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Dokumentenidentifikation DE19945114A1 22.03.2001
Titel Vorrichtung zum Querschneiden von Materialbahnen, insbesondere Kartonbahnen
Anmelder Jagenberg Papiertechnik GmbH, 41468 Neuss, DE
Erfinder Spix, Guido, 41564 Kaarst, DE;
Schmid, Frank, 47807 Krefeld, DE;
Stitz, Albert, 51515 Kürten, DE;
Lange, Wolfgang, 47574 Goch, DE
Vertreter Thul, H., Dipl.Phys., Pat.-Anw., 41066 Mönchengladbach
DE-Anmeldedatum 21.09.1999
DE-Aktenzeichen 19945114
Offenlegungstag 22.03.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.03.2001
IPC-Hauptklasse B26D 7/32
Zusammenfassung Vorrichtung zum Querschneiden von Materialbahnen (1), insbesondere von Kartonbahnen, mit
- einer Querschneideeinrichtung (3), die zwei mit Quermessern (10) bestückte Messertrommeln (8, 9) enthält und
- einer hinter der Querschneideeinrichtung (3) angeordneten Bogentransporteinrichtung (4), die einen Bandförderer (13) zum Beschleunigen der beim Querschneiden erzeugten Bögen und eine sich daran anschließende Brems- und Überlappungseinrichtung enthält, in der ein Schuppenstrom aus den Bögen erzeugt wird,
wobei die Transporteinrichtung (4) mit einem unteren Bandförderer (13) beginnt, dessen oberer, fördernder Trum (18) auslaufseitig von einer Umlenkrolle (21) begrenzt wird,
- die als Ausstoßrolle einen Bogen zu einem nachfolgenden Streckenbereich leitet, in dem er kurzzeitig nicht eingespannt gefördert wird, und
- die den Eingang einer Bogenschleuse begrenzt, wobei das nach unten umgelenkte Band des Bandförderers (13) zugleich als Förderer in der Bogenschleuse dient.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querschneiden von Materialbahnen, insbesondere von Kartonbahnen, mit einer Querschneidereinrichtung enthaltend zwei mit Quermessern bestückte Messertrommeln und mit einer hinter der Querschneideeinrichtung angeordneten Bogentransporteinrichtung, die einen Bandförderer zum Beschleunigen der beim Querschneiden erzeugten Bögen und eine sich daran anschliessende Brems- und Überlappungseinrichtung enthält, in der ein Schuppenstrom aus den Bögen erzeugt wird.

Querschneidevorrichtungen, die aus einer Papier- oder Kartonbahn durch Querschneiden einzelne Bögen herstellen, die anschliessend auf einem Stapel abgelegt werden, enthalten bekannterweise hinter der Querschneidereinrichtung eine Bogentransporteinrichtung, die mit einem schnellen Bandförderer beginnt. Mittels des schnellen Bandförderers wird die Bahn beim Querschneiden gestrafft und die geschnittenen Bögen werden beschleunigt, damit eine Lücke zwischen ihnen entsteht. Die Lücke ist erforderlich, damit eine nachfolgend angeordnete Bremseinrichtung an den einzelnen Bogenhinterkanten angreifen kann. Beim Abbremsen eines Bogens schiebt sich die Vorderkante des noch ungebremsten nachfolgenden Bogens über seine Hinterkante. So wird ein Schuppenstrom von überlappt angeordneten Bögen erzeugt, der anschliessend in einer Stapeleinrichtung auf einem Stapel abgelegt wird. Eine gattungsgemässe Querschneideeinrichtung ist in der DE-A-41 19 511 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemässe Querschneidevorrichtung so zu verbessern, dass sie bei konstruktiv vereinfachter Bauweise eine geringere Länge aufweist.

Diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemässen Querschneidevorrichtung beginnt die Bogentransporteinrichtung mit einem schnellen Bänderförderer, der bevorzugt sehr kurz gestaltet ist. Ein Bogen wird kurz beschleunigt und anschliessend sofort losgelassen, damit durch Abbremsen der Überlappungsvorgang eingeleitet werden kann. Die gezogene Lücke zwischen zwei aufeinanderfolgende Bögen wird so gering wie möglich gehalten. Unmittelbar hinter der auslaufseitigen Umlenkrolle des schnellen Bandförderers befindet sich der Eingang einer Bogenschleuse. Für den Schleuseneingang ist somit keine Unterbrechung von Bandförderern erforderlich. Dies ermöglicht es, die Baulänge der Transporteinrichtung und damit der gesamten Querschneidevorrichtung erheblich zu verkürzen.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung:

Bei der Ausgestaltung nach Patentanspruch 2 ist der untere schnelle Bandförderer möglichst kurz gestaltet und mit möglichst geringem Abstand von den Messertrommeln angeordnet. Die Baulänge der Transportrichtung wird so extrem kurz.

