DE2003468B2

DE2003468B2 - Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen

Info

Publication number: DE2003468B2
Application number: DE2003468A
Authority: DE
Inventors: Floyd Timonium Steinmetz, Md. (V.St.A.)
Original assignee: Rotographic Machinery Co Baltimore Md (vsta)
Current assignee: Rotographic Machinery Co Baltimore Md (vsta)
Priority date: 1969-01-30
Filing date: 1970-01-27
Publication date: 1979-08-30
Also published as: NL6911923A; BE735356A; CH500895A; SE342179B; FR2029658A6; US3667354A; NL166666C; DE2003468A1; NL166666B; JPS5242953B1; GB1217656A; DE2003468C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen, bei weicher einer Bearbeitungsstation die mindestens eine mit konstanter Geschwindigkeit rotierende auf die Materialbahn einwirkende Werkzeugtrommel aufweist, periodisch eine vorbestimmbare Bahnlänge zugeführt wird, nut 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, und mit das Ti'ansportwalzenpaar tragenden Schwingarmen, die von einer exzentrisch an der Werkzeugtrommel angelenkten Verbindungsstange angetrieben sind, wobei das Transportwalzenpaar und die Werkzeugtrommel einen gemeinsamen Antrieb besitzen, und zwischen diesem Antrieb und dem Transportwalzenpaar oder zwischen diesem Antrieb und der Werkzeugtrommel ein Getriebe mit verstellbarem Übersetzungsverhältnis vorgesehen ist, nach Patent 18 12 396.

Bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent wird die Materialbahn dem Walzenspalt zwischen den Transportwalzen unter Bildung einer herabhängenden Vorratsschleife zugeführt. Vor der Vorratsschleife ist ein

angetriebenes Walzenpaar angeordnet, dessen Antrieb von einem Schleifenabtaster gesteuert ist, der veranlaßt, daß die Vorratsschleife stets eine bestimmte Länge hat. Der Antrieb, der die Materialbahn in die Vorratsschleife einführt, muß mit dem Hauptantrieb der Maschine synchronisiert werden, was zu einem erheblichen Steuerungsaufwand führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung nach dem Hauptpatent so auszubilden, daß der Materialeinzug in die Vorratsschleife ohne eine aufwendige Regeleinrichtung selbsttätig auf die jeweils eingestellte Maschinengeschwindigkeit abgestimmt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß koaxial zu dem Zahnrad und zu der Schwenkachse des Transportwalzenpaares eine Trommel angeordnet ist, um die die Materialbahn herumgeführt ist.

Diese Vorrichtung arbeitet mit größerer Genauigkeit in vorbestimmten Schritten. Bei Verarbeitung von Materialbahnen mit variabler Repetierlänge ist die Vorrichtung imstande, eine vorbestimmte Länge der Materialbahn registergenau den Werkzeugwalzen zuzuführen. Die Zuführvorrichtung hat die Qualitäten einer Einzelblattzuführung, jedoch wird sie mit einer fortlaufenden Materialbahn gespeist, ohne daß ein synchronisiertes Förderwalzenpaar erforderlich wäre. Die Vorschublänge l&iit sich ohne größere Montagearbeiten in weiten Grenzen verändern, und es sind auch während des Betriebes Korrekturen möglich, und zwar selbst bei sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeiten der Vorrichtung. Ein Durchhang der Materialbahn am Eingang der Vorrichtung ist nicht erforderlich. Die kontinuierlich rotierende Trommel zieht die Materialbahn gleichmäßig ab.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 2 gegeben.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung, aus der die für die Herstellung einer variablen Repetierlänge erforderlichen Baugruppen ersichtlich sind,

F i g. 2,3,4,5 und 6 schematisch die Aufeinanderfolge der Bewegungszustände während eines Arbeitszyklus der Vorrichtung nach Fig. I,

Fig. 7 in Form einer Kurve das Anwachsen der Bahngeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel der Schneid-Falt-Vorrichtung und

Fig.8 schematisch eine besondere Art der Steuerung.

In F i g. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 allgemein die gesamte Vorrichtung zur Erzeugung einer variablen Repetierlänge bezeichnet. Diese Vorrichtung 10 soll zunächst allgemein beschrieben werden, um anschließend ihre Hauptfunktionsgruppen detailliert zu beschreiben.

