DE2003468A1

DE2003468A1 - Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen

Info

Publication number: DE2003468A1
Application number: DE19702003468
Authority: DE
Inventors: Floyd Steinmetz
Original assignee: ROTOGRAPHIC MACHINERY CO
Current assignee: ROTOGRAPHIC MACHINERY CO
Priority date: 1969-01-30
Filing date: 1970-01-27
Publication date: 1970-08-13
Also published as: DE2003468C3; FR2029658A6; NL166666B; SE342179B; CH500895A; NL166666C; DE2003468B2; NL6911923A; BE735356A; GB1217656A; JPS5242953B1; US3667354A

Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHDNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

23. Januar 1970

The Rotographic Machinery Company, Baltimore, Maryland 21209, U.S.A.

Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen, bei welcher einer Bearbeitüngsstation periodisch eine vorbestimmbare Bahnlänge unter Bildung eines auf den Materialbedarf der Bearbeitungsstation in einer Arbeitsperiode abgestimmten Bahnvorrates mittels vor der Bearbeitungsstation angeordneten Transportmitteln zugeführt wird, die aus einem rotatorisch angetriebenen, von der Bearbeitungsstation abgeleitete Schwingbewegungen in Bahnlängsrichtung ausführenden Transportwalzenpaar bestehen, zwischen dessen Walzen die Bahn hindurchläuft.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in der Verpackungsindustrie als Sohneid-Palt-Vorrichtungen für Materialbahnen benutzt, wobei diese Vorrichtung von einer Vorratsrolle od»r einem sonatigen Vorrat her mit einer unbedruckten oder bedruckten Materialbahn gespeist wird.

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Bei der Herstellung unterschiedlicher Schnitt- oder Drucklängen auf einer fortlaufenden liaterialbahn hat man bisher entweder den Durchmesser des Druck- oder Schneidzylinders der Maschine zur Anpassung an die Schnittlänge oder Drucklänge geändert oder man hat eine veränderliche Länge der Materialbahn zwischen zwei schwere Platten geführt, die dann die gewünschte Bahnlänge ausschnitten. Dann öffnete man die Platten wieder und begann den Arbeitszyklus von neuem.

Ein anderes /erfahren bestand darin, daß man zunächst die Materialbahn in Bögen der gewünschten Länge zerschnitt und diese Bögen dann zwischen Platten oder Rotationszylindern hindurchführte. Bei diesem Verfahren bildet die Herstellung unterschiedlicher Schnittlängen selbstverständlich keine Schwierigkeit. Die einzelnen Blätter können nur gerade durch die Maschine hindurchwandern und man muß nur jeweils ein Blatt je Umdrehung der iiaschine in diese einführen, wobei man unterschiedliche Schnitt- oder Drucklängen herstellen kann.

Zur besseren Erläuterung soll zunächst der Begriff "veränderliche Repetierlänge¹¹ erklärt werden. Es ist damit gemeint, daß eine Schneid-Palt-Vorrichtung so eingestellt werden kann, daß mit ihr jede beliebige Bahnlänge im Arbeitsbereich der Maschine geschnitten werden kann. Aus dem der Maschine zugeführten Material muß in Vorschubrichtung eine wählbare Bahnlänge abgeschnitten werden können, und wenn die Materialbahn einer Schneid-

Falt-Vorrichtung zugeführt wird, so muß dieser Abschnitt mit einem stets wiederkehrenden Muster bedruckt werden, wobei beispielsweise alle 63 cm ein Druckmuster auf die Bahn aufgebracht wird.

Wenn die abzuschneidenden Blätter beispielsweise zu Pappbehältern, beispielsweise Speiseeisbehältern, geschnitten werden sollen, muß die Abschnittlänge direkt

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und genau auf das Druckbild passen und sie muß genau der Repetierlänge des Druckvorganges entsprechen, ohne sich aufsummierende Fehler zu verursachen. Als nächster Auftrag könnte z.B. eine Fleischverpackung von einer anderen und unbedruckten Papierrolle hergestellt werden müssen, wobei die Repetierlänge beispielsweise 9b cm betragen kann.

