WO2024227902A1 - Brush unit for a corrugated-board installation and method for controlling a brush unit - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a brush unit for a corrugated cardboard plant and a method for controlling such a brush unit.
- a corrugated cardboard machine is used to produce corrugated cardboard. To do this, several layers of paper are glued together, with one or more of the layers also being corrugated. In this way, a corrugated cardboard web is produced from several paper webs. The corrugated cardboard web is then cut into individual sheets using the corrugated cardboard machine, for example using a combination of a longitudinal cutter, e.g. a cutting and creasing machine, and a cross cutter, e.g. a short cross cutter. The individual sheets are distributed to different conveyor paths as required, e.g. sheets are divided into several different conveyor paths depending on the order or depending on their respective dimensions or position transverse to the conveyor direction.
- a longitudinal cutter e.g. a cutting and creasing machine
- a cross cutter e.g. a short cross cutter.
- DE 10 2008 033 775 B4 describes a switch unit which has a support element segmented transversely to the conveying direction. This is designed like a comb and has several elongated, finger-shaped prongs which can be pivoted independently of one another around a switch axis. The prongs each have a flexible or elastic extension at the free ends. The extensions ensure a particularly smooth transition. Furthermore, reference is made to DE 19824 694 A1 and DE 10 2013 215 068 A1, which each describe the use of brushes for braking and/or depositing sheets.
- the problem with using a brush unit is that its bristles sometimes continue to vibrate strongly during operation, i.e. they vibrate with a large amplitude. This is particularly caused by a jerky movement when the brushes are pivoted, e.g. using hydraulics.
- the brushes When the brushes are pivoted, they and their bristles are accelerated abruptly from a rest position and then braked again just as abruptly at a target position. For example, pivoting from a first to a second position takes just 100 ms to 200 ms.
- the resulting vibration of the bristles in the target position can then lead to incorrect interaction with a subsequent sheet, so that it is diverted onto the wrong conveyor path, for example, or becomes jammed or damaged in the corrugated cardboard system.
- the object is achieved according to the invention by a brush unit with the features according to claim 1 and by a method with the features according to claim 15.
- Advantageous embodiments, further developments and variants are the subject of the subclaims.
- the object is also achieved in particular by a brush for a brush unit as described below and by a corrugated cardboard system with a brush unit as described below.
- the statements in connection with the brush unit also apply mutatis mutandis to the brush, the corrugated cardboard system and the method and vice versa. If steps of the method are implicitly or explicitly described below are specified, advantageous embodiments for the brush unit result in that it is designed to carry out one or more of these steps, in particular by means of a correspondingly designed control unit.
- a key idea of the invention is in particular to locally stiffen a bristle bundle of a brush unit in order to optimize the vibration behavior of the bristle bundle during operation.
- the corresponding stiffening takes place on a rear section of the bristle bundle so that this rear section is stiffer than a front section, which regularly acts on the arch.
- the brush unit is used in a corrugated cardboard plant.
- the corrugated cardboard plant in turn is used to produce corrugated cardboard from several layers of paper.
- the brush unit has a movable actuating element and at least one brush which is attached to the actuating element.
- several brushes which are then expediently of the same design, are attached to the actuating element.
- the brush unit has several actuating elements, each with one or more brushes.
- the actuating element is preferably a rigid component, e.g. a profile part and in particular made of metal, and is movable overall, e.g. pivotable about an axis of rotation.
- the specific design of the actuating element depends on the specific function of the brush unit within the corrugated cardboard plant.
- the brush unit is generally preferably arranged in the so-called dry end of the corrugated cardboard plant.
- the actuating element is a swivel arm, at one end of which the brush is attached.
- the combination of swivel arm and brush is also referred to as a "paddle".
- the brush unit is then preferably part of a paddle station (also referred to as a switch unit, as in DE 10 2008 033 775 B4) of the corrugated cardboard plant, whereby the paddle station is designed to guide a sheet to one of several different conveying levels (ie conveying paths) by swiveling the actuating element.
- the paddle serves as an adjustable ramp, which, depending on the position, leads to one of several conveying levels, in particular those lying one above the other. Depending on how far the When the paddle is pivoted, one of the conveying levels is controlled.
- the brush unit expediently even has several paddles which are arranged next to one another transversely to the conveying direction and which can be pivoted in particular about the same axis of rotation.
- a brush unit is assumed to be part of a paddle station of the corrugated cardboard plant as described above.
- the statements also apply analogously to other sub-units of the corrugated cardboard plant that use a brush unit, e.g. for the brush unit of a braking and/or depositing device of the corrugated cardboard plant.
- the actuating element in combination with the brush serves in particular to interact with the sheets which are produced by the corrugated cardboard system and which are guided by it along a conveying direction (machine direction).
- the brush unit is expediently arranged downstream of a cross cutter of the corrugated cardboard system.
- the cross cutter cuts the previously endless corrugated cardboard web into individual sheets in the cross machine direction, i.e. perpendicular to the conveying direction. Cutting in the longitudinal direction, i.e. in the conveying direction, e.g. by means of a cutting and creasing machine, can take place before or after the cross cutter and before or after the brush unit, so that several sheets can also be conveyed next to one another in the cross direction if necessary.
- Interaction is understood in particular to mean guiding, steering, redirecting, deflecting, holding down, braking or the like.
- the brush touches a corresponding sheet at least temporarily or at least acts as a guide or guiding element for the sheet.
- the actuating element at least in the case of a paddle station. Due to the movement of the actuating element, the bristle bundle regularly vibrates, which can adversely result in deflection, damage or other impairment of a sheet that is being guided over the brush at that time. It should also be noted that the actuating element regularly moves while a sheet is in contact with it, so that the guidance of the sheet is impaired accordingly.
- the sheets follow one another in the conveying direction at a distance which usually only corresponds to the cutting width of the preceding cross cutter, i.e. typically at a distance of just 1 mm and thus essentially directly one after the other.
- the adjusting element is now to be moved in order to redirect a subsequent sheet to a different conveying level, the movement takes place while the preceding sheet is still on the adjusting element and above the brush.
- the sheet is raised or lowered accordingly and may therefore be bent at the ends as it enters the previously selected conveying level. This also may subject the bristles to bending stress.
- the movement (or more precisely acceleration) of the adjusting element with the brush already leads to bending stress on the bundle of bristles, which then vibrates accordingly and may then incorrectly redirect or damage the subsequent sheet or something similar.
- the brush has a holder and a bundle of bristles which is attached to the holder and which has several bristles.
- the holder serves in particular on the one hand to bundle the bristles and on the other hand to attach the brush as a whole to the actuating element.
- the holder has a hole, e.g. a circular blind hole, into which the bristles are inserted.
- the bristles are expediently cast in the hole, e.g. with an adhesive.
- the holder itself is, for example, a simple wooden block which is screwed to the actuating element. Other shapes, materials and/or attachments are also generally suitable.
- the bristles each extend in a longitudinal direction from a rear end to a front end and have a total length measured between these ends.
- the rear end is also referred to as the base, the front end as the tip.
- each individual bristle also has a base and a tip.
- the base is attached to the holder, e.g. inserted into it as described above, the tip, on the other hand, is in particular freely swinging, for interaction with an arch.
- the bristles are combined to form the bristle bundle, whereby the bristles run in particular parallel to one another, at least at the base.
- the bristles are also designed to be the same length and arranged flush, ie the tips of the bristles are aligned in the transverse direction (perpendicular to the longitudinal direction).
- the bundle of bristles has a front section and a rear section, which lies between the front section and the holder.
- the front section preferably begins at the tips of the bristles and ends at the beginning of the rear section.
- the rear section then ends at the holder.
- the part of the bristles that may lie within the holder is not included in the rear section.
- the total length of the bristles is then correspondingly greater than the sum of the lengths of the two sections.
- the bristle bundle now has a greater flexural rigidity on the rear section than on the front section. This makes the bristle bundle stiffer at the back than at the front. Overall, this results in a flexural rigidity of the bristle bundle that varies in the longitudinal direction, with the flexural rigidity decreasing towards the tip.
- a first flexural rigidity is realized along the rear section and a second flexural rigidity along the front section, which is lower than the first flexural rigidity, so that a discrete transition is realized.
