DE2112807B2

DE2112807B2 - Vorrichtung zum Bedrucken bzw. Formstanzen von direkt aufeinanderfolgenden Abschnitten einer Materialbahn

Info

Publication number: DE2112807B2
Application number: DE19712112807
Authority: DE
Inventors: Thomas Desmond Solihull Warwick Bishop (Ver. Koenigreich)
Original assignee: DERITEND ENGINEERING Co Ltd BIRMINGHAM (VER KOENIGREICH)
Current assignee: Deritend Engineering (1983) Ltd Banbury Oxfords
Priority date: 1970-03-18
Filing date: 1971-03-17
Publication date: 1980-04-24
Also published as: DE2112807C3; GB1324169A; DE2112807A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bedrukken bzw. Formslanzen von direkt aufeinanderfolgenden Abschnitten einer Materialbahn, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung wird verwendet, um Materialbahnabschnitte, die in ihren Ausmaßen variieren können, zu bedrucken oder zu stanzen. Wenn Materialbahnabschnittc bearbeitet werden sollen, die etwa der Umfangsabmcssung der Formwalze entsprechen, dann entsteht zwischen aufeinanderfolgenden Materiaibahnabschnittcn kein oder nur geringer Verschnitt. Bei Mnterialbahnabschnittcn, deren Länge deutlich kleiner ist als die Umfangslänge der Druckbzw. Stanzform der Formwalze, entstünde bei forllaufendem Materialbühntransport zwischen zwei aufeinanderfolgenden Materiaibahnabschnittcn jeweils ein beträchtlicher Verschnitt. Man versucht daher durch die Verwendung von Vorschubeinrichtungen den Verschnitt möglichst klein zu halten. Mit einer bekannten Vorrichtung (DE-AS 10 19 545) sollen Materialbahnabschnitte ausgestanzt, abgeschnitten und anschließend geprägt werden. Hierbei wird eine Materialbahn zunächst mit Hilfe von Grobvorschubwalzen in den Bereich einer vertikal bewegbaren Stanze transportiert und dann durch eine hebelartige Feinvorschubeinrichtung sowie mit Hilfe eines lichtelektrische!! Fühlers in der gewünschten Lage innerhalb der Stan/c ausgerichtet. Danach können die ein/einen Abschnitte mittels einer Schere von der Malcrialbahn abgeschnitten und anschließend /wischen Prägewalzen mit Prägclinicn versehen werden. Bei dieser bekannter Ausführung sind daher einerseits mehrere verschiedene Vorschubeinrichtungen und andererseits Bearbeitungseinrichtungen (Stanze, Schere und Prägewalzen) für eine Bearbeitung von Materialabschnitten erforderlich; außerdem ist eine solche Einrichtung nicht für eine Produktion mit großen Materialbahn-Transportgeschwindigkeiten geeignet.

Aus der DE-PS 9 22 772 ist ferner eine Bearbeitungsvorrichuing der eingangs genannten Art bekannt, die insbesondere als Rotationdruckmaschine verwendet

ίο wird und bei der die zu bearbeitende Materialbahn hintereinander mehrere Bearbeitungswalzenpaare durchläuft, wobei der Vorschub der Materialbahn mit Hilfe eines Vorschubwerkes erfolgt, das eine Vorschubwalze und zwei Andrückwalzen enthält. Außerdem ist

li hierbei zwischen Transportwalzen und den Bearbeitungswalzen eine die Materialbahn schleifenförmig führende Ausgleichseinrichtung vorgesehen, die dafür sorgt, daß die Materialbahn vor jedem Be?rbeitungsvorgang bis auf etwa Umfangsgeschwindigkeit der Bearbeitungswalzen beschleunigt, nach dem Bearbeitungsvorgang abgebremst und anschließend zurückgeholt wird. Zu diesem Zweck ist im wesentlichen ein in vertikaler Richtung auf- und abbewegbarer Wagen mit Leitwalzen vorgesehen, der über einen Mehrfach-Zahn-Stangenantrieb sowie über eine Nockeneinrichtung angetrieben wird und antriebsmäßig mit der genannten Vorzugseinrichtun? in Verbindung steht. Diese allein aufgrund ihrer Vorschubeinrichtung konstruktiv äußerst aufwendige Vorrichtung läßt sich lediglich für leicht

ίο biegsame Materialbahnen, insbesondere für verhältnismäßig dünne unti flexible Druckpapierbahnen verwen den.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einfacher Bauweise auch steife Materialbahnen bedruckt und gestanzt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnenden Teils des Anspruchs I gelöst.