Das Grundproblem besteht darin, diese unterschiedliche Repetierlänge der Abschnitte genau einzuhalten. Um mit

Höchstgeschwindigkeiten arbeiten zu können, ist es

wünschenswert, zur Durchführung des Schnittvorganges eine Rotationsbewegung zu -verwenden, weil die beim Schneiden und Falten entstehenden Belastungen sehr hoch sind und aus diesen Grunde die einzelnen Maschinenele mente, wie die in den Pressen benutzten Platten, unge wöhnlich massiv sein müssen, um während der Schneid- und Faltbelastung keine Durchbiegung zu erleiden. Die Sohwingbewegung der Schneidmasse begrenzt deshalb die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine. Aus diesem Grunde ist eine Rotationsbewegung eines Trommelpaares günstiger und gestattet eine wesentlich höhere Arbeitsgeschwindigkeit.

Auf der anderen Seite ist es erforderlich, das Material in einen glatten Einlauf in die Maschine einzuführen.

Beispielsweise nufl die Material baiin bei Verwendung einer Plattenpresse zu den Zeitpunkt eingeführt werden, wo die Platten geöffnet sind. Die Bahn muß angehalten und in Warteposition gebracht werden, während die Platten zur Durchführung des Schneidverganges aufein^ndergesetzt werden, und die· erfordert natürlich, daß die Vorschubbewegung der Kaschine zeitweise stillgesetzt wird und daher letzten Endes Produktionszeit verloren geht. Weiterhin ist es bei den bekannten Vorrichtungen nötig, Trommeln mit festem Durchmesser zu verwenden, auf denen die Schneidwerkzeuge oder die Druckplatten öler auch

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Werkzeuge unterschiedlicher Länge montiert sind, um die sonst erforderliche Auswechslung der Trommeln zu vermeiden.

Bei der Herstellung von Milchbehältern auf rotierenden Schneid-Palt-Vorrichtungen ist es beispielsweise üblich, die ganze Maschine für eine bestimmte Bogenlänge herzustellen, wobei ein bestimmter Trommeldurchmeaser verwendet wird.

Bei verschiedenen Banddruckpressen muß bei einer Veränderung der Repetierlänge die ganze die Druckplatten tragende Trommel ausgewechselt werden. Pur einen normalen Gewerbebetrieb, in dem eine Vielzahl verschiedener Typen und Arten von Behältern hergestellt werden muß, ist dieser Umbau zeitraubend und kostspielig.

Die Verarbeitung von Materialbahnen ist günstiger als die Verarbeitung einzelner Blätter, da sich der Papieroder Pappvorrat in Form einer Vorratsrolle billiger und einfacher verarbeiten läßt. Die Form des von der Vorratsrolle abzuschneidenden Abschnittes ist oft unregelmäßig und so gestaltet, daß die auszuschneidenden Abschnitte ineinander verschachtelt sind, um so den Papierverbrauch möglichst gering zu halten.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterentwicklung der in der deutschen Patentanmeldung P 18 12 396.1 vom 3· Dezember 1968 beschriebenen Vorrichtung zum repetierenden Bearbeiten von Materialbahnen dar. Bei dieser früheren Erfindung der Anmelderin wird in der ankommenden Materialbahn eine Vorratsschleife gebildet. Dies hat zur Folge, daß die Materialbahn zwischen einem Förderwalzenpaar und den schwingenden Transportwalzen nicht gelagert ist und hier periodisch einen Durchhang bildet. Dieser Durchhang bereitet gelegentlich Schwierigkeiten hinsichtlich der genauen Kantenführung und macht den Einsatz

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einea ziemlich komplizierten fotoelektrxschen Sensors erforderlich. Ferner müssen die Förderwalzen, die die Bahn in die Schleife hineinfördern, mit dem Hauptantriebsmotor synchronisiert werden und es kann ein Schlupf der Bahn zwischen dem Förderwalzenpaar auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen zu schaffen, bei der die Zuführung der Materialbahn mit größerer Genauigkeit in vorbestimmten Schritten srfolgt. Wenn es sich bei dieser Vorrichtung beispielsweise um eine Schneid-Falt-Vorrichtung handelt, soll diese Vorrichtung mit variabler Repetierlänge arbeiten können und eine vorbestimmte Länge der Materialbahn registerrichtig in die Werkzeuge der Bearbeitungsstation führen, wobei diese Werkzeuge vorzugsweise auf Werkzeugtrommeln montiert sind. Die Erfindung soll eine Zuführungsvorrichtung für derartige Werkzeugtrommeln schaffen, die die Qualitäten einer Einzelblattzuführung hat und dennoch mit einer fortlaufenden Materialbahn gespeist wird, ohne daß ein synchronisiertes Förderwalzenpaar erforderlich wäre.

