Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Abschnitten von einer endlosen Stoffbahn, insbesondere aus Karton, entlang von Schwächungslinien
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von Abschnitten von einer endlosen Stoffbahn, insbesondere aus Karton, entlang von Schwächungslinien, die in vorgewähltem Abstand quer zur Stoffbahn angebracht sind, und zum lagerichtigen Zuführen der getrennten Abschnitte an eine Ausbrechvorrichtung.
Eine bereits bekannte Vorrichtung dieser Art arbeitet in der Weise, dass die schrittweise in einer Hub stanze eingeschnittene und gerillte Kartonbahn durch entsprechende Einschnitte an den späteren Trennstellen geschwächt, anschliessend von Abreisszylindern in die einzelnen Bogen getrennt und dann mittels Förderbändern einer an sich bekannten Ausbrechvorrichtung zugeführt werden. Der Nachteil der beschriebenen Vorrichtung liegt darin, dass die Bogen nach dem Abreissen von der Stoffbahn bei höheren Leistungen nicht mehr genau genug von den Förderbändern erfasst und der Ausbrechvorrichtung zugeführt werden. Das hat zur Folge, dass ausser den Abfällen auch der Nutzen von den auf einer Ausbrechwalze angeordneten Nadeln erfasst werden kann.
Eine weitere bekannte Vorrichtung arbeitet in der Weise, dass die Bogen nach dem Abtrennen auf Förderbändern angesaugt und in Richtung der Ausbrechvorrichtung befördert werden, wobei die Bogen kurz vor dem Einlaufen in die Ausbrechvorrichtung von an Ketten befestigten Mitnehmern eingeholt, ausgerichtet und anschliessend zwischen die umlaufenden Ausbrechwalzen eingeschoben werden.
Da diese Ausführungsart einer Trenn- und Fördervorrichtung in der Anschaffung und im Betrieb verhältnismässig teuer ist, ergab sich die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen und Übergeben von Bogen an eine Ausbrechvorrichtung zu schaffen, die mit verhältnismässig geringem maschinellem Aufwand genau und betriebssicher arbeitet, sowohl in Bezug auf den Abriss der Zuschnitte als auch die Übergabe an die Ausbrechvorrichtung.
Hierfür sieht die Erfindung ein Verfahren vor, das sich dadurch kennzeichnet, dass der zu trennenden Stoffbahn beiderseits der Schwächungslinien für eine kurze Zeit unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten aufgezwungen werden, die ein Abreissen der Abschnitte von der Stoffbahn entlang der Schwä chungslinie bewirken, und dass die Übergabe der Abschnitte von der Abreissvorrichtung an die Ausbrechvorrichtung noch während des Abreissvorganges erfolgt, so lange der betreffende Abschnitt noch von der Abreissvorrichtung geführt wird.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kennzeichnet sich durch eine Trennvorrichtung mit einem Walzenpaar, von dem die eine Walze an ihrem Umfang ein segmentartiges Element enthält, das in Bezug auf den übrigen Walzenkörper verstellbar gehalten ist, und von dem die andere Walze nachgiebige Mittel zum Anpressen der zu trennenden Bahn beiderseits der Schwächungslinien einerseits an das Element und andererseits an den übrigen Körper der erstgenannten Walze enthält.
Hierbei kann das segmentartige Element von einer Ausnehmung am Umfang der Walze beweglich aufgenommen, mittels Druckfedern in Drehrichtung der Walze gegen eine Fläche der Aussparung in Anlage gehalten und mit auf der Welle der Walze verschwenkbar gelagerten Nockenscheiben verbunden sein, wobei an der Gegenwalze Rollen angeordnet sind, welche beim gegenläufigen Umlauf der Walze Anschläge für die Nockenscheiben bilden, so dass das segmentartige Element entgegen der Drehrichtung der Walze und der Kraft der Druckfedern von der Fläche der genannten Aussparung wegbewegt wird.
Ferner kann der Trennvorrichtung eine Ausbrechvorrichtung nachgeordnet sein, die eine mit Nadeln versehene Walze und eine zugeordnete Gegenwalze enthält, wobei diese beiden Walzen im Abstand einer Abschnittlänge von der Trennvorrichtung entfernt einstellbar-angeordnet sind, so dass die von der Bahn abgetrennten Abschnitte von den Walzen der Ausbrechvorrichtung erfasst und geführt werden, noch während ihr rückwärtiges Ende von der Walze bzw. von deren Gummileiste gegen den anderen Walzenkörper angedrückt gehalten wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 die Treunwalzen der Trennvorrichtung im Querschnitt,
Fig. 2 die Trennwalzen gemäss Fig. 1 im Längsschnitt,
Fig. 3 die Trennvorrichtung im Zusammenhang mit einer Hub stanze, einem Vorzugwerk und einer Ausbrechvorrichtung in Seitenansicht,
Fig. 4 ein Weg-Zeit-Diagramm für die endlose Bahn, bzw. die einzelnen von ihr abgetrennten Zuschnitte,
Fig. 5 ein Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm gemäss Fig. 4.