Nach Patentanspruch 3 bildet eine Fangwalze mit dem oberen Trum des schnellen Bandförderers einen zulaufenden Klemmspalt, in dem ein neuer Bahnanfang sicher übernommen wird.

Nach Patentanspruch 4 ist die Fangwalze vorteilhaft zugleich die einlaufseitige Umlenkwalze eines oberen Bandförderers.

Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 5 folgt im Anschluss an den schnellen Bandförderer nur ein einziger weiterer unterer Bandförderer, auf dem sowohl der Schuppenstrom gebildet und auch bis zu der Stapeleinrichtung transportiert wird.

Der Patentanspruch 7 enthält eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung und Anordnung eines Elements, mittels der die Bögen an ihren Hinterkanten für das Überlappen abwärts bewegt werden.

Die Patentansprüche 9 und 10 enthalten Ausgestaltungen einer erfindungsgemässen Querschneidevorrichtung, bei denen einzelne Elemente in konstruktiv einfacher Form so gestaltet sind, dass die Vorrichtung zur Staubeseitigung geöffnet werden kann.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Querschneidevorrichtung,

Fig. 2 in einem vergrösserten Ausschnitt die Bogentransporteinrichtung und

Fig. 3 den Bereich der Bogenschleuse.

Die in Fig. 1 in einer Gesamtansicht dargestellte Vorrichtung dient zur Herstellung von Kartonbögen aus einer kontinuierlich zugeführten Kartonbahn 1. In Bahn-/Bogenlaufrichtung (in den Figuren von links nach rechts) sind folgende Komponenten hintereinander angeordnet:

Eine Längschneideeinrichtung 2, in der die Ränder der Bahn 1 beschnitten und gegebenenfalls die Bahn 1 in bis zu 6 Einzelbahnen aufgeteilt wird, eine Querschneideeinrichtung 3, eine Bogentransporteinrichtung 4, von der die beim Querschneiden hergestellten Bögen übernommen und abgebremst werden, wobei sich ein Schuppenstrom bildet, und eine Stapeleinrichtung 5, in der die in dem Schuppenstrom zugeförderten Bögen auf Stapel 6 abgelegt werden, die auf Paletten 7 liegen.

Die Querschneideeinrichtung 3 enthält auf bekannte Weise zwei übereinander angeordnete Messertrommeln 8, 9, die jeweils mit zumindest einem Quermesser 10 bestückt sind. Von den Quermessern 10 wird die Bahn 1 beim Durchlauf in einem Scherenschnitt durchgetrennt. Ein im Gestell der Querschneideeinrichtung 3 vor den Messertrommeln 8, 9 gelagertes, angetriebenes Vorschubwalzenpaar 11 führt die Bahn 1 den Messertrommeln 8, 9 mit der gewünschten Bahngeschwindigkeit zu.

Unmittelbar hinter der Querschneideeinrichtung 3 ist die Bogentransporteinrichtung 4 angeordnet, die in Fig. 2 vergrössert dargestellt ist. Sie enthält Elemente zum Übernehmen des bei einem Querschnitt erzeugten Bahnanfangs und zum Straffen der Bahn beim Querschneiden, zum beschleunigten Weitertransport des bei einem Querschnitt erzeugten Bogens, um eine Lücke zwischen zwei Bögen zu erzeugen, und zum Abbremsen eines Bogens zur Herstellung eines Schuppenstroms aus überlappenden Bögen, der mit verlangsamter Transportgeschwindigkeit der Stapeleinrichtung 5 zugeführt wird.

Die Bogentransporteinrichtung 4 beginnt mit der Einrichtung zur Übernahme des Bahnanfangs und zur Beschleunigung des beim Querschnitt erzeugten Bogens. Diese Einrichtung besteht aus einer oberen Fangwalze 12, die von oben umfänglich bis in Förderebene reicht, und einem zugehörigen unteren schnellen Bandförderer 13. Die Fangwalze 12 ist zugleich die einlaufseitige Umlenkwalze eines schnell umlaufenden oberen Bandförderers 14, der aus mehreren, parallel mit Abstand voneinander angeordneten Bändern besteht, die sich zumindest über den Bereich der maximalen Formatlänge erstrecken. Auslaufseitig werden die Oberbänder 14 von einer Umlenkwalze 15 umgelenkt, die von einem Drehantrieb 16 angetrieben wird. Damit sich eine Lücke zwischen zwei Bögen bildet, werden die schnellen Oberbänder 14 mit einer gegenüber der Geschwindigkeit der einlaufenden Bahn 1 erhöhten Geschwindigkeit angetrieben. Mit dieser erhöhten Geschwindigkeit treiben sie auch die Fangwalze 12 an.