Außerdem soll sich die Vorschublänge ohne größere Montagearbeiten in weiten Grenzen verändern lassen und es sollen auch während des Betriebes Korrekturen möglich sein, und zwar selbst bei sehr hohen Arbeitsgeschwindigkeiten der Vorrichtung. Ein Durchhang der Materialbahn am Eingang der Vorrichtung soll nicht erforderlich sein.

Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung von Materialbahnen, insbesondere eine Rotationsmaterialbahn-Zuführungsvorrichtung mit veränderlicher Repetierlänge, wie beispielsweise eine Schneid-Falt-Vorrichtung für die Verpackungsindustrie, die mit einer Materialbahn von einer Vorratsrolle oder einem sonstigen Vorrat her gespeist wird, wobei diese Materialbahn bedruckt oder unbedruckt sein kann. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus

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zwei sehr dickwandigen Trommeln mit großem Durchmesser, auf denen Schneid- und Paltwerkzeuge oder Werkzeuge anderer Art montierbar sind. Die Schneid-Falt-Werkzeuge haben beispielsweise die Gestalt eines Metallblechzuschnittes, in den die auszuschneidende und zu faltende Form chemisch eingeätzt ist. Die Werkzeuge sind auf den zwei Trommeln derart montiert, daß sie sich gemeinsam deckungsgleich und in registerrichtiger Stellung drehen. Es ist eine Fördervorrichtung für die Werkzeugzylinder oder Werkzeugtrommeln vorgesehen, die eine wählbare Länge der Haterirlbahn zufördert, wobei diese rlaterialbahn jedoch kontinuierlich von einer Vorratsrolle oder dergleichen zugeführt wird. Eine unmittelbar von den Werkzeugtrommeln betätigte Kurbel schlingt periodisch eiuen Bahnvorrat um eine Trommel und nimmt diesen Vorrat dann von der Trommel ab und fördert ihn weiter. Von der Kurbelstange werden Transportwalzen hin und her bewegt und diese Tranaportwalaen stehen in Zahnradeingriff mit einem Mechanismus, um den zugeführten Teil der Katerialbahn in Übereinstimmung mit Registermarken auf der Material bahn vorwärts zu bewegen oder zu verzögern.

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Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben 3ich aus der folgenden Beschreibung eines der Erläuterung und nicht der Abgrenzung des Erfindungsgedankens dienenden Ausführungebeispiels, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird. In.den Zeichnungen zeigt:

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

FLig.2, 3, 4, 5 und -6

sohemati8ch die Aufeinanderfolge der Bewegungszustände während eines Arbeitszyklus der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 7 in Form einer Kurve daß Anwachsen der Bahn-

geeohwindigkeit in Abhängigkeit vom Kurbelwink·! der Schneid-Falt-Vorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 8 schematiach eine besondere Art der Steuerung.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 allgemein die gesamte Vorrichtung zur Erzeugung einer variablen Repetierlänge bezeichnet. Biese Vorrichtung 10 soll zunächst allgemein beschrieben werden, um anschließend ihre nauptfunktionsgruppen detailliert zu beschreiben.

Am Rahmen S iet ein Kaupt-Kaschinenantrieb 12 befestigt, dessen Antriebsgeschwindigkeit wählbar ist. Ein Hauptantriebszahnrad 13 des Antriebs 12 arbeitet mit einem auf einer Welle 16 montierten Zwischenzahnrad H zusammen, das wiederum mit einem mit der oberen Werkzeugtrommel 20 zusammenhängenden Zahnrad 18 kämmt. Die Trommel 20 trägt Werkzeuge 22 für den Schneid- oder Faltvorgang. 009833/1392

In die Verzahnung dieses Zahnrades 18 greift ein weiteres Zahnrad 24 in einem Übertragungsverhältnis von 1i1 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 des zu verarbeitenden Materialbandes und zur phasenmäßigen Synchronisation der Trommeln 22 und 28 einstellbar.

Das Zwischenzahnrad 14 kämmt zusätzlich mit dem Eingangsrad 30 eines stufenlos einstellbaren Getriebes 32. Da dieses Getriebe 32 einen begrenzten Übertragungsbereich hat, ist zusätzlich ein Satz von Wechselrädern 34A, 34B ... usw. vorgesehen, von denen wahlweise die Ausgangsenergie des Getriebes 32 abgenommen werden kann· Von den Wechselrädern ist nur jeweils eines in Punktion.