Von einer nicht dargestellten Maschine, z. B. von einer Rotationsdruckmaschine oder einer Rollenab wid:elvorrichtung wird eine Kartonbahn 1 mit gleichförmiger Geschwindigkeit vm abgegeben, die mittels einer nicht dargestellten und auch nicht zur Erfindung gehörenden Verzögerungsvorrichtung zeitweilig in Schleifen gelegt wird, so dass dieselbe hinter der genannten Verzögerungsvorrichtung zeitweilig stillsteht und dazwischen mit erhöhter Geschwindigkeit von federnd gegeneinander angedrückten Vorzugsrollen 3, 4 eines Vorzugswerks 5 in Pfeilrichtung unter eine Hub stanze 2 gezogen wird. Die Geschwindigkeit der Bahn 1 verläuft dabei als Funktion der Zeit entsprechend der Kurve a im Geschwindigkeits Zeit-Diagramm der Fig. 5.
Nach der Beendigung des Arbeitshubes der Stanze 2 beginnt das Vorzugswerk 5 wieder die von der Verzögerungsvorrichtung bereitgestellte Kartonbahn 1 entsprechend dem Geschwindigkeitsverlauf der Kurve a nachzuziehen. Die mit einem Messer 7 der Hubstanze 2 zunächst teilweise durchtrennte Stelle der Kartonbahn 1 wandert dem genannten Geschwindigkeitsverlauf a entsprechend in Richtung auf eine Trennvorrichtung 8 zum Abtrennen eines Abschnittes von der Kartonbahn 1 weiter. Der Verlauf der Kartonbahn 1 entlang der Wegstrecke A zwischen dem Messer 7 und der Trennvorrichtung 8 in Abhängigkeit von der Zeit ergibt sich aus der Kurve b der Fig. 4.
Da zwei in der Trennvorrichtung 8 vorgesehene Walzen 9, 10 mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit vm umlaufen, muss die Strecke A so eingestellt werden, dass eine Schwächungsstelle der Kartonbahn 1 gerade dann zwischen die Walzen 9, 10 gelangt, wenn die Kartonbahn 1 nach Erreichen ihrer höchsten Geschwindigkeit vmax bis auf den Wert vm verzögert ist. Zu diesem Zeitpunkt erfolgt dann das Abtrennen der einzelnen Kartonbahnabschnitte, die je mehrere Zuschnitte enthalten können. Die Strecke A zwischen dem Messer 7 und der Mitte der Achsen 14, 15 der Walzen 9, 10 muss also um einen bestimmten Teil x einer Abschnittlänge kürzer sein als eine ganze Ab schnittlänge oder ein ganzes Vielfaches derselben.
Die Trennvorrichtung 8 besteht im wesentlichen aus zwei auf einem Gestell 50 in einstellbarem Abstand zu Hubstanze 2 befestigten Lagerböcken 11, 12 (Fig. 2), in denen gemäss Fig. 3 senkrecht verschiebbare Gleitlager 13 mit einstellbarem Abstand voneinander festgeklemmt sind. Diese Lager 13 dienen zur Lagerung der Achsen 14, 15 der Walzen 9, 10 deren Antrieb mittels einer über verstellbar angebrachte Umlenkrollen 16 geführten strichpunktiert dargestellten Kette 17 und eines Kettenrades 18 erfolgt.
Die Antriebsübertragung von einer zur anderen Walze wird durch zwei Zahnräder 19, 20 vorgenommen.
Die Walze 9 besitzt ein Segment 21, das an zwei Nockenscheiben 22 befestigt ist (Fig. 1 und 2). Diese Nockenscheiben 22 sind ihrerseits auf der Achse 14 drehbar gelagert. Das Segment 21 lässt sich somit in einer Ausnehmung eines Walzenkörpers 23, der mit der Achse 14 drehfest verbunden ist, um einen bestimmten Winkel verschwenken. Druckfedern 24 sind bestrebt, das Segment 21 gegen die Fläche 25 der genannten Ausnehmung des Walzenkörpers 23 hin zu drücken.
