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Vorrichtung zum Trennen eines mit querverlaufenden Schwächungslinien
versehenen Bandes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen eines
mit querverlaufenden Schwächungslinien versehenen Bandes mittels einer Reißstange,
die in gleitende Reibberührung mit dem an ihr entlang laufenden Band zu bringen
ist, um dabei das Band zu trennen, bei der das Band über eine Leerlaufrolle zu einer
Aufwickelrolle geführt ist und bei der die Reißstange mit einer quer zur Laufrichtung
des Bandes verlaufenden nasenartigen Kante versehen und zwischen den Rollen quer
zur Laufrichtung des Bandes gesteuert bewegbar ist.
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Beim Umrollen von Toilettenpapier, Handtuchpapier u. dgl. in handelsübliche
Form wird eine mühlsteingroße Mutterrolle aus Bandmaterial auf eine Umrollmaschine
gebracht. Das Bandmaterial wird von der Mutterrolle abgewickelt und in der Maschine
in regelmäßigen Abständen querperforiert, so daß sich einzelne Blattstücke ergeben.
Ferner wird das Bandmaterial in Längsrichtung aufgeschlitzt, so daß Rollen in handelsüblicher
Breite entstehen. Schließlich werden die einzelnen Band streifen zu Rollen von handelsüblichem
Durchmesser aufgewickelt. Hat eine Rolle beim Aufwickeln den gewünschten Durchmesser
erreicht, muß das Bandmaterial in Querrichtung durchgerissen oder durchschnitten
werden, und das Aufwickeln einer neuen Rolle muß beginnen.
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Um dieses Durchtrennen des Bandmaterials in Querrichtung zu vollführen,
wurden bisher häufig Trennmesser, also Trennmittel mit zugeschärfter Trennkante
vorgesehen; diese Trennmittel wurden vielfach mit Hilfe einer Nockensteuerung in
Tätigkeit gesetzt. Damit eine möglichst gleichmäßige Trennlinie erzielt wird, hat
man auch schon gezackte Messer verwendet, die gegen das vor dem Schneidvorgang schwach
gespannte Bandmaterial geführt wurden. Auch ist eine Vorrichtung bekannt, bei der
das kontinuierlich geförderte Bandmaterial über eine Trennkante geführt und infolge
unterschiedlicher Fördergeschwindigkeit der Bandführungseinrichtung gewissen Zugspannungen
ausgesetzt wurde, so daß die Trennkante das Band an einer Schwächungs linie längs
dieser Linie aufzureißen vermochte.
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Die Spannungszunahme in einem kontinuierlich geförderten Bandmaterial
wurde schließlich noch in einer weiteren Vorrichtung zur Erzielung einer einwandfreien
Trennlinie ausgenutzt. Bei dieser bekannten Anlage wurde eine Reißstange periodisch
so gegen das geförderte Bandmaterial geführt, daß sie das Band berührte, während
dieses unter seiner normalen Laufspannung stand. Sobald die Aufwickelrolle einen
vorgegebenen Durchmesser erreicht hatte, wurde die Reißstange quer zur Richtung
der Band-
bewegung so weit verschoben, daß ein Anstieg der Bandspannung eintrat,
der zum Reißen des Bandes an einer Schwächungslinie führte. Der Anstieg der Spannung
erfolgte allmählich, und die Reißstange führte eine relativ komplizierte Bewegung
und Umschlingung einer Andruckrolle aus, wobei unmittelbar vor dem Trennvorgang
noch eine Verringerung der Bandgeschwindigkeit eintrat, die als notwendig für das
richtige Arbeiten der Trennvorrichtung anzusehen ist und die den Einbau und die
sorgfältige Steuerung einer Ansaugvorrichtung, welche innerhalb der Reißstange angeordnet
war, erforderlich machte.
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Allgemein leiden Trennmittel mit scharfer, also schneidender Kante
unter dem prinzipiellen Nachteil, daß der Schnitt nur zufällig in eine durch die
Querperforation des Bandmaterials gegebene Schwächungslinie treffen wird; im allgemeinen
trifft die Schneidkante außerhalb der Sollreißlinie auf. Das kann verschiedenartige
Folgen haben. Das Band kann mit einem glatten Schnitt durchtrennt werden.