Zur Einstellung auf die verschiedenen Durchmesser dieser Wechselräder dient ein Zwischenzahnrad 36, das auf einem 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 erstreckenden Stellschraube 44 verbunden. Der Bolzen 46 ist am Rahmen S 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 36A gebracht werden, um sich entweder dem Rad 34A mit dem größten Durchmesser oder dem Rad 34B mit dem kleinsten Durchmesser des Wechselgetriebes anpassen zu können.

Das Zwiechenzahnrad 36 steht ferner mit einem auf einem Ende einer Trommel 49 befestigten Zahnrad 48 in Eingriff. Der Durchmesser der Trommel 49 iet gleich dem Teilkreie-009833/1392

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durchmesser des Zahnrades 48 und beide drehen sich koaxial auf der Welle 52. An der Welle 52 sind ferner Schwingarme 50 befestigt, die ein Paar schwingende Antriebsrollen 54 und 60 tragen. Die obere schwingende Antriebsrolle 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 Antriebsrollen ist 1:1 .

Von einem zwischen den Schwingarmen 50 angebrachten | Lagerbolzen 64 erstreckt sich eine Yerbindungsstange 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 Werkzeugtrommel 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 Kurbelbe- ( wegung an diesem Langloch einstellbar ist.

Mit 74 ist ein bei 76 am Maschinenrahmen S angebrachter Dämpfungszylinder 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 übei* die Trommel 49 und weiter über die obere Antriebsrolle 54. Die Materialbahn W läuft um den halbeii Umfang der oberen AxiürieOijrolle und tritt dann durch den opali; ztflnoiieu den Antriebs-

O C w w <3 w »' ι O «I i

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rollen 54 und 60 hindurch. Über eine Führung 88 wird die Materialbahn W zwischen die Trommeln 20 und 26 geführt. In der Antriebsrolle 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 8o verbunden, der in bekannter Weise von auf die Materialbahn W aufgedruckten, von z.B. lichtelektrischen Wandlern erfaßbaren Marken erregt wird. Die Signale des Sensors 8b 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 Vorratslänge der Materialbahn W zu schaffen; diese Vorratslänge 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 88 und bildet hier eine aufgeworfene Welle, was aus einem Vergleich der Figuren 2 und 4 zu erkennen ist. Ln den Figuren 5 und ό wird diese Vorratslänge auf der Trommel 49 angesammelt, während Fig. 3 die Vorrichtung 10 zu Beginn des Schnittes zeigt.

Die für die Benutzung in dieser Schneia-Vali-Vorix,. iitung iO vorgesehenen Werkzeuge 22 und 2ύ Liuö. nach bekannten Verfahren entweder geäzt oder gefräst (tsielit z.B. die ÜSA-Patentachrift 3.244.535), die üri'indung ist jedoch 009833/1302

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selbstverständlich nicht an die Verwendung derartiger Werkezeuge gebunden. Normalerweise sind herkömmliche Rotationswerkzeuge, wie sie für die Herstellung von Milchbehältern verwendet werden, vollkommen ausreichend und können auf die Trommeln 20 und 26 montiert werden.

Vor diesen Rotationstrommeln 20 und 2b sind, wie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 erwähnt, zwei schwingende Antriebsrollen 54· und üO an den zwei Schwingarmen 50 angebracht, die ihrerseits an der schweren Welle 52 befestigt sind, um sicherzustellen, daß die Antriebsrollen " 54 und 1)0 hin und herschwingen und dabei parallel zu den Werkzeugtrommeln 20 und 2b bleiben.

Die schwingenden Antriebsrollen [Λ und bO sind über Zahnräder miteinander verbunden und werden vo.i "em auf der zuvor genannten Welle 52 montierten großen Zahnrad 4B angetrieben. Wenn die beiden Antriebsrollen 54 und bO an ihren Schwingarmen 50 um die Welle 52 herum hin und zurück schwingen, dann schwingen ebenfalls ihre Zahnräder um das große Antriebszahnrad 4β herum hin und zurück.

Dies bedeutet, daß die Haterialbahn W, die von den beiden schwingenden Antriebsrollen 54 und 60 ergriffen wird, mit eiaer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, die gleich ist der Summe der Rotationsgeschwindigkeit des große:.