Am Rahmen 5 ist ein Antrieb 12 befestigt, dessen Antriebsgeschwindigkeit wählbar ist. Ein Hauplantriebszahnrad 13 des Antriebs 12 arbeitet mit einem auf einer Welle 16 montierten Zwischenzahnrad 14 zusammen, das wiederum mit einem mit der oberen Werkzeugtrommcl 20 zusammenhängenden Zahnrad 18 kämmt. Die Werkzeugtrommel 20 trägt Werkzeuge 22 für den Schneid- oder Faltvorgang.

In die Verzahnung dieses Zahnrades 18 greift ein weiteres Zahnrad 24 mit einem Übersetzungsverhältnis von I : 1 ein. Dieses ist mit der die unteren Werkzeuge

28 tragenden unteren Werkzeugtrommel 26 verbunden. Die untere Werkzeugtrommel 26 ist senkrecht, in Längsrichtung und in Umfangsrichtung durch nicht dargestellte justiermittel zur Anpassung an unterschiedliche Dicken der zu verarbeitenden Materialbahn und ' zur phasenmäßigen Synchronisation der Trommeln 22 und 28 einstellbar.

Das Zwischenzahnrad 14 kämmt zusätzlich mit dem Eingangsrad 30 ein stufenlos einstellbaren Getriebes 32. Da dieses Getriebe 32 einen begrenzten Übertragungs- w bereich hat, ist zusätzlich ein Satz von Wechselrädern 34Λ, 34S... usw. vorgesehen, von denen wahlweise die Ausgangsenergie des Getriebes 32 abgenommen werden kann. Von den Wechselrädern ist nur jeweils eines in Funktion.

Zur Einstellung auf die verschiedenen Durchmesser dieser Wechselräder dient ein Zwischenzahnrad 36, das auf eintm Schwenkhebel 38 gelagert ist. Dieser Schwenkhebel 38 ist an einer Halterung 40 befestigt, die ihrerseits auf einer Welle 52 gelagert ist Eine mit dem Zwischenzahnrad 36 verbundene Gabellasche 42 ist mit einer sich durch einen Gewindebolzen 46 erst' eckenden Stellschraube 44 verbunden. Der Bolzen 46 ist am Rahmen 5 der Vorrichtung 10 drehbar gelagert. Auf diese Weise kann das Zwischenzahnrad 36 durch " Vordrehen der Stellschraube 44 von der in durchgezogenen Linien dargestellten Stellung in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung 36/1 gebracht werden, um sich entweder dem Rad 34A mit dem größten Durchmesser oder dem Rad 34B mit dem kleinsten so Durchmesser des Wechselgetriebes anpassen zu können.

Das Zwischenzahnrad 36 steht ferner mit einem auf einem Ende einer Trommel 49 befestigten Zahnrad 48 in Eingriff. Der Durchmesser der Trommel 49 ist gleich « dem Teilkreisdurchmesser des Zahnrades 48 und beide drehen sich koaxial auf der Welle 52. An der Welle 52 sind ferner Schwingarme 50 befestigt, die ein Paar schwingender Transportwalzen 54 und 60 tragen. Die obere schwingende Transportwalze 54 ist mit einem Zahnrad 56 verbunden, das einerseits mit dem Zahnrad 48 und andererseits mit einem Zahnrad 58 der unteren Antriebsrolle 60 kämmt. Das Übersetzungsverhältnis der beiden Transportwalzen ist 1:1.

Von einem zwischen den Schwingarmen 50 angebrachten L-agerbolzen 64 erstreckt sich eine Verbindungsstange oder Kurbel 62 zu einer Kurbelscheibe 66 und ist an dieser mit einem Kurbelbolzen befestigt. Diese Kurbelscheibe 66 ist mittels Bolzen 70 an der Stirnseite der Werkzeijtrommel 20 befestigt. Die Befestigung ist in Umfangsrichtung mittels Bogenschützen 68 einstellbar, die unter den Schraubbolzen 70 verschieblich sind, so daß der relative Phasenwinkel zwischen der Bewegung der Kurbel 62 und der Drehung der Werkzeuge 22 eingestellt werden kann.

Ferner ist ein Langloch 72 vorgesehen, an dem der Kurbelbolzen befestigt ist, so daß die Hublänge der Kurbelbewegung an diesem Langloch einstellbar ist.