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Das Band kann von dem Trennmittel auch gespannt werden, bis es längs
einer Perforationslinie reißt; es kann angeschnitten werden und längs einer von
der Schnittstelle mehr oder weniger weit entfernten Perforationslinie weiterreißen;
es kann überhaupt zerrissen statt geschnitten werden. Jedenfalls ist die Wahrscheinlichkeit
sehr groß, daß keine glaftrandige Quertrennlinie entsteht und daß statt dessen ein
mehr oder weniger stark ausgefranster Rand auftritt. Die ebenfalls genannten, mit
nichtschneidenden Trennmitteln ausgestatteten bekannten Trennvorrichtungen, die
die Trennung unter Ausnützung der in dem laufenden Bandmaterial auftretenden oder
künstlich
erzeugten und veränderten Spannungen vornehmen, sind verhältnismäßig
kompliziert aufgebaut.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist demnach in der Entwicklung
einer Vorrichtung zu sehen, die die Durchtrennung eines mit Querperforation versehenen
Bandmaterials längs einer Schwächungslinie, also längs einer Perforationslinie zur
Herstellung einer genauen gleichmäßigen und sauberen Trennlinie auch bei gleichzeitiger
Durchtrennung mehrerer parallellaufender Bänder, die gleichzeitig von einer breiten
Vorratsrolle abgewickelt werden, ermöglicht. Die Aufgabe soll mit einfachen und
daher sicher wirkenden mechanischen Mitteln unter Verzicht auf manchmal störanfällige
nichtmechanische Steuerungen gelöst werden. Voraussetzung dafür ist eine genaue
Berücksichtigung der in dem laufenden Band in der Nähe der Angriffsllnie der Reißstange
auftretenden mechanischen Spannungen.
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Von den Nachteilen der erwähnten bekannten Vorrichtungen ist die
relativ einfach aufgebaute, erfindungsgemäße Trennvorrichtung eingangs genannter
Art frei, die sich dadurch auszeichnet, daß das Band frei zwischen der Leerlaufrolle
und der mit im wesentlichen konstanter Aufwickelgeschwindigkeit angetriebenen Aufwickelrolle
läuft, und daß der Abstand der nur mechanisch reibend auf das Band einwirkenden,
den Zug auf das Band zwischen ihr und der Aufwickelrolle gegenüber dem Zug auf das
Band zwischen ihr und der Leerlaufrolle erhöhenden, in Laufrichtung des Bandes schmalen
Kante der Reißstange von der Aufwickelrolle in dem Zustand, in dem die Kante das
Band berührt, kleiner ist als der Abstand zweier aufeinanderfolgender Schwächungslinien.
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Die -vorteilhafte Wirkung des Erfindungsgegenstands und seine einfache
Konstruktion, die auf hydraulische Zusatzeinrichtungen und Steuerungen verzichten
kann, ist vor allem dadurch begründet, daß bei ihm die Reißstange nicht allmählich
gegen das Band geführt und damit in dem Band allmählich die Spannung erhöht wird;
bei dem Erfindungsgegenstand wird vielmehr die Reißstange schlagartig bewegt, und
in dem Band entsteht wegen der Reibkraft, die von der Reißstange auf das Band ausgeübt
wird und die proportional zu der senkrecht zur Bahn wirkenden Druckkraft der Reißstangenkante
ist, sehr plötzlich eine stark erhöhte mechanische Spannung, die zum schlagartigen
Reißen des Bandes längs einer Schwächungslinie führt.
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Die schlagartige Bewegung der Reißstange läßt sich in besonders vorteilhafter
und einfacher Weise mittels eines an geeigneter Stelle mit mindestens einem geringen
Krümmungsradius versehenen Betätigungsnockens erzielen, auf dessen Umfang eine drehbare
Nockenabtastrolle reitet, die kraftschlüssig mit der Reißstange verbunden ist.
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Nachdem bei dem Erfindungsgegenstand eine Verringerung der Bandgeschwindigkeit
vor dem Reißen nicht erforderlich ist, resultiert eine insgesamt höhere Arbeitsgeschwindigkeit.