- a continuous change in the flexural rigidity along the longitudinal direction is also suitable.
- the different bending stiffness along the bristle bundle optimizes the overall vibration behavior of the bristle bundle.
- An excessively large amplitude of the bristle bundle and a correspondingly faulty interaction with the bow are advantageously avoided.
- Any after-vibration of the bristle bundle is reduced, while at the same time a sufficient elasticity of the bristle bundle is maintained.
- vibration amplitudes of vibrations with a low vibration frequency ( ⁇ 10 Hz) are particularly strongly dampened.
- Stiffness is generally understood to mean the resistance of a component, in this case the bundle of bristles, to elastic deformation, which is imposed by an external load. Stiffness therefore conveys the connection between a load on the component and its deformation.
- Elastic deformation is defined by the elasticity of the component, which is understood to be the property of the component to change its shape from an original shape under the action of force (in this case a bend) and to return to its original shape when the force is removed.
- Bending stiffness and stiffness in general are determined in particular by the material of the component and its geometry.
- the bristles' generally elongated and thin design means that they have a flexural stiffness such that a completely elastic deflection is possible within certain limits.
- the rear section has a greater flexural rigidity in that the bristle bundle has a jacket along the rear section, which envelops the bristles and presses them together.
- the jacket is also referred to as a tube.
- the jacket is formed along the entire rear section, i.e. the jacket and the rear section are the same length. Alternatively, the jacket is longer than the rear section and then also reaches into the holder, but in no case reaches into the front section.
- the jacket completely surrounds the bristles and is, for example, cylindrical.
- the jacket consists in particular of an elastic material.
- the jacket expediently has a thickness of 0.5 mm to 2 mm.
- the front section is in particular jacket-free.
- the jacket envelops the bristles and thereby holds them together
- the jacket also presses the bristles together, i.e. generates a force in the radial direction.
- Direction perpendicular to the longitudinal direction. This causes the bristles to rub against each other when subjected to bending loads, so that vibration energy is dissipated through friction.
- This improves the vibration behavior of the bristle bundle, ie the brush dynamics, overall.
- low vibration frequencies that regularly occur during operation when the actuator is moved and/or when interacting with an arch are primarily dampened. This also prevents an excessively large vibration amplitude of the bristle bundle and a correspondingly faulty interaction with an arch.
- the jacket is advantageously a shrink tube that is shrunk onto the bristles.
- This design is particularly simple and cost-effective.
- a shrink tube has the advantage that a bow that is guided over or past the jacket does not get caught, but can slide on unhindered.
- a shrink tube is a jacket made of a thermoplastic (e.g. a polyolefin or PVC) that has an oversize during production and is then shrunk by the application of heat. This achieves optimal adaptation to the bristles and at the same time a force in the radial direction in order to achieve optimal friction between the bristles in the event of bending loads.
- the sheath is made of silicone or PTFE and preferably consists entirely and only of one of these materials.
- the rear section in a suitable embodiment has greater rigidity in that the bristles along the rear section are connected to one another by means of an elastic material.
- the elastic material is arranged in particular along the entire rear section and optionally also extends into the holder.
- a suitable elastic material is silicone.
- the bristles are not just grouped together around the circumference, but the elastic material fills the various gaps (gussets) between the bristles, adheres to them and in this way connects the bristles to one another. It is important that the elastic material is elastic in itself.
- the bristles are not particularly firmly connected to one another, as is the case with an adhesive, but are still somewhat flexible relative to one another, although less flexible than without the elastic material, so that the rear section has a higher bending stiffness overall than the front section.
- the front section is notably free of such an elastic material.
- a possible disadvantage of the elastic material is that, depending on the specific design, it can wear out over time and with repeated bending stress and then tear, so that the increased bending stiffness is reduced again accordingly.
- the rear section has greater rigidity because the bristles along the rear section each have a larger diameter than along the front section.
- the larger diameter is formed along the entire rear section.
- at least two different diameters are formed, so that the bristles are thinner towards the tip than towards the base.
- the transition is either discrete, e.g. stepped, or continuous.
- conical bristles are particularly suitable as bristles, in which the diameter decreases continuously and in particular linearly from the base to the tip, e.g. by 50% to 90%.
- bristles are more expensive than bristles with a constant diameter, but they intrinsically have a higher flexural rigidity towards the base, which then also leads to a higher flexural rigidity in the bristle bundle overall in the direction of the holder.
- conical bristles are also packed more densely in the direction of increasing diameter, so that the friction between them also increases with increasing diameter.
- a particularly useful embodiment is one in which the brush unit has several adjusting elements and brushes as described above, but at least two types (a first type and a second type) of bristle bundles are designed such that their rear section is of different lengths or of different rigidity or both.
- the statements already made and the following apply to both types of bristle bundles.
- the adjusting elements are in particular movable independently of one another, at least the adjusting elements with bristle bundles of one type are movable independently of the adjusting elements with bristle bundles of another type.
- the different types advantageously serve different requirements. For example, different conveying paths are to be served, which require a different movement (e.g. deflection) of the adjusting elements and thus lead to different levels of bending stress on the brushes.
- One type of bristle bundle is now used for each of the conveying paths, which is then optimized with regard to the respective bending stress.
- the bristle bundle has an additional jacket on the rear section, which is shorter than the rear section. This means that the rear section is again divided into two, with two subsections with different flexural rigidities.
- the flexural rigidity preferably increases towards the front of the bristle bundle.
- the additional jacket is preferably also a shrink tube. The additional jacket is inside the jacket or arranged around it.
- the additional jacket preferably begins at the holder.
- the additional jacket can also be advantageously combined with the other solutions.
- the additional jacket is particularly useful for those bristle bundles that experience a higher bending stress compared to other bristle bundles, e.g. have to be moved over a longer distance within the same time.
- the bristles are each made of glass fiber, i.e. made of glass.
- the bristle bundle is then a glass fiber bundle.
- the bristles are made exclusively of glass. Glass fibers are characterized by high abrasion resistance and at the same time sufficient elasticity.
- the bristle bundle is preferably a round bundle, i.e. the individual bristles are arranged as far as possible within a circle when viewed in cross-section perpendicular to the longitudinal direction. This is in contrast to a flat bundle, for example, in which the bristles are arranged next to each other in a row.
- a round bundle offers an optimal level of friction between the bristles in the event of bending stress.
- the bristle bundle has at least 5 and at most 20 bristles.
- a bristle bundle having 10 bristles is particularly preferred.
- each bristle is preferably circular in cross-section.
- each bristle has a diameter in the range of 1 mm to 3 mm, a diameter of 1.5 mm is particularly suitable. The diameter is measured perpendicular to the longitudinal direction.
- a respective bristle has a length measured from the holder to the tip in the range of 120 mm to 140 mm, in particular 130 mm.
- the total length (from the base to the tip) of a respective bristle is the sum of the aforementioned length, ie the length outside the holder, and optionally an additional length inside the holder, provided that the bristles are in These are used.
- the total length is then, for example, in the range of
- the rear section preferably has a length which corresponds to 1/4 to 3/4, particularly preferably 1/2 to 3/4 of the length of a bristle outside the holder.
- the front section accordingly has a length which corresponds to the difference between the length of a bristle outside the holder and the length of the rear section. If an additional casing is present, its length is expediently in the range of 1/2 to 3/4 of the length of the rear section.
- the adjusting element projects transversely to the bristle bundle (i.e. perpendicular to the longitudinal direction and perpendicular to both the conveying direction and the transverse direction) in such a way that, at least in a resting position of the bristle bundle, a sheet which is guided over the adjusting element and the bristle bundle does not grind over the rear section.
- the bristle bundle is suitably set back from the adjusting element transversely to the longitudinal direction by a certain distance, e.g.
- the adjusting element and the bristle bundle extend together in the longitudinal direction, with the bristle bundle forming an extension of the adjusting element in the longitudinal direction.
- a sheet which is now conveyed through the corrugated cardboard system in the conveying direction is first conveyed over the adjusting element and then over the associated brush.
- the bristle bundle is set into vibration and swings out of a resting position transversely to the longitudinal direction.