Um ihre umfängliche Position verschiedenen Kartondicken anpassen zu können, ist die Fangwalze 12 exzentrisch in seitlichen Lagerschalen gelagert, die mittels eines Drehantriebs 17 verstellt werden können. Eine Drehung der Lagerschalen bewirkt ein Anheben oder Absenken der Fangwalze 12.

Der aus einem maschinenbreiten Band oder mehreren parallelen Bändern bestehende untere Bandförderer 13 ist unterhalb der Fangwalze 12 so angeordnet, dass sein oberer fördernder Trum 18 in der Einlaufebene der Bogenvorderkanten mit der Fangwalze 12 einen Klemmspalt bildet. In dem Klemmspalt wird ein einlaufender Bahnanfang übernommen und eine Zugkraft auf ihn ausgeübt, die die Bahn 1 beim Querschneiden strafft. Der beim Querschnitt hergestellte Bogen wird anschliessend mit der erhöhten Geschwindigkeit weitertransportiert. Ein in der Förderebene zwischen den Messertrommeln 8, 9 und dem Bandförderer 13 angeordnetes Leitblech 19 stützt den Bahnanfang, bis er vom Bandförderer 13 übernommen wird. Der Bandförderer 13 wird mit der erhöhten Geschwindigkeit des oberen Bandförderers 14 angetrieben. Sein in der Förderebene verlaufender, den Bahnanfang und den daraus hergestellten Bogen fördernder Trum 18 wird von einer einlaufseitigen Umlenkrolle 20 und von einer auslaufseitigen Umlenkrolle 21 begrenzt.

Mit geringem Abstand hinter der Umlenkrolle 21 beginnt die Brems- und Überlappungseinrichtung mit einem Element zur Abwärtsbewegung der Bogenhinterkanten. Bevorzugt besteht das Element aus einem mit Unterdruck beaufschlagbaren Saugkasten 22, dessen obere Wand parallel mit etwas Abstand unterhalb der Förderebene verläuft und Saugöffnungen aufweist. Bevorzugt wird während des Betriebs ein kontinuierlicher, nicht taktweise unterbrochener Unterdruck erzeugt. Von dem Unterdruck werden den Hinterkanten der Bögen angesaugt und abgebremst. Die Abwärtsbewegung der Bogenhinterkanten kann auch durch aerodynamisch wirkende Leitbleche bewirkt werden, wie sie beispielsweise in der DE-A-26 01 081 beschrieben sind.

Im Anschluss an das Element zur Abwärtsbewegung der Bogenhinterkanten folgt ein unterer Bandförderer 23, der bis an die Stapeleinrichtung 5 reicht. Der untere Bandförderer 23 läuft mit der langsameren Ablagegeschwindigkeit, mit der die Bögen auf dem Stapel 6 abgelegt werden. Der Wert der Ablagegeschwindigkeit beträgt ca. 20% der Bahngeschwindigkeit beim Querschneiden, im Beispiel ca. 80 m/min. Beim Abbremsen eines Bogens schiebt sich die Vorderkante eines nachfolgenden, noch schneller laufenden Bogens über seine Hinterkante. Es entsteht so ein Schuppenstrom von sich überlappenden Bögen, der mit der langsamen Ablagegeschwindigkeit auf den Unterbändern 23 weitergefördert wird.

Um einen Bogen während des Abbremsens im Überlappungsbereich an seiner Oberseite sicher zu führen, reichen die unteren Trums der Oberbänder 14 zumindest über die Länge des Bogenformats. Auslaufseitig wird die wirksame Förderstrecke durch ein feststehendes, in der Höhe verstellbares Führungsrohr 24 begrenzt, das die unteren Trums der Oberbänder 14 an der Rückseite abstützt und anschliessend nach oben von der Förderstrecke weg zu der Umlenkrolle 15 umlenkt. Unmittelbar hinter dem Führungsrohr 24 sind zwischen den Oberbändern 14 umfänglich nach unten über diese hinausreichende, freilaufend gelagerte Fangrollen 25 auf einer gemeinsamen Achse angeordnet. Die Fangrollen 25 drücken die Vorderkante eines einlaufenden Bogens von den schnell laufenden Oberbändern 14 weg nach unten auf die langsameren Unterbänder 23. Sie bilden mit den Unterbändern 23 einen Klemmspalt, durch den der erzeugte Schuppenstrom gefördert wird.