Da bei der erfindungsgemätien Vorrichtung die Vorschubeinrichtung mit den in der erläuterten Weise zusammenwirkenden und an- und abstellbaren Walzen (Vorschubwalze und Gegenwalze) ausgestattet ist, lassen sich vor allem auch steife Materialbahnen (wie Pappe) zuverlässig und weitgehend verschnittfrei zwischen dem Bearbeitungswalzenpaar hindurchtransportieren und dabei in der gewünschten Weise bearbeiten (bedrucken bzw. formstanzen), wobei dieses Bearbeiten ruckirei erfolgen kann, d. h. jegliches

ίο Überstrecken oder gar Reißen der Materialbahn wird vermieden. Die Matcrialbahn wird hierbei nämlich während des Bedrückens oder Formstanzens lediglich von dem Bearbeitungswalzenpaar transportiert, während die Vorschubwalze und Gegenwalze der Vorschubeinrichtung nur vor einem Bearbeitungsvorgang (durch das Bcarbeitungswalzenpaar) und danach den Transport der Materialbahn in der gewünschten Weise übernimmt, d. h. wenn die Druck- bzw. Stanzform den Bearbeitungswalzenspalt verläßt und dadurch von der

W) Materialbahn außer Eingriff kommt, dann wird die Materialbahn von der Vorschubwalze und Gegenwalze ergriffen, abgebremst, beschleunigt eine bestimmte Strecke /urücktransportiert und dann für den nächstfolgenden Druck- bzw. Stanzvorgang bereit gehalten.

h^ri wobei sie dann wiederum bis auf Umfangsgeschwindigkeit des Bcarbeitungswalzenpaares beschleunigt wird. Diese Vorschubeinrichtung kann dabei in ihrer Konstruktion äußerst einfach gehalten sein, wobei sie

irotzdem eine verhältnismäßig große Bearbeitungsgeschwindigkeit für die Materialbahn gestattet; der Verschnitt zwischen zwei aufeinanderfolgenden, bearbeiteten Matertalbahnabschnitten ist dabei auf ein Kleinstmaß herabgesenkt

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 2 bis 7 Schema-Ansichten sechs aufeinanderfolgender Stadien eines Arbeitszyklus der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung;

Fig.8 eine graphische Darstellung, die sich auf die Fig. 2bis7 bezieht

Die in F i g. 1 gezeigte, bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient zum Bearbeiten (Bedrucken bzw. Formstanzen) von direkt aufeinanderfolgenden Abschnitten einer Materialbahn 22. Die Vorrichtung enthält ein Bearbeitungswalzenpaar, näm lich eine Formwalze 20 mit einer sich nur über einen Teil des Walzenumfangs erstreckenden Druck- '/zw. Stanzform 23 und eine mit gleicher Geschwindigkeit wie die Formwalze 20 kontinuierlich umlaufende Gegendruckwalze 21.

Die Formwalze 20 trägt zwei fest mit ihr verbundene, jedoch in Umfangsrichtung gegeneinander verstellbare Betätigungsnocken 35,36. Die Formwalze 20 wird über eine Kette angetrieben, die mit einer Welle 40 verbunden ist, welche eine Nocke 41 trägt

Ferner ist eine Vorschubeinrichtung vorgesehen, die eine reversibel antreibbare Vorschubwalze 43 und eine damit zusammenwirkende, an- und abstellbare Gegenwalze 45 enthält Die Vorschubwalze 43 weist an ihrem einen Ende ein Ritzel auf, das mit einer bogenförmigen Zahnstange 47 in Verzahnungseingriff steht. Die Zahnstange 47 wird von einem Winkelhebel 49 gelragen, der gelenkig auf einer Achse 50 angeordnet ist und unter dem Druck einer Feder 51 steht. Von dem Winkelheb"! 49 wird eine mit den Nocken 35 und 36 zusammenwirkende Rolle 53 getragen.