Mit 74 ist ein bei 76 am Maschinenrahmen 5 angebrachter Däinpfungszylinder bezeichnet. Seine Kolbenstange 78 ist an den Schwingarmen 50 mit einem Verbindungsstift 80 angebracht.

Mit 82 und 83 sind Umlenkrollen bezeichnet, um die die Materialbahn W in Pfeilrichtung herumläuft. Die Materialbahn läuft dann zunächst über die Trommel 49 «5 und weiter über die obere Transportwalze 54. Die Materialbahn W läuft Mn den halben Umfang der oberen Transportwalze 54 und tritt dann durch den Spalt zwischen den Transportwalzen 54 und 60 hindurch. Über eine Führung 88 wird die Materialbahn W zwischen die Trommeln 20 und 26 geführt. In der Transportbahn 60 sind Nuten 90 für die Führung 88 vorgesehen, die einen entsprechenden Krümmungsradius hat, um die Bewegung der Schwingarme 50 nicht zu behindern. Auf der gesamten Länge der Führung 88 wird ein Unterdruck aufrechterhalten.

Dieser Unterdruck wirkt auf die Materialbahn W über nicht dargestellte Öffnungen oder Perforationen in der Führung 88.

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 Trommel 49 ist vorgesehen, um eine erste Vorratsschleife der Materialbahn Wzu schaffen; diese Vorratsschleife wird zu bestimmten Zeiten innerhalb des Arbeitszyklus um die Trommel 49 herum angesammelt In der Mitte des Arbeitszyklus wandert dieser Bahnvorrat auf das Austrittsende der Führung »8 und bildet hier eine aufgeworfene Welle, was aus einem Vergleich der F i g. 2 und 4 zu erkennen ist In den F i g. 5 und 6 wird diese Vorratsschleife auf der Trommel 49 angesammelt während F i g. 3 die Vorrichtung 10 zu Beginn des Schnittes zeigt

Die für die Benutzung in dieser Schneid-Falt-Vorrichtubg 10 vorgesehenen Werkzeuge 22 und 28 sind nach bekannten Verfahren entweder geäzt oder gefräst

Normalerweise sind herkömmliche Rotationswerkzeuge, wie sie für die Herstellung von Milchbehältern verwendet werden, vollkommen ausreichend und können auf die Werkzeugtrommeln 20 und 26 montiert werden.

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

Die schwingenden Transportwalzen 54 und 60 sind über Zahnräder miteinander verbunden und werden von dem auf der zuvor genannten Welle 52 montierten großen Zahnrad ί8 angetrieben. Wenn die beiden Transportwalzen 54 und 60 an ihren Schwingarmen 53 um die Welle 52 herum hin und zurück schwingen, dann schwingen ebenfalls ihre Zahnräder um das große Zahnrad 48 herum hin und zurück.

Dies bedeutet, daß die Materialbahn VV, die von den beiden schwingenden Transportwalzen 54 und 60 ergriffen wird, mit einer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, die gleich ist der Summe der Rotationsgeschwindigkeit des großen Zahnrades 48 und der zusätzlichen, durch Rotation der abrollenden Räder 56 und 58 um das große Zahnrad 48 entstehenden Geschwindigkeit plus der linearen Vorwärtsbewegung der schwingenden Antriebsrollen 54 und 60, so daß ein zeitlicher Bewegungsablauf ei.'steht, der der Summe einer der mittleren Geschwindigkeit der Materialbahn W entsprechenden Konstantgeschwindigkeit und einer überlagerten, sich etwa sinusförmig ändernden Geschwin-

digkeit entspricht, die sich während einer Umdrehung der Haupttrommeln 20 und 26 einmal aufwärts und abwärts bewegt, wie es in Fig.7 dargestellt ist. Die Erzeugung dieses sinusförmigen Verlaufs in einer Periode während einer Umdrehung der Werkzeugtrommein 20 und 26 wird dadurch erreicht, daß die Schwingarme 50, auf welchen die Antriebsrollen 54 und 60 gelagert sind, mit dem Kurbelzapfen der Trommel 20 verbunden sind.