Da die Position des Führungsrohr 24 und der Fangrollen 25 der Bogenlänge angepasst werden muss, sind diese Elemente in einem Wagen 26 gelagert, der über den erforderlichen Bereich in und gegen Bogenlaufrichtung verstellt werden kann.

Die auslaufseitige Umlenkrolle 21 des Bandförderers 13 ist mit einem Abstand von weniger als der maximalen Formatlänge, bevorzugt von weniger als der minimalen Formatlänge, von der Rotationsachse der Messertrommeln 8, 9 angeordnet und dient zugleich als Ausstossrolle zu der nachfolgend angeordneten Brems- und Überlappungseinrichtung. Eine Ausstossrolle leitet einen Bogen in einen nachfolgenden Streckenbereich, in dem er kurzzeitig, für zumindest einen Augenblick, nicht eingespannt gefördert, also losgelassen wird. Erreicht wird dies nach der Erfindung dadurch, dass im Anschluss an die Umlenkrolle 21 eine Strecke folgt, in der zu Beginn kein Fördermittel an der Unterseite eines Bogens angreift und in der der Abstand zwischen den oberen und unteren Fördermitteln grösser ist als die Dicke der zwischen ihnen befindlichen Bögen. Auslaufseitig wird der Streckenbereich ohne Einspannung der Bögen von den Fangrollen 24 begrenzt, die mit den langsamen Unterbändern 23 einen Klemmspalt bilden, durch den der Schuppenstrom geführt wird. Der Abstand der Fangrollen 24 von der auslaufseitigen Umlenkrolle 21 beträgt somit zumindest eine aktuelle Formatlänge.

Zwischen der auslaufseitigen Umlenkrolle 21 des schnellen Bandförderers 13 und dem Saugkasten 22 ist eine Bogenschleuse angeordnet, die vergrössert in Fig. 3 dargestellt ist. Die Bogenschleuse dient zum Ausschleusen schadhafter Bögen, beispielsweise von Bögen, die eine Splicestelle enthalten.

Zur Bildung der Schleuse lenkt die Umlenkrolle 21 das Band des Bandförderers 13 schräg nach unten zu einer weiteren Umlenkrolle 27, von der es zu der einlaufseitigen Umlenkrolle 20 zurückgeführt wird. Die Umlenkrolle 21 begrenzt so den Eingang der Bogenschleuse, und der Bandförderer 13 dient vorteilhaft zugleich als Förderer in der Bogenschleuse. Auslaufseitig wird der Eingang zur Schleuse von einem Leitblech 28 begrenzt, das an der Saugkammer 22 befestigt ist. Eine weitere Leitrolle 29 unterhalb des Saugkastens 22 und ein nachfolgendes Leitblech 30 führen gemeinsam mit dem Band 13 einen ausgeschleusten Bogen zu zwei angetriebenen Zugwalzen 31, 32 am Schleusenausgang, von denen er aus der Querschneidemaschine gezogen wird.

Bevorzugt weisen die vordere Zugwalze 32 und der Bandförderer 13 ein gemeinsamen Antrieb auf. Im vorliegenden Beispiel ist der gemeinsame Antrieb ein Elektromotor 33, der einen die Umlenkwalze 27 und die Zugwalze 32 umlaufenden Riemen 34 antreibt. Um die Schleuse zur Staubeseitigung öffnen zu können, sind die beiden Walzen 27, 32 an jeder Längsseite der Maschine jeweils an einem schwenkbaren Seitenteil 35 gelagert, wobei an einem Seitenteil 35 auch der Antrieb 33 befestigt ist. Die Schwenkachse 36 der Seitenteile 35 befindet sich etwas unterhalb der Umlenkrolle 21, so dass der einlaufseitige Teil der Schleuse von einer Kolben-Zylinder-Einheit 37 zum Öffnen in Richtung zu den Messertrommel 8, 9 bewegt werden kann. Oberhalb der Förderebene ist im Bereich des Schleuseneingangs zwischen der Fangwalze 12 und der Saugkammer 22 eine pneumatisch betätigbare Schleusenklappe 38 angeordnet, die zum Ablenken eines Bogens in die Schleuse nach unten in die Förderebene bewegt werden kann. Die aktive Position der Schleusenklappe 38 ist in Fig. 3 dargestellt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden angetriebenen Zugwalzen 31, 32 als Schnitzelwalzen mit umlaufenden Schneidringen ausgestaltet. Ein ausgeschleuster Bogen wird beim Durchlauf zwischen den beiden Zugwalzen 31, 32 zu Schnitzeln zerkleinert, die einem unter dem Schleusenausgang angeordneten Behälter zugeführt werden. Das Schnitzelwerk für ausgeschleuste Bögen ist somit vorteilhaft in die Bogenschleuse integriert und benötigt keinen eigenen Antrieb.