Die Nocke 41 wirkt auf eine Rolle 60, die von einem Winkelhebel 61 getragen wird, der bei 62 drehbeweglich gelagert ist und durch ein Verbindungsglied 64 mit einer Kurbel 65 verbunden ist. Die Kurbel 65 dreht eine Welle 67, auf dereine weitere Kurbel 69 & !geordnet ist, die die Gegenwalze 45 trägt

Während einer Drehbewegung der Formwalze 20 bewegen die Nocken 35 und 36 die Nockenfolgerolle 53 und somit den Winkelhebel 49 mit der Zahnstange 47 (um die Achse 50) zweimal hin und her, wodurch die Zahnstange 47 jedesmal im Ritzel der Vorschubwalze 43 vorbfib<.:wegt und somit diese in Drehung versetzt wird. D\C [Vehrichtung und die Größe der Beschleunigung häng¹ von der Form der Nocken ab. Durch den Nocken 41 wird die Gegenwalze 45 in zeitlich abgextitTimtem Verhältnis zur Formwalze 20 von der Vorschubwalze 43 abgehoben und gegen die Vorschubwalze abgesenkt.

In Fig.8 ist ein vollständiger Arbeitszyklus der in Fig. I dargestellten Vorrichtung veranschaulicht. Die Malerialbahn 22 soll aus ihrer Ruhestellung auf eine Geschwindigkeit beschleunigt werden, die der Umfangsgeschwindigkeit der Formwalze 20 entspricht; die Materialbahn 22 soll dabei durch das Bearbeitungswal /cnpaar 20, 21 und unter der Druck- bzw. Stanzform 2J hindurchtransporlierl verden, worauf dann — nach beendetem Drucken b/w. Formstanzen — die Malerialbahn bis auf Ruhestellung abgebremst wird. Die Materialbahn mit dem bearbeitenden Abschnitt wird dann in entgegengesetzter Richtung beschleunigt und durch den Walzenspalt des Bearbeitungswalzenpaares zurückgeführt, während sich die Druck- bzw. Stanzform 23 in einer unwirksamen Stellung gegenüber der Materialbahn und dem Walzenspalt befindet. Die Materialbahn 22 wird dann in der Stellung erneut angehalten, in der der nächste Bearbeitungszyklus (mit ίο erneuter Beschleunigung der Materialbahn auf Umfangsgeschwindigkeit der Formwalze 20) beginnt, wenn die hintere Kante des zuvor bedruckten oder gestanzten Abschnittes der Materialbahn den Bearbeitungswalzenspalt erreicht oder gerade passiert hat und wenn die Vorderkante 32 der Form 23 den Spalt erreicht Der nächstfolgende Materialbahnabschnitt kann dann meist unmittelbar hinter dem ersten Abschnitt der Materialbahn gedruckt bzw. gestanzt werden.

Die Größe der Materialbahnbeschleunigung ist zu - 20 jeder Zeh gleichmäßig, ungeachtet der Richtung. Diese Größe wird von der Oberfläche dts Materials (Pappe), der Art der Vorschubwalze sowie von anderen Faktoren abhängen, die die maximale Beschleunigung begrenzen, wobei diese Beschleunigung jedoch schlupffrei möglich ist Durch Verwendung einer gleichmäßigen B-schleunigungsgröße (in beiden Transportrichiungen) sind die Abschnitte des Bearbeitungszyklus gleich, die sich bei einer Beschleunigung der Materialbahn aus der Ruhestellung auf eine maximale Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung sowie in gleicher Weise in umgekehrter Richtung ergeben. Die Länge eines jeden Beschleunigungs- und Verzögerungsabschnittes des Bearbeitungszyklus entspricht der effektiven Länge der Zahnstange 47. Um diese Länge auf einem Kleinstwert zu halten, wird es vergezogen, ansonsten freie Abschnitte des Bearbeitungszyklus (soweit es die Zahnstange betrifft) für das Zurückführen der Zahnstange zu verwenden, so daß sie einen wiederholten Hub in derselben Richtung mit gleichen Effekt ausführen kann, ohne daß sie einen extrem langen Einzelhub in einer Richtung ausführt.