Zahnrades 48 und der zusätzlichen, durcn Rotation der abrollenden Räder 5<- und 58 um das große Zahnrad 4-6 entstehenden Geschwindigkeit plus der linearen Vorwärtsbewegung der schwingenden Antriebsrollen 54 und tO, so daß ein seitlicher Bewegungsablauf entsteht, der der Surane einer der mittleren Geschwindigkeit der Katerialbahn W entsprechenden Konstantgeschwindigkeit und einer überlagerte:., sich etwa sinusförmig ändernden Geschwindigkeit entspricht, die sich während einer Umdrehung der Haupttrommeln 20 und 2k einmal aufwärts und abwärts 009833/1392

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bewegt, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Die Erzeugung dieses sinusförmigen Verlaufs in einer Periode während einer Umdrehung der Werkzeugtrommeln 20 und 26 wird dadurch erreicht, daß die Schwingarme 50, auf welchen die Antriebsrollen 54 und GO gelagert sind, mit dem Kurbelzapfen der Trommel 20 verbunden sind.

Es sollte darauf hingewie en werden, daß das große Zahnrad 48, das als Triebrad benutzt wird, und das ebenfalls auf der Schwingwelle befestigt ist, auch von den gleichen Zahnrädern und dem gleichen stufenloaen Getriebe 32 und den Rädern 30, 14 und 13 angetrieben ist, wie die beiden Werkzeugtrommeln 20 und 26. Dies gestattet es, die Geschwindigkeit des Triebrades 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 ale 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/min, entsteht. Beträgt beispielsweise die abzuschneidende Repetierlänge der Materialbahn 146 cm, so muß das Übersetzungsverhältnie an dem Getriebe 32 so eingestellt werden, daß eine mittlere Vorschubgeschwindigkeit der Vorrichtung 10 von 229 m/min, an der Oberfläche der Antriebsrollen 54 und erzeugt wird. Daraus ergibt sich eine Zuführungsgeschwindigkeit der Materialbahn W relativ zu den Sohneidwerkzeugen 22 und 28 von 70 m/min. .

Diese Geschwindigkeit von 70 m/min, wird zur Geschwindigkeit der rfaterialbahn W während der Vorwärteeohwingbewegung der Antrieberollen 54 und 60 um die Welle 52 addiert« Daraue ergibt sich, daß im Augenblick des Beginne dee 009833/1392

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Schneid vorgange s 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 haben, so ergibt sich natürlich daraus die Efotwendigkeit, 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 Schneidtrommeln 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, su erzielen. Das ergibt, wenn die Trommeln 20 und 26 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 299 m/min.

rotieren, 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 Antriebs-4rollen 54 und 60 mit einer entsprechenden Geschwindigkeit vorwärts bewegen, so daß wiederum die Materialbahn W mit einer Geschwindigkeit von 299 m/aiin« in die Vorderkante der Schneidwerkzeuge 22 und 28 zwischen die Trommeln 20 und 26 eingeführt wird.

Der durch, die schwingenden Antriebsrollen 54 und 60

durchgeführte Korrekturvorgang und die Auswirkungen auf die Materialbahn W können dadurch eingestellt werden, daß ein anderer Punkt auf der Geschwindigkeitskurve der Pig. 7 ausgewählt wird. Dies kann durch Bewegen des 009833/1392

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Kurbelzapfens, der stirnseitig an der Sehneidtrommel 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 Materialbahn W zwischen die Schneidwerkzeuge 22 und 28 auf einem höheren Punkt der Geschwindigkeitskurve der Schwingbewegung eingeführt wird, υπ eine größere ueschwindigkeitskorrektur zu erreichen, wie sie für kurze Schnittlängen erforderlich ist. Andererseits kann man den Kurbelzapfen auch in eine andere Stellung vastellen, um die Materialbahn W an einem tieferen Punkt der Geschwindigkeitskurve, wie z.B. einem Punkt am Ende des Hubbereiches, wo die Vorwärtsbewegung der schwingenden Antriebsrollen 54 und 60 verhältnismäßig viel kleiner geworden ist, zwischen die Werkzeuge 22 und 28 einzuführen. Dies würde beispielsweise der Fall sein, wenn eine größere Schnittlänge vorgeschoben werden soll.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 erzeugt die Kurbel oder Kurbelstange die Schwingbewegung der Antriebsrollen 54 und 60 und ist an der Stirnseite der rotierenden Schneidtrommel 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 Schneidtrommel 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 iJockenmechanismus oder eine andere bekannte Steuervorrichtung anzutreiben.