- the bow then typically comes into contact with the bristle bundle. After a while, however, the vibration has subsided and the bristle bundle is back in the resting position. In this situation, a bow guided over the adjusting element and brush no longer touches the bristle bundle, at least not more the rear section, so that wear on it is largely avoided.
- the actuating element is moved, preferably pivoted, from a first position to a second position as described above and stopped at the second position, so that the bundle of bristles begins to oscillate, which is dampened by the greater bending stiffness on the rear section.
- the oscillation has an oscillation amplitude which is advantageously limited by the greater bending stiffness on the rear section.
- the actuating element is moved, for example, using a hydraulic cylinder, which leads to a correspondingly jerky movement. The movement from the first to the second position takes place in particular within just 100 ms to 200 ms.
- Fig. 1 a brush unit in a side view
- Fig. 2 a corrugated board plant
- Fig. 3 a brush unit in a plan view
- Fig. 4 a paddle station of the corrugator from Fig. 2,
- Fig. 6 a variant of the brush from Fig. 5,
- Fig. 7 a bristle bundle in a front view
- Fig. 8 a variant of the bristle bundle from Fig. 7, Fig. 9 a bristle in a side view.
- Fig. 1 shows an embodiment of a brush unit 2 in a side view.
- the brush unit 2 is used in a corrugated cardboard system 4, e.g. as shown in Fig. 2.
- the corrugated cardboard system 4 in turn is used to produce corrugated cardboard 6 from several layers of paper.
- the brush unit 2 has a movable actuating element 8 and at least one brush 10, which is attached to the actuating element 8.
- several similarly designed brushes 10 are attached to the actuating element 8, e.g. as can be seen in the top view in Fig. 3.
- Fig. 3 also shows a design in which the brush unit 2 has several actuating elements 8, each with several brushes 10.
- the actuating element 8 is a rigid component, e.g. a profile part made of metal, and is movable overall, in this case pivotable about an axis of rotation D.
- the adjusting element 8 is a pivoting arm, at one end of which the brush 10 is attached.
- the combination of pivoting arm 8 and brush 10 is also referred to as a “paddle”.
- the brush unit 2 is then part of a paddle station 12 of the corrugated cardboard system 4.
- the paddle station 12 is designed to guide a sheet 14 to one of several different conveying levels E1, E2, E3 (i.e. conveying paths) by pivoting the adjusting element 8.
- the paddle serves as an adjustable ramp which, depending on the position, leads to one of several superimposed conveying levels E1, E2, E3.
- the conveying levels E1, E2, E3 is controlled.
- the brush unit 2 even has several paddles which - as can be seen in Fig. 3 - are arranged next to one another transversely to the conveying direction F and which can be pivoted about the same axis of rotation D.
- the statements made here also apply analogously to other sub-units of the corrugated cardboard system 4 which use a brush unit 2, e.g. for a braking and/or depositing device of the corrugated cardboard system 2.
- the adjusting element 8 in combination with the brush 10 serves to interact with the sheets 14 which are produced with the corrugated cardboard system 4 and are guided by it along a conveying direction F.
- the brush unit 2 is arranged, for example, downstream of a cross cutter 16 of the corrugated cardboard system.
- the cross cutter 16 cuts the previously endless corrugated cardboard web 6 in the transverse direction Q, ie perpendicular to the conveying direction F, into individual sheets 14.
- Cutting in the longitudinal direction i.e. in the conveying direction F, e.g. by means of a cutting and creasing machine, can take place before or after the cross cutter 16 and before or after the brush unit 2, so that if necessary several sheets 14 can be conveyed next to one another in the transverse direction Q.
- the brush 10 has a holder 18 and a bristle bundle 20, which is attached to the holder 18 and which has a plurality of bristles 22.
- the holder 18 serves on the one hand to bundle the bristles 22 and on the other hand to attach the brush 10 as a whole to the actuating element 8.
- the holder 18 has a hole, e.g. a circular blind hole, into which the bristles 22 are inserted.
- the holder 18 itself is then screwed to the actuating element 8.
- the bristles 22 each extend in a longitudinal direction L from a rear end to a front end and have a total length G measured between these ends.
- the rear end is also referred to as the base 24, the front end as the tip 26.
- the base 24 is attached to the holder 18, the tip 26, however, is freely swinging, for interaction with an arch 14.
- the bristles 22 are combined to form the bristle bundle 20, wherein the bristles 22 run parallel to one another, at least at the base 24.
- the bristles 22 are also of the same length and arranged flush, i.e. the tips 26 are aligned in the transverse direction Q (perpendicular to the longitudinal direction L).
- the bristle bundle 20 regularly vibrates, e.g. as shown in Fig. 1.
- the sheets 14 follow in the conveying direction F at a distance from one another which only corresponds to the cutting width of the preceding cross cutter 16. , ie typically at a distance of only 1 mm and thus essentially directly on top of one another.
- the adjusting element 8 is now to be moved in order to redirect a subsequent sheet 14 to a different conveying plane E1, E2, E3, the movement takes place while the preceding sheet 14 is still on the adjusting element 8 and above the brush 10.
- the sheet 14 is raised or lowered accordingly and may therefore be bent at the end as it enters the previously selected conveying plane E1, E2, E3.
- the movement of the adjusting element 8 with the brush 10 leads to a bending stress on the bundle of bristles 20, which then vibrates accordingly and may incorrectly redirect or damage the subsequent sheet 14 or the like.
- the bristle bundle 20 has a front section 28 and a rear section 30, which lies between the front section 28 and the holder 18.
- the front section 28 begins at the tips of the bristles 22 and ends at the beginning of the rear section 30.
- the rear section 30 then ends at the holder 18.
- the part of the bristles 22 which may lie within the holder 18 is not added to the rear section 30.
- the total length G of the bristles 22 is then correspondingly greater than the sum of the lengths of the two sections 28, 30.
- the bristle bundle 20 now has a greater flexural rigidity on the rear section 30 than on the front section 28. As a result, the bristle bundle 20 is stiffer at the back than at the front. Overall, this results in a flexural rigidity of the bristle bundle 20 that varies in the longitudinal direction L, with the flexural rigidity decreasing towards the tip 26.
- a first flexural rigidity is realized along the rear section 30 and a second flexural rigidity, which is lower than the first flexural rigidity, is realized along the front section 28, so that a discrete transition is realized.
- a continuous change in the flexural rigidity along the longitudinal direction L is also possible.
- the different flexural rigidity along the bristle bundle 20 optimizes the vibration behavior of the bristle bundle 20 overall. An excessively large amplitude of the bristle bundle 20 and a correspondingly faulty Interaction with the arch 14 is avoided. Any oscillation of the bristle bundle 10 is reduced, while at the same time a sufficient elasticity of the bristle bundle 10 is maintained.
- the rear section 30 has greater flexural rigidity in that the bristle bundle 20 has a jacket 32 along the rear section 30, by which the bristles 22 are enveloped and compressed.
- Figs. 5 and 6 Two exemplary embodiments of this are shown in Figs. 5 and 6.
- Fig. 7 shows the bristle bundle 20 from Fig. 5 in a front view.
- the jacket 32 is also referred to as a tube and is formed along the entire rear section 30, i.e. both are the same length.
- the jacket 32 is longer than the rear section 30 and then also extends into the holder 18.
- the front section 28, on the other hand, has no jacket.
- the jacket 32 completely surrounds the bristles 22 and is cylindrical in this case.
- the jacket 32 consists of an elastic material and is a shrink tube which is shrunk onto the bristles 22.
- the rear section 30 has greater rigidity in that the bristles 22 are connected to one another along the rear section 30 by means of an elastic material 34, e.g. silicone.
- an elastic material 34 e.g. silicone.
- Fig. 8 which, like in Fig. 7, shows a bundle of bristles 20 in a front view.
- the elastic material 34 is arranged along the entire rear section 30 and fills the various gaps (gussets) between the bristles 22, adheres to them and in this way connects the bristles 22 to one another.
- the elastic material 34 is elastic in itself.
- the front section 30 is free of such an elastic material 34.
- the rear section 30 has greater rigidity in that the bristles 22 along the rear section 30 each have a larger diameter X than along the front section 30.
- Fig. 8 shows a single bristle 22 in a side view.
- the larger diameter X is formed along the entire rear section 30.