Der Reißvorgang beruht weitgehend auf dem stark erhöhten Zug zwischen der Linie
auf dem Band, die von der vorschnellenden schmalen Kante der Reißstange getroffen
wird, und der in Aufwickelbewegung begriffenen Aufwickelrolle gegenüber dem geringeren
Zug, der zwischen der Auftrefflinie der Reißstangenkante und der Leerlaufrolle herrscht
Die Kante der Reißstange
steht im Augenblick des Reißens so nahe an der Aufwickelrolle,
daß zwischen diesen beiden Vorrichtungsteilen sich nur eine einzige Perforationslinie
befinden kann. Eine Anregung, in dieser Weise zu handeln, konnte der Fachmann dem
bekannten Stande der Technik, insbesondere auch der Beschreibung der mit hydraulischen
Hilfsvorrichtungen arbeitenden Anlage, nicht entnehmen.
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Zur weiteren Erläuterung des Erfindungsgegenstands folgt nachstehend
die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand verschiedener Zeichnungen.
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F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch die Umrollmaschine mit einer Trennvorrichtung
nach der Erfindung; F i g. 2 zeigt einen Teilschnitt in der Ebene der F i g. 1 mit
einer anderen Stellung der Reißstange; F i g. 3 zeigt einen Teilschnitt längs der
Linie 3-3 in F i g. 2, aus dem insbesondere die Anordnung und die Form der Reißstange
ersichtlich ist; F i g. 4 bis 7 zeigen Teilschnitte nach Art der F i g. 2 mit der
Reißstange in verschiedenen Phasen ihres Arbeitsspiels.
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Bei der Umrollmaschine 10 nach F i g. 1 werden an der Station A Wickelkerne
12 auf geeigneten Dorneu 14 in die Maschine eingeführt. Die Dorne 14 werden von
geeigneten Spindeln 16 ergriffen, die an in gegenseitigem Abstand liegenden Stellen
längs zweier paralleler endloser Ketten an gegenüberliegenden Seiten der Maschine
angeordnet sind. Eine der genannten Ketten ist aus F i g. 1 ersichtlich und trägt
das Bezugszeichen 18. Die Wickelkerne werden von der endlosen Kette an einer Wickelkern-Schneidstation
B vorbeigeführt. Dort werden die Wickelkerne 12 durch Schneider 20 zerschnitten
und erhalten die Axiallängen einzelner Wickelrollen. Als nächstes werden die Wickelkerne
12 an einer Klebstoffaufbringstation C vorbeigeführt, wo Klebstoff auf sie durch
eine Rolle oder durch Rollen 22 aufgebracht wird. Dann kommen die Wickelkerne zur
AufwickelstationD. Nachdem die Rollen auf sie in noch zu beschreibender Weise aufgewickelt
wurden, werden die fertigen Rollen 24 bei E von der Maschine abgegeben.
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Das Papierband W tritt in die Maschine von einer Papierrolle oder
einer Mutterrolle (nicht dargestellt) durch einen Perforationsmechanismus F ein,
der das Papierband W in gleichen Abständen quer perforiert.
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Das Band W läuft dann durch einen Längsschlitz-MechanismusG, der das
Band W in Längsstreifen handelsfähiger Breite aufschlitzt. Ist eine Rolle24a auf
einen Wickelkern 12 a in der Aufwickelstation D so weit aufgewickelt, daß sie einen
handelsfähigen Durchmesser erreicht hat, so wird die Reißvorrichtung H der vorliegenden
Erfindung betätigt, um das Band W - wie in F i g. 2 dargestelltzu zerreißen.
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Dann wird eine neue Rolle auf den nächstfolgenden Wickelkern 12 b
in noch zu beschreibender Weise aufgewickelt.
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Der Antriebsmechanismus, mit dem die Rollen 24 beim Aufwickeln gedreht
werden, weist eine Mehrzahl endloser Bänder 30 (F i g. 2 und 4) auf. Jedes dieser
Bänder steht in Reibberührung mit dem Umfang je einer der Rollen 24 a, die aufgewickelt
werden, und dreht sie mit der Umfangsgeschwindigkeit, die der Lineargeschwindigkeit
des Bandes W gleicht.
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Die Bänder 30 sind um geeignete Trommeln 32 und 34 geschIungen. Die
Welle 36 der oberen Trommel
32 ist in geeigneten, nicht dargestellten
Lagern drehbar gelagert. Die Lager befinden sich an horizontal zu verschiebenden
Blockstücken, von denen eines bei 38 gezeigt ist. Jedes Blockstück 38 ist in einer
geeigneten Führungsrinne 40 im Seitenrahmen der Maschine verschiebbar. Die Welle
42 der unteren Trommet 34 ist in geeigneten, nicht dargestellten Lagern gelagert.