Bei der Vorrichtung 10 erzeugt eine Kombination aus Wechselgetrieben zusammen mit einem stufenlosen Getriebe 32 die veränderliche Antriebsgeschwindigkeit zwischen den Trommeln 20 und 26 und dem Zahnrad 48. 009833/1392

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Dieee Wahl wurde getroffen, weil die Wechselräder jeweils nur ein absolutes Übersetzungsverhältnis liefern. Bei Verwendung eines Zahnradsatzes muß sich jedes Zahnrad vom nächstfolgenden durch eine ganzzahlige Zähnezahl unterscheiden und im vorliegenden Fall wünschte man ein l stufenlos variierbares Übersetzungsverhältnis zu bekommen, ohne daß die einzelnen Sehn:', ttlängen 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, λ eine geringfügige Änderung des gewählten Übersetzungsverhältnisses zu ermöglichen, so daß ein glatter und etufenloser übergang der GeechwindigkeitsverhältnisBe 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 Materialbalui W von der !Trommel 49 und den schwingenden Antriebsrollen 54 und b0 zu den Werkzeugtrommeln 20 und 26 vorgeschoben wird. Aue diesem Grunde sind entlang den Führungsbahnen der Materialbahn i V Vakuumschienen 88 zwischen den Antriebsrollen 54 und 60 und.den Trommeln 20 und 26 angebracht, und diese j Sohienen sind mit einer perforierten Oberfläche versehen, i durch die ein leichter Sog auf das Material wirkt. Dieser Sog ist so bemessen, daß er gerade stark genug ist, um die Materialbmhn W feat auf der Führung 88 zu halten, so daß sie noch frei gleiten kann. Das hat die Wirkung, daß die Materialbahn V in einer definierten Lage gehalten wird, und es wird eine solche Kraft auf die Materialbahn ¥ auegeübt, 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 009833/1392

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gebogen sein, um die Stabilität der Materialbahn W noch zu vergrößern.

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 duroh eine

ρ 10 Kantenführung und eine Spannungssteuervorriohtung laufen, wie sie in der Industrie üblich sind.

Die Vorrichtung 10 ist als eine reine Rotationsmaschine ; entwickelt worden, bei der keine größeren positiven oder ; negativen Beschleunigungen die Genauigkeit der Arbeits-15 weise beeinflussen, mit Ausnahme der Sohwingbewegung der schwingenden Antriebsrollen 54, 60.

Zur Verringerung des Beschleunigungseffektes des schwin-{ genden Bauteiles wurden die die Antriebsrollen 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 Zusammendrüokung der pfungizylinder 74 während dee Rüokwärts-

hubes der Rollen 54 und 60 werden die Schwingarme 50 und j 25 damit die schwingenden Antriebsrollen 54 und 60 abge- '{ bremst. Während des Zuführungehubes unterstützt der so

aufgebaute Druok die Antriebsrollen 54 und 60, indem er

sie in Förderrichtung beschleunigt.

Im allgemeinen iit ein eich 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 009833/1392

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stets eine solche länge der Materialbahn abgeschnitten/ wird, wie sie durch die auf die Materialbahn aufgebrachten Vordrucke vorgegeben ist. Natürlich kann dies nur mit einem begrenzten Grad vpn Genauigkeit erreicht werden. Fehler treten beispielsweise bei der Einstellung des stufenlos regelbaren Getriebes 32 auf. . "\-

Sie können ebenso durch unterschiedliche Lange 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, daß die Vorrichtung 10 sich während des Betriebes selbst korrigiert j 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 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 Materielbahn W feat. Ein zusätzlicher 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 die Winkel- oder Drehstellung " der Trommel 20 in der Vorrichtung 10 fest. Von jedem der Sensoren 86 und 92!wird, ein Signal einer elektrischen 00983371392

BAC

Steuereinheit 96 zugeführt, die in Fig. 8 achemstisch dargestellt ist und mehr oder weniger aus einem kleinen Rechner besteht, der, gesteuert von diesen beiden Signalen, jeden Positionierungsfehler der Trommeln 20 und gegenüber der mit den Registerinakjren bedruckten Materialbahn 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. 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 äehr enger Grenzen liegen.