Alle am Anfang der Bogentransporteinrichtung 4 angeordneten und sich quer über die Maschinenbreite erstreckenden Elemente, also die obere Fangwalze 12 mit ihrer Verstelleinrichtung 17, der untere schnelle Bandförderer 13, die Bogenschleuse, der Saugkasten 22 und die einlaufseitige Umlenkwalze 39 des langsamen unteren Bandförderers 23 sind in einem gemeinsamen Wagen 40 befestigt. Der Wagen 40 ist begrenzt in und gegen Bogenlaufrichtung verschiebbar in den Seitenwänden des Gestells der Bogentransporteinrichtung 4 gelagert. Die Verschiebung des Wagens 40 erfolgt mittels seitlicher Kolben- Zylinder-Einheiten 41, die ihn von seiner Arbeitsposition möglichst nahe an der Querschneideeinrichtung in eine davon beabstandete Position ziehen, in der der Bereich zwischen der Querschneideeinrichtung 3 und der Bogentransporteinrichtung 4 geöffnet ist. So lassen sich Staus sowohl in der Querschneideeinrichtung 3 als auch im Einlauf der Bogentransporteinrichtung 4 beseitigen.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Querschneiden von Materialbahnen (1), insbesondere von Kartonbahnen, mit
    1. - einer Querschneideeinrichtung (3), die zwei mit Quermessern (10) bestückte Messertrommeln (8, 9) enthält und
    2. - einer hinter der Querschneideeinrichtung (3) angeordneten Bogentransporteinrichtung (4), die einen Bandförderer (13) zum Beschleunigen der beim Querschneiden erzeugten Bögen und eine sich daran anschliessende Brems- und Überlappungseinrichtung enthält, in der ein Schuppenstrom aus den Bögen erzeugt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (4) mit einem unteren Bandförderer (13) beginnt, dessen oberer, fördernder Trum (18) auslaufseitig von einer Umlenkrolle (21) begrenzt wird,
    1. - die als Ausstossrolle einen Bogen zu einem nachfolgenden Streckenbereich leitet, in dem er kurzzeitig nicht eingespannt gefördert wird, und
    2. - die den Eingang einer Bogenschleuse begrenzt, wobei das nach unten umgelenkte Band des Bandförderers (13) zugleich als Förderer in der Bogenschleuse dient.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der auslaufseitigen Umlenkrolle (21) von den Rotationsachsen der Messertrommeln (8, 9) weniger als die maximale Formatlänge, bevorzugt weniger als die minimale Formatlänge, beträgt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 odier 2, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des unteren Bandförderers (13) eine Fangwalze (12) angeordnet ist, die mit dem fördernden Trum (18) des Bandförderers (13) einen Klemmspalt bildet.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangwalze (12) zugleich die einlaufseitige Umlenkwalze eines oberen Bandförderers (14) ist, der sich zumindest über den Bereich der maximalen Formatlänge erstreckt.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit Abstand hinter dem unteren Bandförderer (13) ein weiterer, langsamerer Bandförderer (23) angeordnet ist, der bis an die Stapeleinrichtung (5) reicht und der mit Fangrollen (24) einen Klemmspalt bildet, der den Streckenbereich ohne Einspannung der Bögen begrenzt.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit geringem Abstand hinter der auslaufseitigen Umlenkrolle (21) des Bandförderers (13) die Brems- und Überlappungseinrichtung mit einem Element zur Abwärtsbewegung der Bogenhinterkanten beginnt.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zur Abwärtsbewegung der Bogenhinterkanten ein mit Unterdruck beaufschlagbarer Saugkasten (22) ist, dessen obere Wand parallel mit etwas Abstand unterhalb der Förderebene verläuft und Saugöffnungen aufweist.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang der Bogenschleuse zwei angetriebene Zugwalzen (31, 32) angeordnet sind, die als Schnitzelwalzen ausgebildet sind.
  9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der einlaufseitige Teil der Bogenschleuse zum Öffnen der Schleuse in Richtung zu den Messertrommeln (8, 9) schwenkbar gelagert ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass alle am Anfang der Bogentransporteinrichtung (4) angeordneten und sich quer über die Maschinenbreite erstreckenden Elemente in einem gemeinsamen Wagen (40) befestigt sind, der begrenzt in und gegen Bogenlaufrichtung verschiebbar in den Seitenwänden des Gestells der Bogentransporteinrichtung (4) gelagert ist.






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