Anwendungsart könnte der gleiche Satz von Wechselrädern und das gleiche stufenlose Getriebe sowie die anderen Teile des Zuführungsmecha- nismus die gleichen sein wie oben beschrieben. Das einzige, was sich ändern würde, wäre die Oberflächengestaltung der Trommeln selbst. Eine weitere Möglichkeit der Abwandlung der Ma-

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schine sieht vor, daß zwischen den Werkzeugtrommeln 20, 26 und dem Triebrad 48 ein Getriebe angebracht ist, das aus einer Kombination von Wechselrädern und stufenlos verstellbarer Übertragung 32 besteht. Es ist bekannt, daß stufenlose Antriebe einen verhältnismäßig kleinen Fehleranteil verursachen. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 wurde das Getriebe 32 benutzt, um eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses in sehr kleinen Schritten zu ermöglichen, die dadurch erzielbar ist, daß die Zahnradzahlen der Wechselräder sich nur geringfügig unterscheiden. Wenn man ein solches System benutzt, so wird jeder in dem Gesamtgetriebe 32 auftretende Fehler nur einen sehr kleinen Anteil vom Gesamtübersetzungsverhältnis ausmachen, so daß ein derartiges Getriebe sogar bei extrem genauen Maschinen eingesetzt werden kann.

Es ist möglich, daß ein stufenlos regelbares Getriebe 32 entwickelt werden kann, das mit der erforderlichen Genauigkeit eingestellt werden kann. In diesem Falle, wenn der Fehler also sehr gering gehalten ist, ist es natürlich nicht mehr nötig die Wechselräder überhaupt noch beizubehalten.

Die gesamte Überwachung des Bereiches der Abschnittlänge kann in diesem Fall durch Verstellen des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 32 selbst vorgenommen werden, und geringfügige Fehler, die diese sehr genaue Übertragung dann noch hervorbringen könnte, würden durch die selbsttätige Abtastung und die zuvor beschriebene Korrektur eliminiert.

Es ist noch eine andere Abwandlung möglich, die unter gewissen Umständen darin besteht, den Radius, auf dem sich der Kurbelzapfen am Ende der Kurbel 62 befindet, einzustellen. Mit Radius ist die Entfernung vom Mittelpunkt des Kurbelzapfens zum Mittelpunkt der Werkzeugtrommel 20 bezeichnet. Der Kurbelzapfen treibt über die Kurbel 62 die Schwingbewegung der schwingenden Antriebsrollen 54, 60. Es kann wünschenswert sein, den Radius für verschiedene Blattlängen zu verändern, um die am Schwingmechanismus für jede einzelne Blattlänge auftretende Beschleunigung nach oben hin zu begrenzen. Diese Einstellung wird nur in solchen Fällen notwendig sein, wo die Vorrichtung 10 mit sehr hohen Geschwindigkeiten z. B. in der Nähe von 305 m pro Minute oder höher arbeitet.

Wie bereits erwähnt, sind die die Antriebsrollen 54, 60 tragenden Schwingarme 50 mit einem Dämpfungszylinder 74 verbunden, um die positiven und negativen Beschleunigungskräfte, die bei der linearen Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Antriebsrollen 54 und 60 entstehen, zu absorbieren oder zu begrenzen. Diese schwingenden Antriebsrollen 54, 60 werden ebenfalls durch Drehung um ihre eigenen Achsen beschleunigt und abgebremst, weil die antreibenden Zahnräder selbst um die Welle 52 herum schwingen. Dadurch entsteht eine negative und positive Rotationsbeschleunigung, und es ist für hohe Genauigkeitsanforderungen wünschenswert, die Reaktionskräfte zu absorbieren und abzufangen. Um dies zu erreichen, ist das Zahnrad 48 mit einem nicht dargestellten weiteren Zahnrad verbunden. Dieses Zahnrad treibt ein hydraulisches Pumpensystem, das so gesteuert ist, daß während jeder Umdrehung die Verbindungsleitungen des hydraulischen Systems umgekehrt durchströmt werden, so daß die mit diesem zusätzlichen Zahnrad verbundene Pumpe abwechselnd als Hydraulikmotor und als hydraulische Pumpe betrieben wird. Auf diese Weise wird, während derjenigen Periode des Zyklus, in dem das Zahnrad 48 die schwingenden Antriebsrollen 54, 60 beschleunigt, das Hydrauliksystem so gesteuert, daß es die Antriebsbewegung unterstützt, und es hilft dadurch, die auf die Zahnräder einwirkenden Reaktionskräfte zu glätten.

Während derjenigen Periode des Zyklus, in der das Zahnrad 48 die Drehbewegung der schwingenden Antriebsrollen 54, 60 abbremst, wird das Ventilsystem praktisch umgedreht, so daß das Zahnrad ein Antriebsrad für eine Pumpe wird und dadurch die durch die Abbremsung der Antriebsrollen 54, 60 entstehende Energie abbremst.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

2369

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen, bei welcher einer Bearbeitungsstation periodisch eine vorbestimmbare Bahnlünge zugeführt wird, mit einem vor der Bearbeitungsstation angeordneten, Schwingbewegungen in Bahnlängsrichtung um eine Schwenkachse ausführenden Transportwalzenpaar zur Bildung einer auf den Materialbedarf der Bearbeitungsstation während einer Arbeitsperiode abgestimmten Vorratsschleife, dessen Antrieb über ein konzentrisch zu seiner Schwenkachse liegendes Zahnrad erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Bearbeitungsstation mit mindestens einer mit konstanter Geschwindigkeit rotierenden, auf die Materialbahn einwirkenden Werkzeugtrommel (20) die das Transportwalzenpaar tragenden Schwingarme (SO) von einer exzentrisch an der Werkzeugtrommel (20) angelenkten Verbindungsstange (Kurbel 62) angetrieben sind, daß das Transportwalzenpaar (Antriebsrollen 54, 60) und die Werkzeugtrommel (20) einen gemeinsamen Antrieb (Hauptantriebsrad 13) besitzen, wobei zwischen diesem Antrieb und dem Transportwalzenpaar oder zwischen diesem Antrieb und der Werkzeugtrommel ein Getriebe (32) mit verstellbarem Übersetzungsverhältnis vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der miteinander in Eingriff stehenden, die Transportwalzen treibenden Zahnräder (56, 58) bei der Schwingbewegung auf dem konzentrisch zur Schwenkachse des Transportwalzenpaares (Antriebsrollen 54, 60) liegenden Zahnrad (48) abrollt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerungsvorrichtung zur Regelung der Zuführungsgeschwindigkeit der Materialbahn mit Sensoren (86,92) zur Erkennung von Markierungen auf der Materialbahn und zur Erkennung wenigstens einer Drehstellung der Werkzeugtrommel (20, 26) ausgestattet ist, und daß die Steuerungsvorrichtung eine Vergleichsvorrichtung (96) zum Vergleich der von den Sensoren gelieferten Signale enthält, die die Verstellung eines dem Antrieb der Transportwalzen vorgeschalteten stufenlos regelbaren Getriebes bewirkt.