Die Vorrichtung 10 wurde so konzipiert, daß sie in der Lage ist, auf die Materialbahn ¥ 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 I-iaterialbahn 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 Trommeln 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 aufzunehmen. Die andere 009833/1392

/Trommel kann z*B· die .Druckformen oder Druckplatten tragen, die durch einen herkömmlichen Farbmechanisnras mit Druckfarbe bestrichen werden. Bei einer etwas einfacheren Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein einzelner Satz von Werkzeugen durch Einfügen eines Schneidlineals iji gebogenes Sperrholz hergestellt werden. Dieser Werkzeugtyp wirdnormalerweise zur Bearbeitung von Wellpappe mit .Rotationsmaschihen benutzt, denen einzelne Blätter zugeführt werden. \

Im Mrizeifall kann die Vorrichtung so konstruiert sein, f daß eine Trommel das gebogene Sperrholzwerkzeug trägt. Die gegenüberliegende Trommel kann dann mit einer fortlaufenden Bahn aus elastischem Material,wie etwa Bolyüreiihan, bedeckt sein und die Schneidklingen können durch die Haterialbahn in das Polyure'than einschneiden.

Eine andere mögliche. Variante der erfindungsgemäßen Schneid-Palt-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 .iängeeTstreckende 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 Schneid- -kante der Trommelklinge über die Schneidkante der Gegen- ; klinge fährt, entsteht ein Scherschnitt. Bei dieser Art i von Haschinen genügt also eine einzige Trommel und ein fester Tragbalkenzur Aufnahme des Gegemnessera. Die übrigen noch benötigten Maschinenteile, wie sie oben beschrieben wurden, werden dazu benutzt, die Zuführung einer variablen Hateriallänge pro Schnitt zu ermöglichen.

Eine andere mögliche Anwendung der Vorrichtung 10 besteht darin, daß die Trommeln 20 und 26 als Druckwalzen eines Offsetdruckers verwendet werden. Dabei kann die

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Oberseite und die Unterseite eines jeden Blattes bedruckt werden und das zu bedruckende Blatt kann mit einer normalen Offsetdruckmaschine gleichzeitig beiden Trommeln zugeführt werden.

Selbstverständlich sind bei dieser Anwendungsart die Wechsnlräder 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 ρ 10 Trommeln die Druckzylinderflächen bilden.

Eine weitere Möglichkeit der AV andlun& der Maschine besteht darin, daß zwischen den Schneidtrommeln 20 und 26 und dem Triebrad 48 ein Getriebe angeordnet ist, das aus einer Kombination von Wechselrädern und dem stufen los verstellbaren Getriebe 32 besteht* Bekanntlich haben stufenlos verstellbare Getriebe einen geringen fehler-» prozentsatz des Geschwindigkeitsverhältniesee durch das Getriebe 32. 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, dall f die Zahnzahlen der Wechselräder sich nur geringfügig

unterscheiden. Bei der Anwendung einer solchen Vorrichtung wird jeder im etufenlosen Getriebe 32 auftretende Fehler nur einen sehr kleinen Teil des Geeamtübersetzunge-Verhältnisses ausmachen, so daß ein derartiges Getriebe sogar bei extrem genauen Maschinen eingesetzt werden kann*

Es ist durchaus möglich, ein Btufenloe regelbares Getriebe 32 zu entwickeln» das eine extrem genaue Steuerung dea Verhältnisses innerhalb des Getriebeβ eelbet auf· weist» Wenn in dieβem falle der fehler sehr klein lit, bedeutet die·, dal man überhaupt kein« Weehöelrader Mehr benötigt. Die Gesamtsteuerung des Bereiche· der Bogen-009833/1392

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länge 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-Falt-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 Antriebsrollen 54 und 60 an.

Es kann wünschenswert sein, diesen Radius des Kurbelzapfens für verschiedene Blattlängen zu verändern, um die am Schwingmechanismus für jede einzelne Blattlänge 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 Antriebsrollen 54 und 60 tragenden Schwingarme 50 mit einem stoßdämpfenden Zylinder 74 verbunden sind, um die positiven und negativen Beschleunigungkräfte, die bei der linearen Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Antriebsrollen 54 und 60 entstehen, zu absorbieren oder auszugleichen. Diese schwingenden Antriebsrollen 54 und 60 werden selbstverständlich ebenfalls in Drehrichtung um ihre eigenen Achsen beschleunigt und verzögert, weil ihre AntriebsZahnräder um das sie antreibende Treibzahnrad 48 herum vor und zurück schwingen.

Hierdurch entsteht eine negative und positive Rotations-00983 3/1392

beschleunigung und es ist für hohe Genauigkeitsanforderungen wünschenswert, die Reaktionskräfte zu absorbieren und auszugleichen.

