DE19746734C2 - Messerfaltvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messerfaltvor­ richtung mit Kurvenscheibensteuerung der Faltmesser gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Messerfaltvorrichtungen sind bekannt.

So wird im deutschen Gebrauchsmuster DE 94 12 210 U1 eine Faltvorrichtung mit zwei motorisch angetriebenen Faltmessern beschrieben, die mittels auf Wellen gela­ gerten Kurvenscheiben relativ zueinander vertikal bewegbar sind. Weiterhin weist diese Faltvorrichtung einen Einlauftisch für das zu faltende Material und eine Gegendruckstrecke auf. Hier werden die Faltmes­ ser motorisch direkt oder über mindestens zwei Kurvenscheiben je Faltmesser in Kulissen- oder Säu­ lenführungen angetrieben. Während der vertikalen Bewegung der Faltmesser müssen diese in Arbeitsrich­ tung zusätzlich eine Kippbewegung vollziehen, um das Material greifen und in den Tischspalt des Einlaufti­ sches drücken zu können. Diese Kippbewegung wird separat über Exzenterscheiben oder motorisch umge­ setzt.

Die vertikale Bewegung der Messer und deren Kippbe­ wegung erfordert eine Synchronisation der unterschiedlichen Antriebe, was insbesondere beim Anstreben sehr hoher Faltgeschwindigkeiten aufgrund der unterschiedlichen Massenträgheiten nachteiligerweise kaum zu realisieren ist. Für hohe Faltgeschwindigkei­ ten sind die herkömmlichen linearen Führungen an Faltmaschinen aufgrund der relativen Passungenauig­ keiten und des hohen Anteiles an Gleitreibung weniger gut geeignet. Sie benötigen zu dem ein separates Schmiersystem. In dem DE 295 16 426 U1 wurde deshalb bereits vorgeschlagen, auf Kurvenscheiben und die Zwangskopplung der Vertikal- und Kippbewegung ganz zu verzichten und rechnergesteuerte Servomotore ein­ zusetzen. Die Lösung ist jedoch hard- und softwaremäßig sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Verti­ kalbewegungen der Faltmesser sowie deren Kippbewegung so umzusetzen, daß deutlich höhere Faltgeschwindigkeiten erreicht und daß die Vertikal- als auch Kippbewegungen in ihrer Relation zueinander über den gesamten Geschwindigkeitsbereich konstant gehalten werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Mes­ serfaltvorrichtung entsteht durch den Einsatz von Kurvenscheiben, die Steuerbahnen sowohl für die Hub- als auch für die Kippbewegung der Faltmesser in einer Kurvenscheibe gemeinsam eingearbeitet enthalten. Da­ durch wird erreicht, daß man unabhängig von der Faltgeschwindigkeit ein konstantes Verhältnis der Be­ wegungen zueinander sichert und die Schwingneigung der Maschine herabsetzt, d. h. die Hub- und Kippbewe­ gung der Messerbalken wird exakt mechanisch synchronisiert. Vorteilhafterweise kann die Anzahl der Kurvenscheiben ggf. auf eine minimiert werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Messerantrieb sind nun Faltgeschwindigkeiten von über 150 Falten pro Minute erreichbar. Dadurch ist es erforderlich, daß die Transporteinrichtung des zu faltenden Materials vor und nach dem Faltprozess entsprechend der hohen Ge­ schwindigkeit angepaßt werden.

Zusätzlich erfolgt vorteilhafterweise eine Material­ beruhigung im Bereich des Materialeinlaufs, so daß das flächige Material in Abhängigkeit seiner Qualität und Eigenschaften im gestrafften Zustand den Faltmes­ sern zugeführt werden kann. Damit ist sicher gestellt, daß Wickel- oder Materialungenauigkeiten bereits vor dem Faltvorgang ausgeglichen werden kön­ nen.