Die Lager werden von Schwingarmen getragen. Einer dieser Schwingarme ist bei 44
dargestellt. Die Schwingarme sind um die Achse der Welle 36 der oberen Trommel 32
schwenkbar. Die Bänder 30 können also nach außen schwingen, wenn sich der Durchmesser
der aufzuwickelnden Rollen 24 a erhöht. Innerhalb der Wickelstation D sind die Ketten
18 durch Kettenführungen 50 gelagert, die die Ketten derart halten, daß die Rollen
24 in Berührung mit den Antriebsriemen 30 bleiben, während sie aufgewickelt werden.
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An dem Gleitblock 38 ist ein Arm 52 befestigt, der an seinem äußeren
Ende eine Nockenabtastrolle54 trägt. Diese Rolle 54 reitet auf dem Umfang eines
Nockens 56. Wird der Nocken 56 betätigt, so bewegt er das obere Ende der Wickelantriebsvorrichtung
-wie aus F i g. 2 ersichtlich - nach links und bringt den leeren Wickelkern 12,
der in die Wickelstation eintritt, in Berührung mit dem Band W, wenn dieses über
die Rolle58 des Aufschlitzmechanismus G läuft, um in richtiger Weise das Aufwickeln
der Rolle beginnen zu lassen.
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Die Reißstangenanordnung enthält eine Welle 60, die drehbar in geeigneten
Lagern, von denen eines bei 62 dargestellt ist (F i g. 3), gelagert ist. Die Lager
befinden sich auf zwei Zapfenwellen 64 und 66, die an gegenüberliegenden Seitenrahmen
der Maschine befestigt sind. Zwei Arme 68 und 70 (F i g. 3) sind an der Welle 60
befestigt und ragen von ihr nach oben. Eine Reißstange 72 erstreckt sich zwischen
den Armen 68 und 70 und ist an deren äußeren Enden befestigt. Die Reißstange 72
ist mit einem Flanschteil 74 versehen, der nach innen in Richtung auf die Bewegungsbahn
des Bandes W abgewinkelt ist und einen abgerundeten Nasenteil 76 aufweist.
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Ein Betätigungsarm 78 ist an der Welle 60 befestigt. Er trägt eine
drehbare Nockenabtastrolle 80, die auf dem Umfang eines Betätigungsnockens 82 reitet.
An der Welle 60 ist noch ein Arm 84 befestigt.
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Eine Feder 86 verbindet den Arm 84 mit einem Befestigungsstift 88
an einem Seitenrahmenteil der Maschine. Die Feder hält die Rolle 80 in Kontakt mit
dem Nocken 82.
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Eine Bürste 90 liegt quer zur Maschine unterhalb der Reißstange 72.
Sie berührt jede fertige Rolle 24, wenn die Reißstange betätigt wurde, bis zu einer
Zeit kurz danach. Die Bürste 90 ist an einer Winkelstange 92 befestigt, die ihrerseits
an ihren Enden an den oberen Enden von zwei Stützen 94 und 96 befestigt ist. Die
Stützen 94 und 96 sind an ihren unteren Enden an einem Querrahmenstück 98 befestigt.
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Ist die Maschine in Betrieb, so werden die Wickelkerne 12, die vordem
auf die Dorne 14 aufgebracht wurden, bei der Station A in die Maschine eingeführt.
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Sie werden fortlaufend von der Maschine aufgenommen und zwischen die
Spindeln 16 der endlosen Kette 18 eingeklemmt. Die Kerne 12 treten dann durch die
SchneidstationB, in der sie in einzelne Wickelkernabschnitte aufgeteilt werden.
Die Breite der Wickelkernabschnitte entspricht der Breite der schließlich herzustellenden
Rollen handelsfähiger
Größe. Dann treten die Wickelkerne durch die Station C, in
der ein Klebstoff auf sie aufgebracht wird. Schließlich nähern sich die Wickelkerne
12 der Wickelstation D.
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Nähert sich das Band der Wickelstation D, tritt es zunächst durch
den Querperforationsmechanismus F, worauf es den Längsschlitzmechanismus G durchläuft,
der es in eine Mehrzahl von Streifen aufteilt.