- the transition is either discrete, e.g. step-shaped, or continuous, as shown in Fig. 8, which specifically shows a so-called conical bristle in which the diameter X decreases continuously and linearly from the base 24 to the tip 26.
- Fig. 3 shows a design in which the brush unit 2 has several adjusting elements 8 and brushes 10.
- two types (a first type and a second type) of bristle bundles 20a, 20b are designed such that their rear section 30 is of different lengths or different degrees of rigidity or both.
- the adjusting elements 8 can move independently of one another; at least the adjusting elements 8 with bristle bundles 20a of one type can move independently of the adjusting elements 8 with bristle bundles 20b of another type.
- the different types serve different requirements. In the present case, different conveying paths are to be served, which require a different movement of the adjusting elements 8 and thus lead to different degrees of bending stress on the brushes 10.
- these different conveying paths are the two conveying levels E2, E3 as shown in Fig. 4, for each of which a type of bristle bundle 20a, 20b is used, specifically bristle bundle 20 as shown in Fig. 5 for the lower conveying level E2 and bristle bundle 20 as shown in Fig. 6 for the higher conveying level E3.
- bristle bundles 20 can be realized by designing the rear section 30 with increased bending stiffness to have different lengths.
- the rear sections 30 of different types which may even be of equal length, have different Bending stiffnesses, these can be implemented with the solutions already mentioned above, if necessary in combination.
- the bristle bundle 20 has an additional jacket 36 on the rear section 30, which is shorter than the rear section 30.
- the rear section 30 is again divided into two, with two corresponding subsections 30a, 30b with different flexural stiffnesses.
- the flexural stiffness increases towards the front (tip 26) of the bristle bundle 20.
- the additional jacket 36 is arranged inside the jacket 32 (not shown) or around it (as in Fig. 6).
- the additional jacket 36 begins at the holder 18.
- the additional jacket 25 can also be combined with the other solutions.
- the bristles 22 are each a glass fiber and consist exclusively of glass.
- the bristle bundle 20 is then a glass fiber bundle.
- the bristle bundles 20 shown here are also round bundles overall, i.e. the individual bristles 22 are arranged as far as possible within a circle when viewed in cross-section perpendicular to the longitudinal direction L, as in Figs. 7 and 8.
- the bristle bundles 20 shown here as examples each have 10 bristles 22.
- Each bristle 22 is circular in cross-section and has a diameter X in the range of 1 mm to 3 mm. Measured from the holder 18 to the tip 26, each bristle 22 has a length Y in the range of 120 mm to 140 mm.
- the total length G (from the base 24 to the tip 26) of each bristle 22 is the sum of the aforementioned length Y and, if applicable, also the length within the holder 18.
- the rear section 30 has a length which corresponds to 1/2 to 3/4 of the length Y.
- the front section 30 has a length which corresponds to the difference between the length Y and the length of the rear section 30. If an additional jacket 36 is present, its length is in the range of 1/2 to 3/4 of the length of the rear section 30. Grinding of the arches 14 on the bristle bundle 20, especially on the rear section 30, is avoided as far as possible in order to keep wear on the bristle bundle 20 as low as possible.
- the adjusting element 8 projects transversely to the bristle bundle 20 (ie perpendicular to the longitudinal direction L and perpendicular to both the conveying direction F and the transverse direction Q) in such a way that, at least in a rest position (as shown in Fig.
- the bristle bundle 20 is set back from the adjusting element 8 transversely to the longitudinal direction L by a distance Z, e.g. by 5 mm to 20 mm.
- the adjusting element 8 and the bristle bundle 20 extend together in the longitudinal direction L, with the bristle bundle 20 forming an extension of the adjusting element 8 in the longitudinal direction L.
- a sheet 14, which is now being conveyed through the corrugated cardboard system 4 in the conveying direction F, is first conveyed via the adjusting element 8 and then via the associated brush 10.
- the bristle bundle 20 When the adjusting element 8 is moved, the bristle bundle 20 is set into vibration and swings out of the rest position transversely to the longitudinal direction L (as shown in Fig. 1). The sheet 14 now typically comes into contact with the bristle bundle 20. After some time, however, the vibration has subsided and the bristle bundle 20 is back in the rest position. In this situation, a sheet 14 guided over the adjusting element 8 and brush 10 no longer touches the bristle bundle 20, at least no longer touches the rear section 30.
- the actuating element 8 is moved as described above from a first position (drawn with a solid line in Fig. 4, to the conveying plane E1) to a second position (drawn with a dashed line in Fig. 4, to one of the conveying planes E2, E3), in this case pivoted, and stopped at the second position, so that the bristle bundle 20 begins to oscillate, which is dampened by the greater bending stiffness on the rear section 30.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Brushes (AREA)
Abstract
Description
Beschreibung Bürsteneinheit für eine Wellpappenanlage sowie Verfahren zur Steuerung einer Bürsteneinheit Description Brush unit for a corrugated board machine and method for controlling a brush unit
Die Erfindung betrifft eine Bürsteneinheit für eine Wellpappenanlage sowie ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Bürsteneinheit. The invention relates to a brush unit for a corrugated cardboard plant and a method for controlling such a brush unit.
Eine Wellpappenanlage dient zur Herstellung von Wellpappe. Hierzu werden mehrere Lagen aus Papier miteinander verleimt, wobei eine oder mehrere der Lagen zusätzlich geriffelt werden. Auf diese Weise wird aus mehreren Papierbahnen eine Wellpappenbahn hergestellt. Die Wellpappenbahn wird anschließend mittels der Wellpappenanlage in einzelne Bögen konfektioniert, beispielsweise mittels einer Kombination aus einem Längsschneider, z.B. einem Schneid- und Rillautomaten, und einem Querschneider, z.B. einem Kurzquerschneider. Die einzelnen Bögen werden dabei je nach Bedarf auf unterschiedliche Förderpfade verteilt, z.B. werden Bögen auftragsabhängig oder abhängig von deren jeweiliger Abmessung oder Position in Querrichtung zur Förderrichtung auf mehrere unterschiedliche Förderpfade aufgeteilt. A corrugated cardboard machine is used to produce corrugated cardboard. To do this, several layers of paper are glued together, with one or more of the layers also being corrugated. In this way, a corrugated cardboard web is produced from several paper webs. The corrugated cardboard web is then cut into individual sheets using the corrugated cardboard machine, for example using a combination of a longitudinal cutter, e.g. a cutting and creasing machine, and a cross cutter, e.g. a short cross cutter. The individual sheets are distributed to different conveyor paths as required, e.g. sheets are divided into several different conveyor paths depending on the order or depending on their respective dimensions or position transverse to the conveyor direction.
In der DE 10 2008 033 775 B4 ist beispielsweise eine Weichen-Einheit beschrieben, welche ein quer zur Förderrichtung segmentiertes Auflage-Element aufweist. Dieses ist kammartig ausgebildet und weist mehrere längliche, fingerförmige Zinken auf, welche unabhängig voneinander um eine Weichen-Achse verschwenkbar sind. An den freien Enden weisen die Zinken jeweils einen flexiblen oder elastischen Fortsatz auf. Die Fortsätze stellen einen besonders glatten Übergang sicher. Außerdem wird verwiesen auf DE 19824 694 A1 und DE 10 2013 215 068 A1 , welche jeweils eine Verwendung von Bürsten zum Bremsen und oder Ablegen von Bögen beschreiben. For example, DE 10 2008 033 775 B4 describes a switch unit which has a support element segmented transversely to the conveying direction. This is designed like a comb and has several elongated, finger-shaped prongs which can be pivoted independently of one another around a switch axis. The prongs each have a flexible or elastic extension at the free ends. The extensions ensure a particularly smooth transition. Furthermore, reference is made to DE 19824 694 A1 and DE 10 2013 215 068 A1, which each describe the use of brushes for braking and/or depositing sheets.