Die gemäß der Weiterbildung des Anspruches 2 vorgese­ hene Bewegungsübertragungsvorrichtung, die als Parallelogramm ausgebildet ist, ermöglicht es vor­ teilhafterweise vollständig die nachteilige Gleitreibung durch eine Rollreibung zu kompensieren, zu deren Betrieb keine zusätzliche Schmierung erfor­ derlich wird. Durch den Einsatz des Parallelogramms ist weiterhin eine hohe Parallelität der Bewegung der Faltmesser gesichert.

Gemäß der Weiterbildung des Anspruches 3, eignet sich das Parallelogramm auch zur Mittenabstützung der Faltmesser. Dadurch wird ein Aufschwingen des Falt­ messers bei hohen Geschwindigkeiten verhindert. Insbesondere bei den hohen Arbeitsbreiten wird erreicht, daß die Faltmesser bei hoher Beanspruchung gegen Durchbiegung stabilisiert werden.

Gemäß der Ansprüche 4, 5 und 6 kann die Bewegungsüber­ tragungsvorrichtung auch als Schieber- bzw. Säulenführung ausgebildet sein.

Die gemäß den Ansprüchen 7 bis 11 vorgesehene Mate­ rialberuhigungseinrichtung dient dazu, die in die Faltvorrichtung einzuziehende Flächenbahn in exakte, ebene Form zu bringen, so daß der sich anschließende, mit hoher Geschwindigkeit ablaufende Faltprozeß durch Ungenauigkeiten in der Flächenbahnlage bzw. - ausbildung nicht gestört wird.

Die gemäß Anspruch 12 angegebene Kombination der als Parallelogramm ausgebildeten Bewegungsübertragungs­ vorrichtung und deren Antrieb durch einen hydraulischen oder elektrischen Servoantrieb macht es möglich, diese vorteilhafte Lösung auch für Faltma­ schinen einzusetzen, die keinen Kurvenantrieb aufweisen, um durch unterschiedliche Programmierung der Hubbewegungen auch alternierende Faltenformen er­ zeugen zu können.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Er­ findung werden anhand der Zeichnung und eines Ausführungsbeispieles erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Messerfaltmaschine mit Blick in den Tischspalt,

Fig. 2 eine Darstellung des Zusammenwirkens des Par­ allelogramms mit einer Kurvenscheibe,

Fig. 3 ein Parallelogramm zur Mittenabstützung,

Fig. 4 eine Darstellung der Steuerbahnen in einer Kurvenscheibe,

Fig. 5a eine als Schieberführung ausgebildete Bewe­ gungsübertragungsvorrichtung in schematischer Schnittdarstellung,

Fig. 5b die Schieberführung als Schnitt A:A,

Fig. 6a eine als Säulenführung ausgebildete Bewegungs­ übertragungsvorrichtung in schematischer Schnittdarstellung,

Fig. 6b die Säulenführung als Schnitt A:A,

Fig. 7 eine Materialberuhigungseinrichtung und

Fig. 8 eine schematische Darstellung der Faltvorrich­ tung.

In Fig. 1 ist in schematischer Darstellung eine er­ findunsgemäße Messerfaltvorrichtung mit Blick auf einen Tischspalt 7 dargestellt. Zwei Seitenteile 4 sind über drei Distanzrohre 15, eins im oberen und zwei im unteren Bereich, vibrationsfest miteinander verbunden. Ein oberes Faltmesser 14a und ein unteres Faltmesser 14b sind auf an sich bekannte Weise an ei­ nen oberen Messerbalken 5a bzw. unteren Messerbalken 5b befestigt. Oberhalb des oberen Messerbalkens 5a bzw. unterhalb des unteren Messerbalkens 5b sind je­ weils eine obere Koppelachse 3a und eine untere Koppelachse 3b in den Seitenteilen 4 gelagert. Zwei rechts und links der Seitenteile 4 auf einer Mitte­ lachse 18, die mit den Seitenteilen 4 verbunden ist, angeordnete Kurvenscheiben 8 enthalten jeweils die Informationen für die Hub- und Kippbewegung der Falt­ messer 14a und 14b in Steuerbahnen 17 nutenförmig eingearbeitet.