F.s sollte darauf hingewiesen werden, daß das große to Zahnrad 48, das als Triebrad benutzt wird, und das ebenfalls auf der Schwingwelle befestigt ist, auch von den gleicher. Zahnrädern und dem gleichen stufenlosen Getriebe 32 und den Rädern 30, 14 und 13 angetrieben ist. wie die beiden Werkzeugtrommeln 20 und 26. Dies ι-ί gestattet es, die Geschwindigkeit des Zahnrades 48 zu verändern und damit die mittlere Zuführungsgeschwindigkeit der beiden Transportwalzen 4 und 60 durch Veränderung des überseizungsvernäimisses des Wechselgetriebes und des stufenlosen Getriebes 32 zu verändern.

Es sei nun auf F i g. 7 Bezug genommen, wo als Beispiel die Verhältnisse dargestellt sind, die sich ergeben, wenn die Werkzeugtrommeln 20 und 26 mit einer solchen Geschwindigkeit umlaufen, daß eine r> Umlaufgeschwindigkeit für die Werkzeuge 22 und 28 von 299 m/min, entsteht. Beträgt beispielsweise die abzuschneidende Repetierlänge der Materialbahn 146 cm, so muß das Übersetzungsverhältnis an dem Getriebe 32 so eingestellt werden, daß eine mittlere Vorschubgeschwindigkcit der Vorrichtung 10 von 229 m/min, an der Oberfläche der Transportwalzen 54 und 60 erzeugt wird. Daraus ergibt sich eine Zuführungsgeschwindigkeit der Materialbahn VVrelativ zu den Schneidwerkzeugen 22 und 28 von 70 m/min. »

Diese Geschwindigkeit von 70 m/min, wird zur Geschwindigkeit der Materialbahn W während der Vorwärtsschwingbewegung der Transportwalzen 54 und 60 um die Welle 52 addiert. Daraus ergibt sich, daß im Augenblick des Beginns des Schneidvorganges die 4P 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 ίϊ haben, 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 Länge des Schneidmusters auf diesen Werkzeugen 22 und 28 verändert wird.

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 zusammen mit einer Verstellung des stufenlos regelbaren Getriebes 32 gewechselt werden, um eine Bahngeschwindigkeit von 114 m/min, zu erzielen. Das ergibt, wenn die Werkzeugtrommeln 20 und 26 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 299 m/min, rotieren, eo einen Umfangsgeschwindigkeitsunterschied von 185 m/ min. zwischen der Werkzeuggeschwindigkeit und der Bahngeschwindigkeit. Die Bewegung der Schwingarme 50 kann eingestellt werden, um die Addition der 185 m/min, dadurch zu erreichen, daß sich die schwingenden Transportwalzen 54 und 60 mit einer entsprechenden Geschwindigkeit vorwärts bewegen, so daß wiederum die Materialbahn Wmit einer Gtschwindigkeit von 299 m/min, in die Vorderkante der Schneidwerkzeuge ti und 28 zwischen die Werkzeugtrommeln 20 und 26 eingeführt wird.

Der durch die schwingenden Transportwalzen 54 und 60 durchgeführte Korrekturvorgang und die Auswir kungen auf die Materialbahn W können dadurch eingestellt werden, daß ein anderer Punkt auf der Geschwindigkeitskurve der Fig.7 ausgewählt wird. Dies kann durch Bewegen des Kurbelzapfens, der stirnseitig an der Schneidtrommel 20 angebracht ist. bewirkt werden. Die Winkelstellung des Kurbelzapfens im Verhältnis zur Anfangskante der Schneidwerkzeuge 22 und 28 kann dadurch verändert werden. Dies bedeutet letzten Endes, daß die Matcrialbahn W zwischen die Schneidwerkzeuge 22 und 28 auf einem höheren Punkt der Geschwindigkeitskurve der Schwingbewegung eingeführt wird, um eine größere Geschwindigkeitskorrektur zu erreichen, wie sie für kui/.e Sciiniüiüiigeri eiiuiuti iiuii i»i. AnuOiciiOiiS käiii'i man den Kurbelzapfen auch in eine andere Stellung verstellen; um die Materialbahn W an einem tieferen Punkt der Geschwindigkeitskurve, wie z. B. einem Punkt am Ende des Hubbereiches, wo die Vorwärtsbewegung der schwingenden Transportwalzen 54 und 60 verhältnismäßig viel kleiner geworden ist, zwischen die Werkzeuge 22 und 28 einzuführen. Dies würde beispielsweise der Fall sein, wenn eine größere Schnittläng,; vorgeschoben werden soll.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 erzeugt die Kurbel oder Kurbelstange die Schwingbewegung der Transportwal/cn 54 und 60 und ist an der Stirnseite der rotierenden Werkzeugtrommel 20 montiert. Natürlich ist es nicht notwendig, daß die Kurbel dort angebracht ist: sie könnte auch an jedem anderen Zahnrad der gesamten Zahnradübersetzung, das eine Umdrehung je Umdrehung der Werkzeugtrommel 20 vollführt, angebracht sein. Der Einfachheit halber wurde eine einfache Kurbelbewegung zur Verbindung der Stange oder Kurbel 62 gemäß der Darstellung in Fig. 1 benutzt. Es ist jedoch ebenso möglich, die Schwingarme 50 durch einen Nockenmechanismus oder eine andere bekannte Steuervorrichtung anzutreiben.