Problematisch bei der Verwendung einer Bürsteneinheit ist, dass deren Borsten im Betrieb mitunter stark nachschwingen, d.h. mit großer Amplitude schwingen. Dies ergibt sich insbesondere durch eine ruckartige Bewegung beim Verschwenken der Bürsten, z.B. mittels einer Hydraulik. Beim Verschwenken der Bürsten werden diese und deren Borsten ausgehend von einer Ruhelage ruckartig beschleunigt und an einer Zielposition ebenso ruckartig wieder gebremst. Beispielsweise erfolgt ein Verschwenken von einer ersten zu einer zweiten Position innerhalb von lediglich 100 ms bis 200 ms. Die resultierende Schwingung der Borsten in der Zielposition kann dann zu einer fehlerhaften Interaktion mit einem nachfolgenden Bogen führen, sodass dieser z.B. auf einen falschen Förderpfad umgelenkt wird oder in der Wellpappenanlage verklemmt oder beschädigt wird. The problem with using a brush unit is that its bristles sometimes continue to vibrate strongly during operation, i.e. they vibrate with a large amplitude. This is particularly caused by a jerky movement when the brushes are pivoted, e.g. using hydraulics. When the brushes are pivoted, they and their bristles are accelerated abruptly from a rest position and then braked again just as abruptly at a target position. For example, pivoting from a first to a second position takes just 100 ms to 200 ms. The resulting vibration of the bristles in the target position can then lead to incorrect interaction with a subsequent sheet, so that it is diverted onto the wrong conveyor path, for example, or becomes jammed or damaged in the corrugated cardboard system.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Interaktion einer Bürsteneinheit mit einem Bogen zu verbessern. Insbesondere soll das Schwingungsverhalten der Borsten verbessert werden, d.h. die Bürstendynamik. Hierzu sollen eine entsprechend verbesserte Bürsteneinheit sowie ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Bürsteneinheit angegeben werden. Zusätzlich soll insbesondere auch die in der eingangs genannten DE 10 2008 033 775 B4 beschriebene Kombination von Zinken und flexiblen Fortsätzen verbessert werden. Against this background, it is an object of the invention to improve the interaction of a brush unit with a bow. In particular, the vibration behavior of the bristles, i.e. the brush dynamics, is to be improved. For this purpose, a correspondingly improved brush unit and a method for controlling such a brush unit are to be specified. In addition, the combination of tines and flexible extensions described in the aforementioned DE 10 2008 033 775 B4 is also to be improved.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Bürsteneinheit mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Ebenso wird die Aufgabe insbesondere auch gelöst durch eine Bürste für eine Bürsteneinheit wie nachfolgend beschrieben und durch eine Wellpappenanlage mit einer Bürsteneinheit wie nachfolgend beschrieben. Die Ausführungen im Zusammenhang mit der Bürsteneinheit gelten sinngemäß auch für die Bürste, die Wellpappenanlage und das Verfahren sowie umgekehrt. Sofern nachfolgend implizit oder explizit Schritte des Verfahrens angegeben sind, ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen für die Bürsteneinheit dadurch, dass diese ausgebildet ist, einen oder mehrere dieser Schritte auszuführen, insbesondere mittels einer entsprechend ausgebildeten Steuereinheit. The object is achieved according to the invention by a brush unit with the features according to claim 1 and by a method with the features according to claim 15. Advantageous embodiments, further developments and variants are the subject of the subclaims. The object is also achieved in particular by a brush for a brush unit as described below and by a corrugated cardboard system with a brush unit as described below. The statements in connection with the brush unit also apply mutatis mutandis to the brush, the corrugated cardboard system and the method and vice versa. If steps of the method are implicitly or explicitly described below are specified, advantageous embodiments for the brush unit result in that it is designed to carry out one or more of these steps, in particular by means of a correspondingly designed control unit.
Ein Kerngedanke der Erfindung ist insbesondere, ein Borstenbündel einer Bürsteneinheit lokal zu versteifen, um das Schwingungsverhalten des Borstenbündels im Betrieb zu optimieren. Eine entsprechende Versteifung erfolgt dabei auf einem hinteren Abschnitt des Borstenbündels, sodass dieser hintere Abschnitt steifer ist im Vergleich zu einem vorderen Abschnitt, welcher regelmäßig am Bogen angreift. A key idea of the invention is in particular to locally stiffen a bristle bundle of a brush unit in order to optimize the vibration behavior of the bristle bundle during operation. The corresponding stiffening takes place on a rear section of the bristle bundle so that this rear section is stiffer than a front section, which regularly acts on the arch.
Die Bürsteneinheit dient zur Verwendung in einer Wellpappenanlage. Die Wellpappenanlage wiederum dient zur Herstellung von Wellpappe aus mehreren Papierlagen. Die Bürsteneinheit weist ein bewegliches Stellelement auf und zumindest eine Bürste, welche an dem Stellelement angebracht ist. In einer geeigneten Ausgestaltung sind an dem Stellelement mehrere, dann zweckmäßigerweise gleichartig ausgebildete Bürsten angebracht. In einer ebenfalls geeigneten Ausgestaltung weist die Bürsteneinheit mehrere Stellelement mit jeweils einer oder mehreren Bürsten auf. Vorzugsweise ist das Stellelement ein in sich starres Bauteil, z.B. ein Profilteil und insbesondere aus Metall, und insgesamt beweglich, z.B. schwenkbar um eine Drehachse. Die konkrete Ausgestaltung des Stellelements ist abhängig von der konkreten Funktion der Bürsteneinheit innerhalb der Wellpappenanlage. Die Bürsteneinheit ist allgemein vorzugsweise im sogenannten dry end der Wellpappenanlage angeordnet. The brush unit is used in a corrugated cardboard plant. The corrugated cardboard plant in turn is used to produce corrugated cardboard from several layers of paper. The brush unit has a movable actuating element and at least one brush which is attached to the actuating element. In a suitable embodiment, several brushes, which are then expediently of the same design, are attached to the actuating element. In a likewise suitable embodiment, the brush unit has several actuating elements, each with one or more brushes. The actuating element is preferably a rigid component, e.g. a profile part and in particular made of metal, and is movable overall, e.g. pivotable about an axis of rotation. The specific design of the actuating element depends on the specific function of the brush unit within the corrugated cardboard plant. The brush unit is generally preferably arranged in the so-called dry end of the corrugated cardboard plant.
In einer geeigneten Ausgestaltung ist das Stellelement ein Schwenkarm, an dessen einem Ende die Bürste angebracht ist. Die Kombination aus Schwenkarm und Bürste wird auch als „Paddel“ bezeichnet. Die Bürsteneinheit ist dann vorzugsweise ein Teil einer Paddelstation (auch als Weichen-Einheit bezeichnet, wie in DE 10 2008 033 775 B4) der Wellpappenanlage, wobei die Paddelstation ausgebildet ist, durch Schwenken des Stellelements einen Bogen auf eine von mehreren verschiedenen Förderebenen (d.h. Förderpfade) zu leiten. Das Paddel dient hierbei als verstellbare Rampe, welche je nach Stellung in eine von mehreren insbesondere übereinanderliegenden Förderebenen führt. Je nachdem, wie weit das Paddel verschwenkt wird, wird eine der Förderebenen angesteuert. Zweckmäßigerweise weist die Bürsteneinheit sogar mehrere Paddel auf, welche quer zur Förderrichtung nebeneinander angeordnet sind und welche insbesondere um dieselbe Drehachse schwenkbar sind. In a suitable embodiment, the actuating element is a swivel arm, at one end of which the brush is attached. The combination of swivel arm and brush is also referred to as a "paddle". The brush unit is then preferably part of a paddle station (also referred to as a switch unit, as in DE 10 2008 033 775 B4) of the corrugated cardboard plant, whereby the paddle station is designed to guide a sheet to one of several different conveying levels (ie conveying paths) by swiveling the actuating element. The paddle serves as an adjustable ramp, which, depending on the position, leads to one of several conveying levels, in particular those lying one above the other. Depending on how far the When the paddle is pivoted, one of the conveying levels is controlled. The brush unit expediently even has several paddles which are arranged next to one another transversely to the conveying direction and which can be pivoted in particular about the same axis of rotation.