Um dies zu erreichen, ist das Treibzahnrad 48 mit einem nicht dargestellten, weiteren Zahnrad verbunden. Dieses weitere Zahnrad treibt ein hydraulisches P_umpensystem an· In diesem Pumpenaystem sind die Ventile derart angeordnet, daß während jeder Umdrehung die Verbindungsleitungen des hydraulischen Systems umgekehrt durchströmt werden,

ρ 10 so daß die mit diesem zusätzlichen Zahnrad verbundene Pumpe abwechselnd als Hydraulikmotor und als hydraulische Pumpe wirkt. Auf diese Weise erzeugt das hydraulische System während derjenigen Periode des Zyklus, in der das Treibrad 48 die schwingenden Antriebsrollen 54, bO beschleunigt, eine zusätzliche Antriebsbewegung und es trägt zum Ausgleich der Reaktionskräfte durch das Getriebe bei. Während desjenigen Teils des Zyklus, in dem das Treibrad 48 die Drehbewegung der schwingenden Antriebsrollen 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,

" bO entstehende Energie absorbiert.

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Claims

2ÖÖ34B8

AN SI R Ü Ö Ή Ε

[i\ Vorrichtung zur repetierenden Bearbeitung

von Materialbahhen, bei welcher einer Bearbeitüngs" station jfiSiiodiöch eine vorbe&timmbare Bahnlänge unter Bildung eines auf diii Materialbedarf der Bearbeitungsstation in einer Arbeitöperiode abgestimmten Bahnvörrätee mittels vor der Bearbeitungsstation angeordneten Transportmitteln ssugefüiirt wird, die aus einem rötatorisch angetrie«- benen» von der Be&rbeittingsstation abgeleitete Sühwingbewegungen in Bahnlängsrichtung ausführenden Transportwalzenpaar bestehen, gekennzeichnet durch eine kontinuierlich angetriebene Trommel (49)i um die die Materialbiihn (¥) vor dein IJürchgang zwischen dem Transportwalzen- paar (54, 6Ö) herUnilätift und deren Drehachse (52) zügleich die Schwingachse dee Transportwalzenpaares (54 j 6Ö) bildet, wobei das Traneportwalzenpaar die Materialbahn zur Bildung und zum Abbau des Bahnvörrätee periodisch mehr %Jbw* Weinigir weit tun den Ümfäiig der fciommel (49) htrumlegt.

2. Vorrichtung nach Anepruch 1, dadurch

gekennzeichnet j da8 die Bearbeitungeetatioh wenigstens eine Trommel (20, 26) mit einem Werkzeug (22, 28) aufweist und daß die Schwingbeweguhg des Tränepörtwalzenpaaree (541 60) einer Trommelumdrehung entspricht»

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daS die Schwingbewegung des Transport- walnenpaares (54, 60) über eine exzentrisch an einer der Trommeln (20) angebrachte Steuerstange (62) gesteuert ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Transportwalzenpaar (H, 60), die Trommeln (20, 2G) der Bearbeitungsstation und die kontinuierlich angetriebene Trommel (49) mit einem gemeinsamen Antrieb (13) ausgestattet sind und daß zwischen dem Antrieb und dem Antriebsrollenpaar und der kontinuierlich angetriebenen Rolle oder zwischen dem Antrieb und den Trommeln der Bearbeitungsstation ein Getriebe (32) mit stufenlos verstellbarem Übersetzungsverhältnis angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportwalzen über einen verstellbaren Antrieb (48, 32, 14) mit wenigstens einer der iroiimeln der Bearbeitungsstation gekoppelt sind.

b. Vorrichtung nach einem der vorangehenden

Ansprüche, gekennzeichnet durch eine mit den Schwingarmen der Tranaportwalzen (54, 60) verbundene Dämpfungsvorrichtung (74).

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Weg der

ψ Katerialbahn (W) vor der kontinuierlich angetriebenen

Irommel (49) freilaufende, auf rahmenfesten Drehachsen gelagerte UmlerJcwalzen (82, 83) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ai-sprüche, dauurch gekennzeichnet, daß eine steuervorrichtung zur Regelung der Zuführungsgeschwindigkeit mit Sensoren (6C, 92) zur Erkennung von Markierungen auf der MaterialcaLn (V/) und zur Erkennung wenigstens einer Drehstellung einer Trommel (20, 26) ausgestattet ist, und daß sie eine Vergleichsvorrichtung zum Vergleich der von den Sensoren gelieferten Signale enthält.

if.

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