In Fig. 8 veranschaulicht die Linie 70 bis 77 die Umfangsgeschwindigkeit der Vorschubwalze 43 sowie die Richtung der Drehbewegung. Die horizontale Linie, die an ihren entsprechenden Enden rrit 0° und 360^c bezeichnet ist, stellt einen vollkommenen Arbeitszyklus bzw. eine vollkommene Umdrehung der Formwalze 20 dar. Während dieser Umdrehung wird die Materialbahn 22 in Vorwärtsrichtung von der horizontalen Linie (bei der Geschwindigkeit 0) auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, die durch die strichpunktierte Linie 80 veranschaulicht ist, welche die Umfangsgeschwindigkeit der Formwalze 20 darstellt. Am Ende dieser Beschleunijung vam Ende der Linie 70 in Fi g. 8) bewegt sich die Materialbahn mit der Umfangsgeschwindigkeit der Formwalze 20; das Drucken bzw. Formstanzen kann dann beginnen. Während dieses Beschleunigungsabschnittes ist die Gegenwalze 45 der Vorschubeinrichtung an die Vorschubwalze 43 angestellt und wirkt mit dieser zusammen, so daß die Materialbahn zwischen diesen beiden Walzen beschleunigt werden kann. Am Ende dif.es Abschnittes wird die Gcgcnwalze 45 von der Vorschubwalze 43 abgestellt, wodurch die Materiaibahn während des Druck b/w. .Stanzvorganges ihre Transportbewcgiifji ohne die Hinwirkung der Vorschubwalze 4.3 fortsetzen kann.

Die Vorschubwalze 43 kann in ihrer Geschwindigkeit bis auf 0 abgebremst werden, wie durch die I inic 71

dargestellt ist. Während dieses ganzen, durch die Linien 7Ci und 71 dargestellten Abschnittes des Bearbeitungszyklus hat sich der Winkelhebcl 49 um seine Drehachse 50 in der einen Richtung bewegt, und die Vorschubwalze 43 wurde beschleunigt und abgebremst durch eine Bewegung der Zahnstange 47 in einer einzigen Richtung.

Der Winkelhebel 49 wird dann in seiner Bewegung umgekehrt, damit die Zahnstange 47 in dieselbe Lage zurückkehrt, in der sie sich zu Beginn des ersten Beschleunigungsabschnittes befand (Linie 70). Die Linien 74 bis 77 veranschaulichen Wiederholungsvorgange am Winkelhebel, wobei die Vorwartsbeschlcunigung der Vorschubwalze endet, wenn sie dieselbe Umfangsgeschwindigkeit wie die Formwalze 20 und dieselbe Drehrichtung wie diese Formwalze besitzt; sie endet zu der Zeit, in der das Drucken bzw. Formstanzen

äugtäCiiiGSSCn iäl

iC 5iCii 3u3 F i g. 8 Cr

die Gegenwalze 45 dann herabgelassen und mit der Maierialbahn 22 in Berührung gebracht, so daß diese mit der Vorschubwalze 43 in Berührung gedruckt wird, wodurch dann ein Abbremsen der Materialbahn auf eine Transportgeschwindigkeit von Null (Linie 75), eine Beschleunigung der Materialbahn auf dieselbe Geschwindigkeit, jedoch in umgkehrter Richtung (Linie 76) und ein erneutes Abbremsen der Materialbahn auf Null bei fortgesetzter umgekehrter Geschwindigkeit der Materialbahn (Linie 77) ermöglicht wird.

Es sei festgestellt, daß ein vollständiger Bearbeitungszykius, also die Beschleunigungs- und Vcrzögerungsabschriitte, zwei Intervalle einschließt, die in F i g. 8 mit > und /bezeichnet sind. Das Intervall ζ is! erforderlich, um nach Beendigung der Bewegung (angezeigt durch die Linie 73) die Vorschubwalze nicht vor dem geeigneten Zeitpunkt im Bearbeitungszyklus zu beschleunigen: / wird daher von variabler Länge sein, wozu ζ einen Kleinswert besitzt oder gleich Null ist. wenn das Drucken oder Formstanzen über einen Zeitabschnitt dauert, der gleich dem ist. der für den Abschnitt gemäß den Linien 71 bis 74 erforderlich ist. d. h. wenn die Druck- bzw. Stanzform sich über einen bogenförmigen Teil des Umfangs der Formwalze 20 erstreckt, der gleich dem Teil des ganzen Umfangs ist, wenn die Zeitabschnitte für die Bearbeitungen gemäß den Linien 71 bis 74 gleich den Zeitabschnitten für einen ganzen Bearbeitungszyklus sind. In diesem Falle, d. h. wenn ζ gleich Null ist, weist y einen Maximalwert auf. Wenn in gleicher Weise ein größerer Bearbeitungsabschnitt hergestellt werden soll, wodurch ζ in seiner Größe zunimmt, dann verringert sich y und im Extremfalle ist y gleich Null. Diese beiden Faktoren werden durch Verstellung der Nocke 35 relativ zur Nocke 36 eingestellt: die Intervalle dazwischen entsprechen ν und

Falls die Druck- bzw. Stanzform sich über einen besonders kleinen Bogenabschnitt des Umfangs der Formwalze 20 erstreckt, dann kann sie verdoppelt werden (doppelter Nutzen). Somit ist es in der Praxis dann lediglich erforderlich, für den Fall Vorsorge zu treffen, in dem die Druck- bzw. Stanzform sich über etwa mehr als 1IM)" des Umfangs erstreckt und solange y und ζ etwa gleich der Summe aus 70 bis 77 ist. Der Verschnitt zwischen aufeinanderfolgenden Materialbahnabschnitten kann dann im wesentlichen auf Null gehalten werden.