Nachfolgend wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit von einer Bürsteneinheit als Teil einer Paddelstation der Wellpappenanlage wie zuvor beschrieben ausgegangen. Die Ausführungen gelten aber sinngemäß auch für andere Teileinheiten der Wellpappenanlage, welche eine Bürsteneinheit verwenden, z.B. für die Bürsteneinheit einer Brems- und/oder Ablegevorrichtung der Wellpappenanlage. In the following, without restricting generality, a brush unit is assumed to be part of a paddle station of the corrugated cardboard plant as described above. However, the statements also apply analogously to other sub-units of the corrugated cardboard plant that use a brush unit, e.g. for the brush unit of a braking and/or depositing device of the corrugated cardboard plant.
Das Stellelement in Kombination mit der Bürste dient insbesondere zur Interaktion mit den Bögen, welche mit der Wellpappenanlage hergestellt werden und durch diese entlang einer Förderrichtung (machine direction) geführt werden. Entsprechend ist die Bürsteneinheit zweckmäßigerweise stromab eines Querschneiders der Wellpappenanlage angeordnet. Mit dem Querschneider wird die zuvor noch endlose Wellpappenbahn in Querrichtung (cross machine direction), d.h. senkrecht zur Förderrichtung, in einzelne Bögen zerteilt. Ein Zerteilen in Längsrichtung, d.h. in Förderrichtung, z.B. mittels eines Schneid- und Rillautomaten kann vor oder nach dem Querschneider sowie vor oder nach der Bürsteneinheit erfolgen, sodass gegebenenfalls auch mehrere Bögen in Querrichtung nebeneinander gefördert werden. Unter „Interaktion“ wird insbesondere ein Führen, Lenken, Umleiten, Umlenken, Niederhalten, Bremsen oder dergleichen verstanden. Hierzu berührt die Bürste einen entsprechenden Bogen zumindest zeitweise oder wirkt zumindest als Führungs- oder Leitelement für den Bogen. Gleiches gilt insbesondere auch für das Stellelement, zumindest bei einer Paddelstation. Aufgrund der Bewegung des Stellelements kommt es regelmäßig zu Nachschwingungen des Borstenbündels, welche nachteilig eine Umlenkung, Beschädigung oder sonstige Beeinträchtigung eines zu diesem Zeitpunkt über die Bürste geführten Bogens zur Folge haben können. Zu beachten ist auch, dass eine Bewegung des Stellelements regelmäßig erfolgt, während ein Bogen mit diesem in Kontakt ist, sodass die Führung des Bogens entsprechend beeinträchtigt wird. Beispielsweise folgen bei einer Paddelstation die Bögen in Förderrichtung in einem Abstand voneinander, welcher regelmäßig lediglich der Schnittbreite des vorangehenden Querschneiders entspricht, d.h. typischerweise in einem Abstand von nur 1 mm und somit im Wesentlichen unmittelbar aufeinander. Soll das Stellelement nun bewegt werden, um einen nachfolgenden Bogen in eine andere Förderebene umzuleiten, dann erfolgt die Bewegung bereits während der vorausgehende Bogen noch auf dem Stellelement und über der Bürste liegt. Der Bogen wird entsprechend angehoben oder abgesenkt und dadurch endseitig gegebenenfalls verbogen, während er in die entsprechend zuvor angewählte Förderebene einläuft. Auch hierdurch werden die Borsten gegebenenfalls biegebeansprucht. In jedem Fall führt aber bereits die Bewegung (genauer Beschleunigung) des Stellelements mit der Bürste zu einer Biegebeanspruchung des Borstenbündels, welches dann entsprechend nachschwingt und dann den nachfolgenden Bogen gegebenenfalls fehlerhaft umleitet oder beschädigt oder dergleichen. The actuating element in combination with the brush serves in particular to interact with the sheets which are produced by the corrugated cardboard system and which are guided by it along a conveying direction (machine direction). Accordingly, the brush unit is expediently arranged downstream of a cross cutter of the corrugated cardboard system. The cross cutter cuts the previously endless corrugated cardboard web into individual sheets in the cross machine direction, i.e. perpendicular to the conveying direction. Cutting in the longitudinal direction, i.e. in the conveying direction, e.g. by means of a cutting and creasing machine, can take place before or after the cross cutter and before or after the brush unit, so that several sheets can also be conveyed next to one another in the cross direction if necessary. “Interaction” is understood in particular to mean guiding, steering, redirecting, deflecting, holding down, braking or the like. For this purpose, the brush touches a corresponding sheet at least temporarily or at least acts as a guide or guiding element for the sheet. The same applies in particular to the actuating element, at least in the case of a paddle station. Due to the movement of the actuating element, the bristle bundle regularly vibrates, which can adversely result in deflection, damage or other impairment of a sheet that is being guided over the brush at that time. It should also be noted that the actuating element regularly moves while a sheet is in contact with it, so that the guidance of the sheet is impaired accordingly. For example, in a paddle station the sheets follow one another in the conveying direction at a distance which usually only corresponds to the cutting width of the preceding cross cutter, i.e. typically at a distance of just 1 mm and thus essentially directly one after the other. If the adjusting element is now to be moved in order to redirect a subsequent sheet to a different conveying level, the movement takes place while the preceding sheet is still on the adjusting element and above the brush. The sheet is raised or lowered accordingly and may therefore be bent at the ends as it enters the previously selected conveying level. This also may subject the bristles to bending stress. In any case, however, the movement (or more precisely acceleration) of the adjusting element with the brush already leads to bending stress on the bundle of bristles, which then vibrates accordingly and may then incorrectly redirect or damage the subsequent sheet or something similar.
Die Bürste weist einen Halter und ein Borstenbündel auf, welches am Halter befestigt ist und welches mehrere Borsten aufweist. Der Halter dient insbesondere einerseits zur Bündelung der Borsten und andererseits zur Befestigung der Bürste insgesamt am Stellelement. In einer geeigneten Ausgestaltung weist der Halter ein Loch auf, z.B. ein kreisförmiges Sackloch, in welches die Borsten eingesetzt sind. Zweckmäßigerweise sind die Borsten in dem Loch vergossen, z.B. mit einem Klebstoff. Der Halter selbst ist beispielsweise ein einfacher Holzquader, welcher an das Stellelement angeschraubt ist. Andere Formen, Materialien und/oder Befestigungen sind grundsätzlich ebenfalls geeignet. The brush has a holder and a bundle of bristles which is attached to the holder and which has several bristles. The holder serves in particular on the one hand to bundle the bristles and on the other hand to attach the brush as a whole to the actuating element. In a suitable design, the holder has a hole, e.g. a circular blind hole, into which the bristles are inserted. The bristles are expediently cast in the hole, e.g. with an adhesive. The holder itself is, for example, a simple wooden block which is screwed to the actuating element. Other shapes, materials and/or attachments are also generally suitable.
Die Borsten erstrecken sich jeweils in einer Längsrichtung von einem hinteren Ende bis zu einem vorderen Ende und weisen zwischen diesen Enden gemessen jeweils eine Gesamtlänge auf. Das hintere Ende wird auch als Basis bezeichnet, das vordere Ende als Spitze. Analog weist auch jede einzelne Borste eine Basis und eine Spitze auf. Die Basis ist am Halter angebracht, z.B. in diesen eingesetzt wie oben beschrieben, die Spitze ist hingegen insbesondere freischwingend, zur Interaktion mit einem Bogen. Die Borsten sind zu dem Borstenbündel zusammengefasst, wobei die Borsten insbesondere parallel zueinander verlaufen, zumindest an der Basis. Die Borsten sind zweckmäßigerweise auch gleich lang ausgebildet und bündig angeordnet, d.h. die Spitzen der Borsten fluchten in Querrichtung (senkrecht zur Längsrichtung). The bristles each extend in a longitudinal direction from a rear end to a front end and have a total length measured between these ends. The rear end is also referred to as the base, the front end as the tip. Analogously, each individual bristle also has a base and a tip. The base is attached to the holder, e.g. inserted into it as described above, the tip, on the other hand, is in particular freely swinging, for interaction with an arch. The bristles are combined to form the bristle bundle, whereby the bristles run in particular parallel to one another, at least at the base. The bristles are also designed to be the same length and arranged flush, ie the tips of the bristles are aligned in the transverse direction (perpendicular to the longitudinal direction).