Der zylindrische Körper 26 der Walze 10 ist mit zwei an seinem Umfang in Achsrichtung verlaufenden Einschnitten 27 versehen, in denen mit Hilfe von Winkelleisten 28 je eine Gummileiste 29 bzw. 30 befestigt ist, die über den Aussendurchmesser des Walzenkörpers 26 heraus vorstehen. An den beiden Enden des Walzenkörpers 26 ist auf Bünden geführt je ein Ring 31 mit einer Aussparung 32 angebracht, in denen je eine Rolle 33 auf einen Bolzen 34 drehbar gelagert ist.
Die Walzen 9, 10 die gemäss Fig. 1 in Richtung der Pfeile umlaufen, bewirken das Abtrennen der Bahnabschnitte in der Weise, dass zunächst das Ende jedes abzutrennenden Abschnitts 35 mittels der einen Gummileiste 29 gegen den Zylinderteil 23 der Walze 9 angepresst wird. Bei der weiteren Drehung der Walzen 9, 10 legt sich dann die vom Messer 7 teilweise durchtrennte Stelle der Kartonbahn 1 dorthin auf die Walze 9 an, wo der Walzenteil 23 mit dem Segment 21 aufgrund der Wirkung der Druckfedern 24 aneinanderliegen. Beim weiteren Umlauf der Walzen 9, 10 wird die Kartonbahn 1 mit der anderen Gummileiste 30 gegen das Segment 21 angepresst.
Die spätere Trennstelle der Kartonbahn 1 liegt also zwischen den beiden Gummileisten 29, 30. Inzwi schen sind die Nocken 22 gegen Rollen 33 angelaufen und werden von ihnen entgegen der Drehrichtung der Walze 9 abgewiesen. Das hat zur Folge, dass sich das Segment 21 relativ zum Zylinderteil 23 verdreht, so dass seine Umlaufgeschwindigkeit geringer ist als die der Walze 9 und eine Dehnung in der mittels der Gummileisten 29, 30 angedrückten Kartonbahn bzw. der Verschwächungsstelle eintritt. Diese Dehnung steigert sich so lange, bis ein Trennriss erfolgt. Die Gummileisten 29, 30 verformen sich dabei elastisch entsprechend der Relativbewegung zwischen dem Teil 23 und dem Segment 21.
Bereits während des geschilderten Trennvorgangs, wenn der betreffende Abschnitt 35 also noch von der Gummileiste 29 und der Walze 9 geführt wird, erfasst eine nachgeordnete Ausbrechvorrichtung 36 den Abschnitt 35 und beginnt, die Abfälle vom Zuschnitt zu entfernen. Der Abstand B zwischen der Trennvorrichtung 8 und der Ausbrechvorrichtung 36 muss also einer Abschnittlänge entsprechen.
Da der Aussendurchmesser der Walze 10 kleiner gewählt ist als der zur Abwicklung einer Abschnitt länge nötige Durchmesser, kann der Teil der Kartonbahn 1, der den nächsten Abschnitt bildet, bei einer von Vm abweichenden Geschwindigkeit von der Vorzugvorrichtung 5 zwischen der Walze 10 und der Walze 9 durchgeschoben werden.
Die Ausbrechvorrichtung 36 besteht in bekannter Weise aus einer mit Nadeln bestückten Ausbrechwalze 37 und einer dazu passenden Gegenwalze 38, die in den Achslagem 13, welche ihrerseits von Lagerböcken 47, 48 gehalten werden, drehbar gelagert sind. Die Ausbrechwalze 37 wird über ein Kettenrad 39 von der Kette 17 angetrieben, die ihrerseits ein Kettenrad 40 umschlingt, welches auf einer Kurbelwelle 41 der Hubstanze 2 befestigt ist. Die Kurbelwelle 41 in der Hubstanze 2 kann in bekannter Weise mittels eines zweiten auf der Welle 41 befindlichen Kettenrades 42 von einem an einem Motor 49 befindlichen Kettenrad 43 über eine Kette 44 angetrieben werden.
Ein drittes auf der Welle des Kettenrades 40 sitzendes Kettenrad 51 treibt über eine weitere Kette 45 die nicht dargestellte Verzögerungsvorrichtung für die Kartonbahn 1 und die ihr vorgeschaltete Rotationsdruckmaschine oder Abwickelvorrichtung an.
Nach dem Verlassen der Ausbrechvorrichtung 36 werden die aus den Abschnitten 35 entstandenen Zuschnitte Z in bekannter Weise gesammelt und gestapelt. Die Abfälle werden in einem Behälter 46 aufgefangen.
Zwischen den Stationen 5 und 8 bzw. 8 und 36 können, falls notwendig, nicht dargestellte Transportbänder o. dgl. eingebaut werden, die ein sichereres Transportieren der Kartonbahn 1 bzw. der Abschnitte 35 bewirken.
Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, dass der Trennvorrichtung 8 anstelle einer taktweise arbeitenden Hub stanze 2 auch eine kontinuierlich rotierende Stanze vorgeordnet sein kann.
Method and device for severing sections from an endless web of material, in particular made of cardboard, along lines of weakness
The invention relates to a method and a device for severing sections of an endless web of material, in particular made of cardboard, along lines of weakness which are attached at a preselected distance across the web of fabric, and for feeding the separated sections in the correct position to a break-out device.
An already known device of this type works in such a way that the gradually cut and grooved cardboard web punched in a stroke is weakened by corresponding incisions at the later separation points, then separated into the individual sheets by tear-off cylinders and then fed to a break-out device known per se by means of conveyor belts . The disadvantage of the device described is that after being torn from the web of material, at higher outputs, the sheets are no longer grasped with sufficient accuracy by the conveyor belts and fed to the break-out device. As a result, in addition to the waste, the use of the needles arranged on a stripping roller can also be recorded.
Another known device works in such a way that the sheets are sucked on conveyor belts after they have been separated and conveyed in the direction of the stripping device, the sheets being caught by carriers attached to chains, aligned and then between the rotating stripping rollers shortly before entering the stripping device be inserted.
Since this embodiment of a separating and conveying device is relatively expensive to purchase and operate, the task arose of creating a method and a device for separating and transferring sheets to a break-out device that works precisely and reliably with relatively little mechanical effort , both with regard to the demolition of the blanks and the transfer to the stripping device.
For this purpose, the invention provides a method which is characterized in that different conveying speeds are imposed on the web to be separated on both sides of the weakening lines for a short time, which cause the sections to be torn off from the web of fabric along the weakening line, and that the transfer of the sections takes place from the tear-off device to the break-out device during the tear-off process, as long as the section in question is still guided by the tear-off device.
The device for carrying out the method according to the invention is characterized by a separating device with a pair of rollers, one roller of which contains a segment-like element on its circumference, which is held adjustable in relation to the rest of the roller body, and of which the other roller has flexible means for pressing the web to be separated on both sides of the lines of weakness on the one hand to the element and on the other hand to the rest of the body of the first-mentioned roller.
Here, the segment-like element can be movably received by a recess on the circumference of the roller, held in contact with a surface of the recess by means of compression springs in the direction of rotation of the roller, and connected to cam disks pivotably mounted on the shaft of the roller, rollers being arranged on the counter roller, which form stops for the cam disks when the roller rotates in opposite directions, so that the segment-like element is moved away from the surface of the recess mentioned against the direction of rotation of the roller and the force of the compression springs.
Furthermore, the separating device can be followed by a break-out device which contains a roller provided with needles and an associated counter roller, these two rollers being adjustable-arranged at a distance of a section length away from the separating device, so that the sections separated from the web can be removed from the rollers of the Stripping device can be detected and guided while its rear end is held pressed against the other roller body by the roller or its rubber strip.
A preferred embodiment of the device according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
It shows:
Fig. 1 the loyalty rollers of the separating device in cross section,
2 shows the separating rollers according to FIG. 1 in longitudinal section,
3 shows the separating device in connection with a stroke punch, an advancing mechanism and a break-out device in a side view,
4 shows a path-time diagram for the endless web or the individual blanks cut from it,
FIG. 5 shows a speed-time diagram according to FIG. 4.
From a machine, not shown, for. B. from a rotary printing machine or a Rolleab wid: elvorrichtung a cardboard web 1 is delivered at a uniform speed vm, which is temporarily placed in loops by means of a delay device, not shown and also not belonging to the invention, so that the same temporarily stands still behind the said delay device and in between is pulled at increased speed of resiliently pressed against each other preferential rollers 3, 4 of a feed mechanism 5 in the direction of the arrow under a stroke punch 2. The speed of the web 1 runs as a function of time in accordance with curve a in the speed-time diagram in FIG. 5.
After the end of the working stroke of the punch 2, the advancing mechanism 5 begins again to pull the cardboard web 1 provided by the delay device in accordance with the speed profile of curve a. The point of the cardboard web 1 initially partially severed with a knife 7 of the lifting punch 2 moves on in accordance with the aforementioned speed profile a in the direction of a severing device 8 for severing a section from the cardboard web 1. The course of the cardboard web 1 along the distance A between the knife 7 and the separating device 8 as a function of time results from curve b in FIG. 4.