In die Steuerbahnen 17, deren Verlauf aus den Dar­ stellung von Fig. 4 schematisch zu entnehmen ist, greifen für den oberen Bereich die Hubkurvenrolle 42a und die Kippkurvenrolle 43a sowie für den unteren Be­ reich die Hubkurvenrolle 42b und Kippkurvenrolle 43b ein. Sowohl die Hubkurvenrollen 42 als auch die Kipp­ kurvenrollen 43 werden in einem Rollenträger 6a bzw. 6b gehaltert. Über ein Getriebemotor 13, ein Getriebe 12, einer Antriebswelle 11, ein Zahnriemen 10 und ein Zahnriemenrad 9 das auf der Mittelachse 18 aufsitzt, wird die Kurvenscheibe 8 in drehende Bewegung ver­ setzt. Hierbei werden die unteren und oberen Hubkurvenrollen bzw. Kippkurvenrollen 42 bzw. 43 zwangsweise ausgelenkt. Diese Bewegung wird über eine Bewegungsübertragungsvorrichtung auf die oberen und unteren Messerbalken 5a und 5b übertragen.

Die in Fig. 1 und Fig. 2 beispielhaft beschriebene Bewegungsübertragungsvorrichtung besteht aus einer Führungslasche 40a bzw. 40b und einer Distanzlasche 41a bzw. 41b. Die Führungslaschen 40a und 40b sind an den Punkten B und C und die Distanzlaschen 41a und 41b sind an den Punkten A und D der Rollenträger 6a und b drehbar gelagert. Eine über die Kurvenscheiben 8 und die Hubkurvenrollen 42a und 42b und Kippkurven­ rollen 43a und 43b auf die Rollenträger 6a und 6b übertragende Krafteinwirkung führt zu einer Auslen­ kung der Führungslaschen 40a und 40b. Auf Grund der starren Verbindung zu den Punkten A und B erfolgt, nach den Gesetzen eines Parallelogramms, zwangsläufig eine geradlinige Bewegung der Führungslaschen 40a und 40b über einen definierten Bereich. Die Länge des pa­ rallelen Weges bestimmen die Hebelverhältnisse (A, B sowie D) auf die sich die Führungslaschen 40a und 40b stützen. Die Exzentrizität der Steuerbahnen 17 lenkt die Führungslaschen 40a und 40b des Parallelogramms aus. Auf Grund der Drehbewegung der Kurvenscheiben 8 entsteht so eine Auf- und Abwärtsbewegung sowie alle 270° eine zusätzliche Kippbewegung. Die Bewegungen werden über Koppelachsen 3a und 3b auf beiden Seiten synchronisiert. Die Steuerbahnen 17 sind so gearbei­ tet, daß beispielsweise der Messerbalken 5a für den Zeitraum der Bewegung des Messerbalkens 5b in seiner Position verharrt. Damit ist gesichert, daß die zwi­ schen einer oberen Einlaufleiste 21 und einer unteren Einlaufleiste 22 gebildeten Falten nicht aus dem Tischspalt 7 springen.

Eine obere und untere Mittenabstützung 2a bzw. 2b sind im Schnitt A:A in Fig. 3 dargestellt. Die Mit­ tenabstützungen 2a und 2b sind jeweils an der oberen Koppelachse 3a und der unteren Koppelachse 3b sowie an den Messerbalken 5a und 5b drehbar befestigt. Die untere und die obere Mittenabstützung 2a bzw. 2b be­ stehen aus einem Mittenträger 30 und einen Mittelhalter 28.

Der Mittenträger 30 ist auf der einen Seite mittels eines Paßsitzes 29 mit der oberen bzw. unteren Kop­ pelachse 3a bzw. 3b und auf der anderen Seite mit dem Mittelhalter 28 drehbar verbunden, der wiederum mit seinem anderen Ende am Messerbalken 5 befestigt ist. So können die Mittenabstützungen 2a bzw. 2b den Bewe­ gungen der Messerbalken 5a bzw. 5b folgen und gleichzeitig durch entsprechende Festlegung der geo­ metrischen Abmaße eine Durchbiegung der Messerbalken 5a bzw. 5b verhindern.