Das Borstenbündel weist einen vorderen Abschnitt auf und einen hinteren Abschnitt, welcher zwischen dem vorderen Abschnitt und dem Halter liegt. Der vordere Abschnitt beginnt vorzugsweise an den Spitzen der Borsten und endet am Beginn des hinteren Abschnitts. Der hintere Abschnitt endet dann am Halter. Derjenige Teil der Borsten, welcher gegebenenfalls innerhalb des Halters liegt, wird nicht zum hinteren Abschnitt hinzugerechnet. Je nach Ausgestaltung ist die Gesamtlänge der Borsten dann entsprechend größer als die Summe der Längen der beiden Abschnitte. The bundle of bristles has a front section and a rear section, which lies between the front section and the holder. The front section preferably begins at the tips of the bristles and ends at the beginning of the rear section. The rear section then ends at the holder. The part of the bristles that may lie within the holder is not included in the rear section. Depending on the design, the total length of the bristles is then correspondingly greater than the sum of the lengths of the two sections.
Erfindungsgemäß weist das Borstenbündel nun auf dem hinteren Abschnitt eine größere Biegesteifigkeit auf als auf dem vorderen Abschnitt. Dadurch ist das Borstenbündel hinten steifer als vom. Insgesamt ergibt sich somit eine in Längsrichtung variierende Biegesteifigkeit des Borstenbündels, wobei die Biegesteifigkeit zur Spitze hin abnimmt. Im einfachsten Fall ist entlang des hinteren Abschnitts eine erste Biegesteifigkeit realisiert und entlang des vorderen Abschnitts eine zweite Biegesteifigkeit, welche geringer ist als die erste Biegesteifigkeit, sodass ein diskreter Übergang realisiert ist. Ebenfalls geeignet ist aber auch eine kontinuierliche Änderung der Biegesteifigkeit entlang der Längsrichtung. According to the invention, the bristle bundle now has a greater flexural rigidity on the rear section than on the front section. This makes the bristle bundle stiffer at the back than at the front. Overall, this results in a flexural rigidity of the bristle bundle that varies in the longitudinal direction, with the flexural rigidity decreasing towards the tip. In the simplest case, a first flexural rigidity is realized along the rear section and a second flexural rigidity along the front section, which is lower than the first flexural rigidity, so that a discrete transition is realized. A continuous change in the flexural rigidity along the longitudinal direction is also suitable.
Durch die unterschiedliche Biegesteifigkeit entlang des Borstenbündels wird das Schwingungsverhalten des Borstenbündels insgesamt optimiert. Eine übermäßig große Amplitude des Borstenbündels und eine entsprechend fehlerhafte Interaktion mit dem Bogen werden vorteilhaft vermieden. Ein etwaiges Nachschwingen des Borstenbündels wird reduziert, zugleich bleibt eine hirneichende Elastizität des Borstenbündels erhalten. Speziell werden Schwingungsamplituden von Schwingungen mit niedriger Schwingungsfrequenz (< 10 Hz) besonders stark gedämpft. Unter Steifigkeit wird allgemein der Widerstand eines Bauteils, hier des Borstenbündels, gegen elastische Verformung verstanden, welche durch eine äußere Belastung aufgeprägt wird. Die Steifigkeit vermittelt demnach den Zusammenhang zwischen einer Belastung des Bauteils und dessen Verformung. Vorliegend ist speziell die Biegesteifigkeit gemeint, welche den Widerstand des Bauteils bei einer Beanspruchung auf Biegung um eine Biegeachse angibt. Die elastische Verformung ist definiert durch die Elastizität des Bauteils, darunter wird die Eigenschaft des Bauteils verstanden, ausgehend von einer Ursprungsform unter Krafteinwirkung (hier eine Biegung) seine Form zu verändern und bei Wegfall der Krafteinwirkung wieder in die Ursprungsform zurückzukehren. Die Biegesteifigkeit und auch die Steifigkeit ganz allgemein wird insbesondere durch den Werkstoff des Bauteils und dessen Geometrie bestimmt. Vorliegend ergibt sich für die Borsten bereits aufgrund deren generell länglicher und dünner Ausgestaltung eine Biegesteifigkeit derart, dass eine vollständig elastische Auslenkung innerhalb gewisser Grenzen möglich ist. The different bending stiffness along the bristle bundle optimizes the overall vibration behavior of the bristle bundle. An excessively large amplitude of the bristle bundle and a correspondingly faulty interaction with the bow are advantageously avoided. Any after-vibration of the bristle bundle is reduced, while at the same time a sufficient elasticity of the bristle bundle is maintained. In particular, vibration amplitudes of vibrations with a low vibration frequency (< 10 Hz) are particularly strongly dampened. Stiffness is generally understood to mean the resistance of a component, in this case the bundle of bristles, to elastic deformation, which is imposed by an external load. Stiffness therefore conveys the connection between a load on the component and its deformation. In this case, this specifically refers to flexural stiffness, which indicates the resistance of the component when subjected to bending around a bending axis. Elastic deformation is defined by the elasticity of the component, which is understood to be the property of the component to change its shape from an original shape under the action of force (in this case a bend) and to return to its original shape when the force is removed. Bending stiffness and stiffness in general are determined in particular by the material of the component and its geometry. In this case, the bristles' generally elongated and thin design means that they have a flexural stiffness such that a completely elastic deflection is possible within certain limits.
Zur Vergrößerung der Biegesteifigkeit des hinteren Abschnitts relativ zum vorderen Abschnitt werden nachfolgend mehrere verschiedene Lösungen beschrieben, welche auch grundsätzlich miteinander kombinierbar sind. To increase the bending stiffness of the rear section relative to the front section, several different solutions are described below, which can also be combined with each other.
In einer geeigneten Ausgestaltung weist der hintere Abschnitt dadurch eine größere Biegesteifigkeit auf, dass das Borstenbündel entlang des hinteren Abschnitts einen Mantel aufweist, von welchem die Borsten umhüllt und zusammengedrückt sind. Der Mantel wird auch als Schlauch bezeichnet. Der Mantel ist entlang des gesamten hinteren Abschnitts ausgebildet, d.h. der Mantel und der hintere Abschnitt sind gleich lang. Alternativ ist der Mantel länger als der hintere Abschnitt und reicht dann auch in den Halter hinein, reicht aber in keinem Fall in den vorderen Abschnitt hinein. Der Mantel umgibt die Borsten vollumfänglich und ist beispielsweise zylinderförmig. Der Mantel besteht insbesondere aus einem elastischen Material. Der Mantel weist zweckmäßigerweise eine Stärke von 0,5 mm bis 2 mm auf. Der vordere Abschnitt ist hingegen insbesondere mantelfrei. Einerseits umhüllt der Mantel die Borsten und hält diese dadurch zusammen, andererseits drückt der Mantel die Borsten auch zusammen, d.h. erzeugt eine Kraft in radialer Richtung (senkrecht zur Längsrichtung). Dadurch reiben die Borsten bei einer Biegebelastung aneinander, sodass Schwingungsenergie durch Reibung abgebaut wird. Dadurch wird das Schwingungsverhalten des Borstenbündels, d.h. die Bürstendynamik, insgesamt verbessert. Insbesondere werden vorrangig solche niedrigen Schwingungsfrequenzen gedämpft, welche im Betrieb regelmäßig beim Bewegen des Stellelements und/oder bei einer Interaktion mit einem Bogen auftreten. Dadurch werden auch eine übermäßig große Schwingungsamplitude des Borstenbündels und eine entsprechend fehlerhafte Interaktion mit einem Bogen vermieden. In a suitable embodiment, the rear section has a greater flexural rigidity in that the bristle bundle has a jacket along the rear section, which envelops the bristles and presses them together. The jacket is also referred to as a tube. The jacket is formed along the entire rear section, i.e. the jacket and the rear section are the same length. Alternatively, the jacket is longer than the rear section and then also reaches into the holder, but in no case reaches into the front section. The jacket completely surrounds the bristles and is, for example, cylindrical. The jacket consists in particular of an elastic material. The jacket expediently has a thickness of 0.5 mm to 2 mm. The front section, on the other hand, is in particular jacket-free. On the one hand, the jacket envelops the bristles and thereby holds them together, on the other hand, the jacket also presses the bristles together, i.e. generates a force in the radial direction. Direction (perpendicular to the longitudinal direction). This causes the bristles to rub against each other when subjected to bending loads, so that vibration energy is dissipated through friction. This improves the vibration behavior of the bristle bundle, ie the brush dynamics, overall. In particular, low vibration frequencies that regularly occur during operation when the actuator is moved and/or when interacting with an arch are primarily dampened. This also prevents an excessively large vibration amplitude of the bristle bundle and a correspondingly faulty interaction with an arch.