Since two rollers 9, 10 provided in the separating device 8 rotate at a uniform speed vm, the distance A must be set so that a weakening point of the cardboard web 1 just gets between the rollers 9, 10 when the cardboard web 1 has reached its highest Speed vmax is decelerated to the value vm. At this point in time, the individual cardboard web sections, which can each contain several blanks, are separated. The distance A between the knife 7 and the center of the axes 14, 15 of the rollers 9, 10 must therefore be a certain part x of a section length shorter than a whole cut length from or a whole multiple thereof.
The separating device 8 consists essentially of two bearing blocks 11, 12 (FIG. 2) fastened on a frame 50 at an adjustable distance from the stroke punch 2, in which according to FIG. 3 vertically displaceable slide bearings 13 are clamped at an adjustable distance from one another. These bearings 13 serve to support the axles 14, 15 of the rollers 9, 10, which are driven by means of a chain 17, shown in dash-dotted lines, and a chain wheel 18, which are guided via adjustable pulleys 16.
The drive transmission from one roller to the other is carried out by two gear wheels 19, 20.
The roller 9 has a segment 21 which is attached to two cam disks 22 (FIGS. 1 and 2). These cam disks 22 are in turn rotatably mounted on the axis 14. The segment 21 can thus be pivoted through a certain angle in a recess of a roller body 23, which is connected to the axis 14 in a rotationally fixed manner. Compression springs 24 endeavor to press segment 21 against surface 25 of said recess of roller body 23.
The cylindrical body 26 of the roller 10 is provided with two incisions 27 running in the axial direction on its circumference, in each of which a rubber strip 29 or 30 is attached with the help of angle strips 28, which protrude beyond the outer diameter of the roller body 26. At the two ends of the roller body 26, a ring 31 with a recess 32 is attached, guided on collars, in each of which a roller 33 is rotatably mounted on a bolt 34.
The rollers 9, 10, which rotate in the direction of the arrows according to FIG. 1, cause the web sections to be severed in such a way that the end of each section 35 to be severed is first pressed against the cylinder part 23 of the roller 9 by means of the one rubber strip 29. As the rollers 9, 10 continue to rotate, the point of the cardboard web 1 partially severed by the knife 7 then rests on the roller 9 where the roller part 23 and the segment 21 abut one another due to the action of the compression springs 24. As the rollers 9, 10 continue to rotate, the cardboard web 1 with the other rubber strip 30 is pressed against the segment 21.
The later separation point of the cardboard web 1 is therefore between the two rubber strips 29, 30. In the meantime, the cams 22 have run against rollers 33 and are rejected by them against the direction of rotation of the roller 9. This has the consequence that the segment 21 rotates relative to the cylinder part 23, so that its rotational speed is lower than that of the roller 9 and an expansion occurs in the cardboard web or the weakened point pressed by means of the rubber strips 29, 30. This elongation increases until a separation crack occurs. The rubber strips 29, 30 deform elastically in accordance with the relative movement between the part 23 and the segment 21.
Already during the separation process described, when the relevant section 35 is still being guided by the rubber strip 29 and the roller 9, a subsequent break-out device 36 grips the section 35 and begins to remove the waste from the blank. The distance B between the separating device 8 and the breaking device 36 must therefore correspond to a section length.
Since the outer diameter of the roller 10 is selected to be smaller than the diameter required to unwind a section, the part of the cardboard web 1 that forms the next section can be moved from the feed device 5 between the roller 10 and the roller 9 at a speed deviating from Vm be pushed through.
The stripping device 36 consists in a known manner of a stripping roller 37 equipped with needles and a matching counter roller 38, which are rotatably mounted in the axle bearings 13, which in turn are held by bearing blocks 47, 48. The stripping roller 37 is driven via a chain wheel 39 from the chain 17, which in turn loops around a chain wheel 40 which is fastened to a crankshaft 41 of the lifting punch 2. The crankshaft 41 in the lifting punch 2 can be driven in a known manner by means of a second chain wheel 42 located on the shaft 41 from a chain wheel 43 located on a motor 49 via a chain 44.
A third chain wheel 51 seated on the shaft of the chain wheel 40 drives the delay device, not shown, for the cardboard web 1 and the upstream rotary printing machine or unwinding device via a further chain 45.
After leaving the break-out device 36, the blanks Z resulting from the sections 35 are collected and stacked in a known manner. The waste is collected in a container 46.
If necessary, conveyor belts or the like (not shown) can be installed between stations 5 and 8 or 8 and 36, which ensure that the cardboard web 1 or the sections 35 are transported more safely.
In addition, it should be pointed out that the separating device 8 can also be preceded by a continuously rotating punch instead of a stroke punch 2 operating in cycles.