Die Anordnung von mehr als einer Mittenabstützung 2a bzw. 2b ist vorteilhafterweise möglich.

Fig. 5a und 5b zeigen schematisch eine Schieberfüh­ rung 46 als Variante der Bewegungsübertragungsvorrichtung. Fig. 5b ist ein Schnitt A:A der Schieberführung gemäß Fig. 5a.

Die Kurvenscheiben 8 enthalten in ihren Steuerbahnen 17 die Informationen für die Hub- bzw. Kippbewegung des unteren Messerbalkens 5b und des oberen Messer­ balkens 5a. Mittels der oberen bzw. unteren Hubkurvenrolle 42a bzw. 42b und der oberen und unte­ ren Kippkurvenrolle 43a bzw. 43b, die mit den oberen Rollenträger und unteren Rollenträger 6a bzw. 6b ver­ bunden sind, werden diese Bewegungsinformationen auf die Schieberführung 46 übertragen, die wiederum diese Bewegungsinformationen auf die Trägerachsen 19 über­ trägt. Die in einer Freimachung 26 geführte Schieberführung 46 übernimmt vom oberen Rollenträger und unteren Rollenträger 6a bzw. 6b die Bewegungsin­ formationen und gibt sie an einen Schieber 47 weiter, der eine linear geführte Bewegung ausführt.

In Fig. 6a und in Fig. 6b ist ebenfalls eine mögliche Variante einer Bewegungsübertragungsvorrichtung in Form einer Säulenführung dargestellt.

Die über die Mittelachse 18 angetriebene Kurvenschei­ be 8 die in ihren Steuerbahnen 17 die Bewegungsinformationen für den oberen und unteren Messerbalken 5a bzw. 5b enthält, überträgt diese Be­ wegungsinformationen auf die Säulenführung 34. In der Freimachung 26 der Seitenteile 4 wird an einer Säule 37 linear eine Gleitbuchse 36 geführt. Die Gleitbuch­ se 36 erhält wie schon beschrieben ihre Bewegungsinformation vom oberen Rollenträger und un­ teren Rollenträger 6a bzw. Gb.

In Fig. 7 ist eine Materialberuhigungseinrichtung 50 beispielhaft dargestellt. Zwischen einer Andruckwelle 54 und einem Abdeckblech 52 wird eine Flächenbahn 51 geführt. Ein unter dem Abdeckblech 52 angeordneter Schlauch 53 bewirkt eine elastische druckregelbare Anpassung des Abdeckbleches 52 an die Andruckwelle 54. Sowohl der Schlauch 53 als auch das Abdeckblech 52 werden auf einem Träger 55 gehaltert. Die Andruck­ kraft zwischen Andruckwelle 54 und Abdeckblech 52 wird über ein Druckregelventil 56 eingestellt. Nach Durchlaufen der Flächenbahn 51 durch die Materialbe­ ruhigungseinrichtung 50 wird erreicht, daß die Flächenbahn 51 im wesentlichen spannungsfrei und im gestrafften Zustand in die Faltvorrichtung eingeführt werden kann. Damit ist sichergestellt, daß Wickel- und/oder Materialungenauigkeiten sowie Verspannungen bereits vor dem Faltvorgang ausgeglichen werden kön­ nen.

In Fig. 8 ist im Überblick die Anordnung des Bedienpa­ neles 1, der Materialberuhigungseinrichtung 50, einer Faltenhöhenmeßeinrichtung 20 sowie einer vertikalen und horizontalen Gegendruckeinrichtungen 60 bzw. 70 schematisch dargestellt.

Bezugszeichenliste

1

Bedienpanel

2

a obere Mittenabstützung

2

b untere Mittenabstützung

3

a obere Koppelachse

3

b untere Koppelachse

4

Seitenteil

5

Messerbalken

5

a oberer Messerbalken

5

b unterer Messerbalken

6

a oberer Rollenträger

6

b unterer Rollenträger

7

Tischspalt

8

Kurvenscheibe

9

Zahnriemenrad.