Bei der Vorrichtung 10 erzeugt eine Kombination aus Wechselgetrieben zusammen mit einem sstufenlosen Getriebe 32 die veränderliche Antriebsgeschwindigkeit zwischen den Trommeln 20 und 26 und dem Zahnrad 48.

Diese Wahl wurde getroffen, weil die Wechselräder jeweils nur ein absolutes Übersetzungsverhältnis liefern. Bei Verwendung eines Zahnradsatzes muß sich jedes Zahnrad vom nächstfolgenden durch eine ganzzahli^e Zähnezahl unterscheiden und im vorliegenden Fall wünschte man ein stufenlos variierbares Übersetzungsverhältnis zu bekommen, ohne daß die einzelnen Schnittlängen sich durch Differenzstufen voneinander unterscheiden. Daher wurde das stufenlose Getriebe 32 in die Vorrichtung 10 eingeführt. Der Geschwindigkeitseinstellbereich dieses Getriebes 32 ist ziemlich klein und es hat nur den Zweck, eine geringfügige Änderung des gewählten Übersetzungsverhältnisses zu ermöglichen, so daß ein glatter und stufenloser Übergang der Geschwindigkeitsverhältnisse beim Übergang von einem Wechselrädersatz zum nächsten erreicht wird.

Eine der beim Einführen der Materialbahn W zwischen die Schneidwerkzeuge 22 und 28 auftretenden Schwierigkeiten besteht in der Tatsache, daß ein verhältnismäßig langes freies Ende der Materialbahn W von der Trommel 49 und den schwingenden Transport-

walzen 54 und 60 zu den Werkzeugtrommein 20 und 26 vorgesehen wird. Aus diesem Grunde sind entlang den Führungsbahnen der Materialbahn W Vakuumschienen 88 zwischen den TYansportwalzen 54 und 60 und den Werkzeugtrommeln 20 und 26 angebracht, und diese Schienen sind mit einer perforierten Oberfläche versehen, durch die ein leichter Sog auf das Material wirkt. rViser Sog ist so bemessen, daß er gerade stark genug ist, um die Materialbahn W fest auf der Führung 88 zu halten, so daß sie noch frei gleiten kann. Das hat die Wirkung, daß die Materialbahn W in einer definierten Lage gehalten wird, und es wird eine solche Kraft auf die Materialbahn W ausgeübt, daß ein Aufbäumen der Bahn verhindert wird, wenn das vordere Ende der Materialbahn W zwischen die Schneidwerkzeuge 22 und 28 hinein beschleunigt wird. Außerdem kann die Führung in Form einer sanften Kurve gebogen sein, um die Stabilität der Materialbahn W noch zu \jt*rctri\fkf*rn

Es wurde bereits erwähnt, daß hintereinander zwei Umlenkrollen 82 und 83 vorgesehen sind, um einen möglichst großen Umschlingungswinkel der Materialbahn um die Trommel 49 zu erreichen. Die Trommel 49 läuft mit einer bestimmten, gleichbleibenden Geschwindigkeit um und zieht die Materialbahn W von einer Vorratsrolle oder einer anderen Quelle her heran. Das Material kann durch eine Kantenführung und eine Spannungssteuervorrichtung laufen, wie sie in der Industrie üblich sind.

Die Vorrichtung 10 ist als eine reine Rotationsmaschine entw ^;:kelt worden, bei der keine größeren positiven oder negativen Beschleunigungen die Genauigkeit der Arbeitsweise beeinflussen, mit Ausnahme der Schwingbewegung der schwingenden Transportwalzen 54,60.