F i g. 2 veranschaulicht die Bearbeitungsanordnung der Teile, wenn die vordere Kante 32 der Form 23 den ßearbcitungswalzenspalt erreicht, die Gegenwalze 45 angcsicü! ::! und die Vorschubwalze 43 die Materialbahn 22 nach vorwärts beschleunigt, so daß die hin'.erc Kante des zuletzt bearbeiteten Materialbahnabschnittcs den Bearbeitungswalzcnspalt erreicht oder vorzugsweise gerade passiert, wenn die Vorderkante 32 den Bearbcitungswalzenspalt erreicht.

In Fig. 3 ist die abgebremste Vorschubwalze 43 und die abgestellte Gcgenwalze 45 dargestellt, so daß die Mater ialbahn 22 nur mittels der Druck- bzw. Stanzform 23 dur b den Bearbeitungswalzenspalt hindurchgefühn werden kann.

Fig. 4 zeigt, wie die Zahnstangc· 47 zurückgeschwenkt wird.

In F i g. 5 ist veranschaulicht, wie die Vorschubwalze 43 erneut vorwärts beschleunigt und deren Gegenwal/e 45 angestellt wird, wenn das hintere Ende 31 der Druckbzw. Stanzform 23 dem Bearbeitungswalzenspalt passiert.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Arbeitsstellung wird die Vorschubwalze auf 0 abgebremst und die Materialbahn 22 verzögert, bevor die Materialbahn in umgekehrter Richtung (vgl. F i g. 7) beschleunigt wird.

In der Praxis ist es wünschenswert, die Vorschubwalze während eines Augenblicks bei maximaler Vorwärtsgeschwindigkeit zu halten, während deren Gegenwalze 45 abgesenkt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorschubwalze durch die Materialbahn zu beschleunigen, bevor das Drucken bzw. Formstanzen fortgesetzt wird. Hierdurch wird ein Zuschnappen vermieden. In gleicher Weise und aus denselben Gründen kann die Vorschubwalze auf ihre maximale Geschwindigkeit beschleunigt und die Gegenwalze in Eingriff gebracht werden, kurz bevor der Druck- bzw. Stanzv- ."gang beendet ist und bevor das Abbremsen beginnt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bedrucken bzw. Formstanzen von direkt aufeinanderfolgenden Abschnitten einer Materialbahn, mit einem Bearbeitungswalzenpaar, enthaltend eine Formwalze mit einer sich nur über einen Teil des Walzenumfanges erstreckenden Druck- bzw. Stanzform sowie eine mit gleicher Geschwindigkeit wie die Formwalze kontinuierlich umlaufende Gegendruckwalze, ferner mit einer Vorschubeinrichtung, die die Materialbahn vor jedem Druck- bzw. Stanzvorgang bis auf Umfangsgeschwindigkeit des Bearbeitungswalzenpaares beschleunigt, sie nach diesem Druck- bzw. Stanzvorgang abbremst und anschließend zurückholt, d a durch gekennzeichnet, daß die auf eine steife Materialbahn, wie Pappe, einwirkende Vorschubeinrichtung eine mit einer an- und abstellbaren Gegenwalze (45) zusammenwirkende, reversibel antreibb-are Vorschubwalze (43) enthält und daß die Gegenwaize (45) gleichzeitig mit dem Beginn des Druck- bzw. Stanzvorganges von der Vorschubwalze (43) abgestellt und gleichzeitig mit dem Ende des Druck- bzw. Stanzvorganges an die Vorschubwalze (43) angestellt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch ), bei der die Vorschubeinrichtung einen durch Betätigungsnokken gesteuerten Zahnstangenantrieb enthält, dadurch gekennzeichnet, daß an der Formwalze (20) zwei in Umfangsrichtung gegeneinander verstellbare, die Zahnstange (47) während einer Umdrehung der Formwalze (20) zweimal hin und her bewegende Betätigungsnocken(35,36) vorgesehen sind.