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Die Breite eines jeden Streifens entspricht der der Wickelkernabschnitte.
Sind die Streifen an der Rolle 58 des Schlitzmechanismus G vorbeigelaufen, so können
sie zu den Rollen 24 a, die durch die Rollenantriebsriemen 30 gedreht werden, gelangen.
Während sich der Durchmesser der Rollen 24 a erhöht, werden sie langsam durch die
Ketten 18 weitergefördert, bis sie etwa bei der in F i g. 4 dargestellten Stelle
den gewünschten handelsfähigen Durchmesser erreicht haben.
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Hat die im wesentlichen voll aufgewickelte Rolle 24 a die in F i
g. 4 dargestellte Stellung erreicht, so hat der Nocken 82 begonnen, die Reißstange
72 nach rechts in der Figur zu bewegen, d. h. nach innen in Richtung auf das Band
W, und zwar weit genug, so daß die abgerundete Nase76 gerade das Band W berührt.
Die weitere Einwärtsbewegung der Reißstange72 hat eine Ablenkung des Teils des Bandes
W zwischen der Rolle 58 und den Rollen 24 a - wie in Fig. 5 dargestellt - zur Folge.
Diese Ablenkung erhöht die Länge des Bandes W zwischen der Rolle 58 und den Rollen
24 a. Da sich die Rolle 58 und die Rollen 24 a mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit
bewegen und da beide beachtliche Trägheit aufweisen, wird der Teil des Bandes zwischen
der Rolle 58 und den Rollen 24 a etwas gestreckt, so daß in ihm eine Spannung entsteht.
Wird die Ablenkung des Bandes W erhöht, so wird auch die Spannung erhöht. Da die
abgerundete Nase 76 der Reißstange 72 zusätzlich einen Reibzug auf das Band W ausübt,
wird schließlich die Spannung im Band W unterhalb der Berührungsstelle des Nasenteils
76 der Reißstange 72 größer als die Spannung oberhalb dieser Berührungsstelle.
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Die Reißstange 72 bewegt sich in der genannten Richtung weiter, bis
die Spannung in dem Teil des Bandes W zwischen der Nase 76 der Reißstange 72 und
den Rollen 24 a ausreicht, daß das Band W längs einer der vordem angebrachten Querperforationslinien
- wie in F i g. 6 dargestellt - reißt.
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Die verschiedenen Bauteile sind derart angeordnet, daß nur eine solche
Perforationslinie sich zu jeder Zeit in der Zone hoher Spannung befindet, nämlich
in der Zone zwischen dem Nasenteil 76 der Reißstange 72 und dem Umfang der Rolle
24 a. Dies hat zur Folge, daß das Band W sauber in einer geraden Perforationslinie
über seine ganze Breite aufgetrennt wird.
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Während die Reißstange 72 bis zum Riß des Bandes W in oben beschriebener
Weise bewegt wurde, hat der Nocken 56 das obere Ende des Wickelantriebs - wie in
F i g. 6 erkennbar - derart nach links bewegt, daß die Riemen 30 den folgenden Wickelkern
12 b in Drehung versetzen. Zu der Zeit, zu der das Band W zerreißt, kommt der Wickelkern
12 b in Berührung mit dem Band W, wenn dieses über die Rolle 58 weiterläuft. Der
vordem auf den Wickelkern 12 b bei der Station C aufgebrachte Klebstoff läßt nun
das lose Ende des Bandes W an dem neuen Wickelkernl2b haften, und es beginnt das
Aufwickeln
einer neuen Rolle 24 b - wie in F i g. 7 dargestellt.
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Ist das Band 10 abgetrennt, so steht die nahezu fertige Rolle24a
in Berührung mit der Bürste 90.
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Die Bürste 90 bürstet das abgetrennte Ende glatt auf die Rolle 24
a. Der Kontakt mit der Bürste 90 wird auch aufrechterhalten, wenn die Rollen 24
a an den Antriebsriemen 30 vorbeigelaufen sind. Die Reibkraft, die die Bürste 90
auf die fertigen Rollen 24 a ausübt, verlangsamt deren schnelle Drehung und hält
sie schließlich an. Schließlich werden die Rollen 24 a bei der Station E von der
Maschine abgegeben.