10

Zahnriemen

11

Antriebswelle

12

Getriebe

13

Getriebemotor

14

a oberes Faltenmesser

14

b unteres Faltenmesser

15

Distanzrohr

16

Faltenpaket

17

Steuerbahn

18

Mittelachse

19

Trägerachse

20

Faltenhöhenmeßeinrichtung

21

obere Einlaufleiste

22

untere Einlaufliste

23

Untertisch

24

Obertisch

25

Anzeige

26

Freimachung

27

Deckleiste

28

Mittelhalter

29

Paßsitz

30

Mittenträger

34

Säulenführung

35

Trägerachsenlager

36

Gleitbuchse

37

Säule

38

Trägerplatte

40

a obere Führungslasche

40

b untere Führungslasche

42

a obere Hubkurvenrolle

42

b untere Hubkurvenrolle

43

a obere Kippkurvenrolle

43

b untere Kippkurvenrolle

46

Schieberführung

47

Schieber

50

Materialberuhigungseinrichtung

51

Flächenbahn

52

Abdeckblech

53

schlauch

54

Andruckwelle

55

Träger

56

Druckregelventil

60

vertikale Gegendruckeinrichtung

62

Druckplatte

66

Druckzylinder

70

horizontale Gegendruckeinrichtung

72

Gegendruckleiste

77

Pneumatikantrieb

Claims (12)

1. Messerfaltvorrichtung mit Kurvenscheibensteuerung der Faltmesser, Einlauftisch und Gegendruckein­ richtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurvenscheibe (8) Steuerbahnen (17) sowohl für die Hubbewegung als auch für die Kippbewegung der Faltmesser (14a, 14b) aufweist, wobei zur Übertragung der Hub- und Kippbewegung auf die Faltmesser (14a, 14b) in die Steuerbahnen (17) Kurvenrollen (42a, 42b, 43a, 43b) eines Rollenträgers (6a, 6b), der mit einer Bewegungsübertragungsvorrichtung verbunden ist, auslenkbar eingreifen.

2. Messerfaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsübertragungsvorrichtung als Parallelogramm ausgebildet ist, das aus einer Führungslasche (40a, 40b) und einer Distanzlasche (41a, 41b) besteht, die jeweils drehbar an einem Seitenteil (4) und am Rollenträger (6a, 6b) befestigt sind.

3. Messerfaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Parallelogramme zur Mittenabstützung der Faltmesser (2a, 2b) angeordnet sind.

4. Messerfaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsübertragungsvorrichtung als Schieberführung (46) mit einem in der Schieberführung (46) linear geführten Schieber (47) ausgebildet ist, der mit dem Rollenträger (6a, 6b) und mit dem Messerbalken (5a, 5b) verbunden ist.

5. Messerfaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberführung (46) am Seitenteil (4) befestigt ist.

6. Messerfaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsübertragungsvorrichtung als Säulenführung (34) mit einer in der Säulenführung (34) linear geführten Gleitbuchse (36) ausgebildet ist, die am Rollenträger (6a, 6b) und an der Trägerachse (19) befestigt ist.

7. Messerfaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Materialberuhigungseinrichtung (50) vor dem Einlauf der Flächenbahn (51) in einen Tischspalt (7) angeordnet ist.

8. Messerfaltvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialberuhigungseinrichtung (50) ein Abdeckblech (52) für die Flächenbahn (51) und eine oberhalb des Abdeckblechs (52) angeordnete und mit ihr kontaktierende Andruckwelle (54) aufweist.

9. Messerfaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktdruck zwischen dem Abdeckblech (52) und der Andruckwelle (54) regelbar ist.

10. Messerfaltvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckregelung unterhalb des Abdeckblechs (52) ein mittels eines Druckregelventils (56) regelbares Druckluftreservoir angeordnet ist.

11. Messerfaltvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckluftreservoir als Schlauch (53) ausgebildet ist.

12. Messerfaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die als Parallelogramm ausgebildete Bewegungsübertragungsvorrichtung ggf. anstelle einer angetriebenen Kurvenscheibe (8) direkt mit einem hydraulischen Antrieb oder einem Servomotor verbunden ist.