Zur Verringerung des Beschleunigungseffektes des schwingenden Bauteiles wurden die die Transportwalzen 54 und 60 tragenden Schwingarme mit einem zusätzlichen Element am Grundaufbau der Vorrichtung 10 befestigt. Dieses Element ist ein Luft-Dämpfungszylinder 74, der mehr oder weniger als Stoßdämpfer arbeitet Durch die Zusammendrückung der Luft in dem Dämpfungszylinder 74 während des Rückwärtshubes der Transportwalzen 54 und 60 werden die Schwingarme 50 und damit die schwingenden Transportwalzen 54 und 60 abgebremst. Während des Zuführungshubes unterstützt der so aufgebaute Druck die Transportwalzen 54 und 60, indem er sie in Förderrichtung beschleunigt

Im allgemeinen ist ein sich wiederholendes Druckmuster auf der in die Vorrichtung 10 eingeführten Materialbahn W vorgesehen. Es wurde ein Satz von Wechselrädern vorgesehen, der zusammen mit dem stufenlos regelbaren Getriebe 32 so eingestellt werden kann, daß von der Vorrichtung 10 stets eine solche Länge der Materialbahn abgeschnitten wird, wie sie durch die auf die Materialbahn aufgebrachten Vordrukke vorgegeben ist Natürlich kann dies nur mit einem begrenzten Grad von Genauigkeit erreicht werden. Fehler treten beispielsweise bei der Einstellung des stufenlos regelbaren Getriebes 32 auf.

Sie können ebenso durch unterschiedliche Länge der auf die Materialbahn W aufgedruckten, sich wiederholenden Druckmuster hervorgerufen werden. So kann sich z. B. die Repetierlänge geringfügig verändern, wenn das Material W sich aufgrund des Feuchtigkeitsgehaltes geringfügig in Längsrichtung streckt oder zusammenzieht und es ist deshalb erforderlich, daB die Vorrichtung 10 sich wahrend des Betriebes selbst korrigiert, so daß jeder Schnitt mit dem Druckmuster übereinstimmt.

Beträgt beispielsweise der bei einem Schnitt auftretende Fehler 1/1000 cm in Längsrichtung, so wird die Maschine nach 1000 Schnitten 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 Fotozelle, die unmittelbar

ίο über der Materialbahn W dort angeordnet ist, wo die Materialbahn auf die Trommel 49 läuft. Diese Fotozelle tastet eine Registermarke ab, die einen Teil des Aufdruckes bildet. Die Fotozelle stellt die Lage des Aufdruckes auf der Materialbahn W fest. Ein zusätzlieher Sensor oder Meßwertgeber 92 für die Winkelstellung der Rolle ist gemäß der Darstellung in Fig. 1 an der Stirnseite einer der Werkzeugtrommeln, beispielsweise der Trommel 20, angebracht und stellt kontinuierlich Hjo \νΐη{/ο|_ rwHor [^r«»hctf>Hund Hf>r Trnmmpl OfI in der Vorrichtung 10 fest. Von jedem der Sensoren 86 und 92 wird ein Signal einer elektrischen Steuereinheit % zugeführt, die in F i g. 8 schematisch dargestellt ist und aus einem kleinen Rechner besteht, der, gesteuert von diesen beiden Signalen, jeden Positionierungsfehler der Werkzeugtrommeln 20 und 26 gegenüber der mit den Registermarken bedruckten Materialbahn IVfeststellt.

Es kann nun einem kleinen Motor oder einem Kompensatorstellglied 94 ejn Fehlersignal zugeführt werden, das regelmäßig das Übersetzungsverhältnis des stufenlos regelbaren Getriebes 32 nachstellt und damit eine Korrektur der die Transportwalzen 54 und 60 treibenden Zahnradübertragung vornimmt. Hierdurch wird wiederum eine geringfügige Beschleunigung oder Verzögerung der Materialbahn W bewirkt, so daß der Schnitt dauernd wieder mit den Registermarken auf der Materialbahn in Übereinstimmung gebracht wird. Hierdurch wird erreicht, daß zwar in jeder Schnittlänge Fehler auftreten können, diese Fehler aber innerhalb sehr enger Grenzen liegen.

Die Vorrchtung 10 wurde so konzipiert, daß sie in der Lage ist, auf die Materialbahn W aufgedruckte Registermarken zu erkennen. Natürlich brauchen diese Marken keine aufgedruckten Marken und sogar überhaupt keine Marken im eigentlichen Sinne zu sein.

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.

Die so weit beschriebene Schneid-Falt-Vorrichtung 10 weist zwei Werkzeugtrommeln 20 und 26 auf, von denen jede ein metallisches Schneid- und Faltwerkzeug 22 bzw. 28 trägt. Die hier zur Anwendung kommenden Prinzipien können beispielsweise auch bei einer Druckpresse angewendet werden, die mit variabler Repetierlänge arbeiten soll und in der eine Trommel einfach aus einem glatten Zylinder besteht um die Materialbahn W aufzunnehmen. Die andere Trommel kann z. B. die Druckformen oder Druckplatten 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 werden. Dieser Werkzeugtyp wird nor malerweise zur Bearbeitung von Wellpappe mit Rotationsmaschinen benutzt, denen einzelne Blätter zugeführt werden.

Im Einzelfall kann die Vorrichtung so konstruiert sein.

daß eine Trommel das gebogene Sperrhofzwerkzeug trägt. Die gegenüberliegende Trommel kann dann mit einer fortlaufenden Bahn aus elastischem Material, wie etwa Polyurethan, bedeckt sein und die Schneidklingen können durch die Materialbahn in das Polyurethan einschneiden.

Eine andere mögliche Variante der erfindungsgemäßen Schneid-Fhit-Vorrichtung 10 ergibt sich bei der blattweisen Verarbeitung. Dabei wird eine Materialbahn einfach in einzelne Blätter zerschnitten. In diesem Fall muß nur eine Trommel vorgesehen 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 Trommelklinge über die Schneidkante der Gegenklinge fährt, entsteht ein Scherschnitt. Bei dieser Art von Maschinen genügt also eine oin-vifvo Trr\mmi*i itnA a'trt tae-ttit- ΤκηηΚηΙίηη ·»·■» Bereiches der Bogenlänge kann dadurch erreicht werden, daß man die ganze Antriebsverhältnisänderung in das Getriebe 32 selbst hineinnimmt, und irgendwelche geringfügigen Fehler, die dieses extrem genaue Getriebe erzeugen kann, würden dann durch die selbsttätigen Abtastungs- und Korrekturvorrichtungen beseitigt, die oben erwähnt wurden.

Es ist noch eine weitere Abwandlung möglich, die unter gewissen Umständen bei einer Schneid-FaIt-Vorrichtung 10 wünschenswert ist; sie besteht in der Möglichkeit, den Radius des Kurbelzapfens an der Stirnseite der Verbindungsstange 62 einzustellen, d. h. den Radius von der Mitte des Kurbelzapfens zur Mitte der Trommel 20. Der Kurbelzapfen treibt über die Steuerstange 62 die Schwingbewegung der schwingenden Transportwalzen 54 und 60 an. Es kann wünschenswert sein, diesen Radius des Kurbelzapfens für verschiedene Blattlängen zu verändern, um die am

Aufnahme des Gegenmessers. 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 Werkzeugtrommeln 20 und 26 als Druckwalzen eines Offsetdruckers verwendet werden. Dabei kann die Oberseite und die Unterseite eines jeden Blattes bedruckt werden und das zu bedruckende Blatt kann mit einer normalen Offsetdruckmaschine gleichzeitig beiden Werkzeugtrommeln zugeführt werden.

Selbstverständlich sind bei dieser Anwendungsart die Wechselräder und das stufenlose Getriebe 32 und der übrige Fördermechanismus genau so ausgebildet, wie es oben beschrieben wurde. Der einzige Unterschied besteht bei dieser Ausführungsform darin, daß die Oberfläche der Trommeln die Druckzylinderflächen bilden.

Eine weitere Möglichkeit der Abwandlung der Maschine besteht darin, daß zwischen den Werkzeugtrommeln 20 und 26 und dem Triebrad 48 ein Getriebe angeordnet ist, das acr» einer Kombination von Wechselrädern und dem stufenlos verstellbaren Getriebe 32 besteht. Bekanntlich haben stufenlos verstellbare Getriebe einen geringen Fehlerprozentsatz des Geschwindigkeitsverhältnisses durch das Getriebe 32. Beim beschriebenen Ausfünrungsbeispiel 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 Zahnzahlen der Wechselräder sich nur geringfügig unterscheiden. Bei der Anwendung einer solchen Vorrichtung wird jeder im stufenlosen Getriebe 32 auftretende Fehler nur einen sehr kleinen Teil des Gesamtübersetzungsverhältnisses ausmachen, so daß ein derartiges Getriebe sogar bei extrem genauen Maschinen eingesetzt werden kann.

Es ist durchaus möglich, ein stufenlos regelbares Getriebe 32 zu entwickeln, das eine extrem genaue Steuerung des Verhältnisses innerhalb des Getriebes selbst aufweist. Wenn in diesem Falle der Fehler sehr klein ist bedeutet dies, daß man überhaupt keine Wechselräder mehr benötigt Die Gesamtsteuerung des auftretende Beschleunigung möglichst klein zu halten. Diese Einstellung wird nur in solchen Fällen notwendig sein, wo die Vorrichtung 10 mit sehr hohen Geschwindigkeiten arbeitet, wie beispielsweise nahe bei 305 m/ min. oder höher.

Es wurde bereits erwähnt, daß die die Transportwalzen 54 und 60 tragenden Schwingarme 50 mit einem stoßdämpfenden Zylinder 74 verbunden sind, um die positiven und negativen Beschleunigungskräfte, die bei de^r linearen Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Transportwalzen 54 und 60 entstehen, zu absorbieren oder auszugleichen. Diese schwingenden Transportwalzen 54 und 60 werden selbstverständlich ebenfalls in Drehrichtung um ihre eigenen Achsen beschleunigt und verzögert, weil ihre Antriebszahnräder um das sie antreibende Zahnrad 48 herum vor und zurück schwingen.

Hierdurch entsteht eine negative und positive Rotationsbeschleunigung und es ist für hohe Genauigkeitsanforderungen wünschenswert, die Reaktionskräfte zu absorbieren und auszugleichen.

Um dies zu erreichen, ist das Zahnrad 4E mit einem nicht dargestellten, weiteren Zahnrad verbunden. Dieses weitere Zahnrad treibt ein hydraulisches Pumpensystem an. In diesem Pumpensystem sind die Ventile derart angeordnet, 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

so Pumpe wirkt. Auf diese Weise erzeugt das hydraulische System während derjenigen Periode des Zyklus, in der das Treibrad 48 die schwingenden Transportwalzen 54, 60 beschleunigt eine zusätzliche Antriebsbewegung und es trägt zum Ausgleich der Reaktionskräfte durch das Getriebe bei. Während desjenigen Teils des Zyklus, in dem das Zahnrad 48 die Drehbewegung der schwingenden Transportwalzen 54 und 60 abbremst wird das hydraulische System durch entsprechende Ventilsteuerung umgekehrt so daß dieses Zahnrad das Antriebsrad für eine Pumpe wird und dadurch die durch die Abbremsung der Antriebsrollen 54, 60 entstehende Energie absorbiert

Hifiizii 4 Blatt

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen, bei welcher einer Bearbeitungsstation, die mindestens eine mit konstanter Geschwindigkeit rotierende auf die Materialbahn einwirkende Werkzeugtrommel aufweist, 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, und mit das Transportwalzenpaar tragenden Schwingarmen, die von einer exzentrisch an der Werkzeugtrommel angelenkten Verbindungsstelle angetrieben ^nd, wobei das Transportwalzenpaar und die Werkzeugtromme! einen gemeinsamen Antrieb besitzen, und zwischen diesem Antrieb und dem Transportwalzenpaar oder zwischen diesem Antrieb und der Werkzeugtrommel ein Getriebe mit verstellbarem Übersetzungsverhältnis vorgesehen ist, nach Patent P 18 12396, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zu dem Zahnrad (48) und zu der Schwenkachse (52) des Transportwalzenpaares (54,60) eine Trommel (49) angeordnet ist, um die die Materialbahn (W)herumgeführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung zur Regelung der Zuführgeschwindigkeit mit Sensoren (86,92) zur Erkennung von Markierungen auf der Materialbahn (W) und zur Erkennung wenigstens einer Drehstellung einer Werkzeugtrommel (20, 26) ausgestattet ist und eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleich der von den Sensoren gelieferten Signale enthält.