Vorteilhafterweise ist der Mantel ein Schrumpfschlauch, welcher an die Borsten angeschrumpft ist. Diese Ausgestaltung ist besonders einfach und kostengünstig. Außerdem hat ein Schrumpfschlauch z.B. gegenüber einer Lösung mit einem Kabelbinder zum Zusammenhalten der Borsten den Vorteil, dass ein über den oder an dem Mantel vorbei geführter Bogen nicht hängen bleibt, sondern ungehindert weiterrutschen kann. Unter einem Schrumpfschlauch wird ein Mantel aus einem Thermoplast (z.B. ein Polyolefin oder PVC) verstanden, welcher bei der Herstellung ein Übermaß aufweist und dann durch Wärmeeinwirkung geschrumpft wird. Dadurch wird eine optimale Anpassung an die Borsten erzielt sowie zugleich auch eine Kraft in radialer Richtung, um im Falle einer Biegebelastung eine optimale Reibung der Borsten aneinander zu realisieren. The jacket is advantageously a shrink tube that is shrunk onto the bristles. This design is particularly simple and cost-effective. In addition, compared to a solution using a cable tie to hold the bristles together, a shrink tube has the advantage that a bow that is guided over or past the jacket does not get caught, but can slide on unhindered. A shrink tube is a jacket made of a thermoplastic (e.g. a polyolefin or PVC) that has an oversize during production and is then shrunk by the application of heat. This achieves optimal adaptation to the bristles and at the same time a force in the radial direction in order to achieve optimal friction between the bristles in the event of bending loads.
Geeigneterweise ist der Mantel aus Silikon oder PTFE hergestellt und besteht vorzugsweise vollständig und lediglich aus einem dieser Werkstoffe. Suitably, the sheath is made of silicone or PTFE and preferably consists entirely and only of one of these materials.
Alternativ oder zusätzlich weist der hintere Abschnitt in einer geeigneten Ausgestaltung dadurch eine größere Steifigkeit auf, dass die Borsten entlang des hinteren Abschnitts mittels eines elastischen Werkstoffs untereinander verbunden sind. Der elastische Werkstoff ist insbesondere entlang des gesamten hinteren Abschnitts angeordnet und reicht optional auch bis in den Halter hinein. Ein geeigneter elastischer Werkstoff ist Silikon. Im Gegensatz zum oben genannten Mantel sind dabei die Borsten nicht lediglich umfänglich zusammengefasst, sondern der elastische Werkstoff füllt die diversen Zwischenräume (Zwickel) zwischen den Borsten aus, haftet an diesen und verbindet auf diese Weise die Borsten untereinander. Dabei ist wichtig, dass der elastische Werkstoff in sich selbst elastisch ist. Damit sind die Borsten gerade nicht besonders fest miteinander verbunden, wie im Falle eines Klebstoffs, sondern relativ zueinander noch einigermaßen beweglich, jedoch weniger beweglich als ohne den elastischen Werkstoff, sodass der hintere Abschnitt insgesamt eine höhere Biegesteifigkeit als der vordere Abschnitt aufweist. Der vordere Abschnitt ist insbesondere frei von solch einem elastischen Werkstoff. Ein möglicher Nachteil des elastischen Werkstoffs ist, dass dieser je nach konkreter Ausgestaltung mit der Zeit und mit wiederholter Biegebeanspruchung verschleißen kann und dann reißt, sodass die erhöhte Biegesteifigkeit entsprechend wieder gemindert wird. Alternatively or additionally, the rear section in a suitable embodiment has greater rigidity in that the bristles along the rear section are connected to one another by means of an elastic material. The elastic material is arranged in particular along the entire rear section and optionally also extends into the holder. A suitable elastic material is silicone. In contrast to the above-mentioned casing, the bristles are not just grouped together around the circumference, but the elastic material fills the various gaps (gussets) between the bristles, adheres to them and in this way connects the bristles to one another. It is important that the elastic material is elastic in itself. This means that the bristles are not particularly firmly connected to one another, as is the case with an adhesive, but are still somewhat flexible relative to one another, although less flexible than without the elastic material, so that the rear section has a higher bending stiffness overall than the front section. The front section is notably free of such an elastic material. A possible disadvantage of the elastic material is that, depending on the specific design, it can wear out over time and with repeated bending stress and then tear, so that the increased bending stiffness is reduced again accordingly.
Alternativ oder zusätzlich weist der hintere Abschnitt dadurch eine größere Steifigkeit auf, dass die Borsten entlang des hinteren Abschnitts jeweils einen größeren Durchmesser aufweisen als entlang des vorderen Abschnitts. Dabei ist der größere Durchmesser entlang des gesamten hinteren Abschnitts ausgebildet. In Längsrichtung sind somit zumindest zwei unterschiedliche Durchmesser ausgebildet, sodass die Borsten zur Spitze hin dünner sind als zur Basis hin. Der Übergang ist entweder diskret, z.B. stufenförmig, oder kontinuierlich. Besonders geeignet als Borsten sind sogenannte Kegelborsten, bei welchen der Durchmesser von der Basis bis zur Spitze kontinuierlich und insbesondere linear abnimmt, z.B. um 50 % bis 90 %. Solche Borsten sind zwar teurer als Borsten mit konstantem Durchmesser, weisen jedoch zur Basis hin intrinsisch eine höhere Biegesteifigkeit auf, was dann auch beim Borstenbündel insgesamt zu einer höheren Biegesteifigkeit in Richtung des Halters führt. Zusätzlich sind Kegelborsten in Richtung des zunehmenden Durchmessers auch dichter gepackt sodass mit zunehmendem Durchmesser auch die Reibung aneinander stärker wird. Alternatively or additionally, the rear section has greater rigidity because the bristles along the rear section each have a larger diameter than along the front section. The larger diameter is formed along the entire rear section. In the longitudinal direction, at least two different diameters are formed, so that the bristles are thinner towards the tip than towards the base. The transition is either discrete, e.g. stepped, or continuous. So-called conical bristles are particularly suitable as bristles, in which the diameter decreases continuously and in particular linearly from the base to the tip, e.g. by 50% to 90%. Such bristles are more expensive than bristles with a constant diameter, but they intrinsically have a higher flexural rigidity towards the base, which then also leads to a higher flexural rigidity in the bristle bundle overall in the direction of the holder. In addition, conical bristles are also packed more densely in the direction of increasing diameter, so that the friction between them also increases with increasing diameter.
Allen vorgenannten Lösungen ist gemein, dass durch spezielle Maßnahmen entlang des hinteren Abschnitts eine erhöhte Biegesteifigkeit realisiert wird. Von den genannten Lösungen wird die Lösung mit einem Mantel, speziell mit einem Schrumpfschlauch, besonders bevorzugt, da diese im Vergleich zu den anderen Lösungen am einfachsten, kostengünstigsten und robustesten ist. Vor allem ist diese Lösung auch bei bestehenden Bürsteneinheiten besonders einfach nachzurüsten. All of the above solutions have in common that special measures along the rear section provide increased flexural rigidity. Of the solutions mentioned, the solution with a jacket, especially with a shrink tube, is particularly preferred, as it is the simplest, most cost-effective and most robust compared to the other solutions. Above all, This solution is particularly easy to retrofit even to existing brush units.
Besonders zweckmäßig ist auch eine Ausgestaltung, bei welcher die Bürsteneinheit mehrere Stellelemente und Bürsten wie oben beschrieben aufweist, wobei aber wenigstens zwei Arten (eine erste Art und eine zweite Art) von Borstenbündeln derart ausgebildet sind, dass deren hinterer Abschnitt unterschiedlich lang ist oder unterschiedlich biegesteif oder beides. Dadurch sind allgemein auch zwei Arten von Bürsten und optional auch zwei Arten von Stellelementen ausgebildet. Die bereits gemachten und auch die nachfolgenden Ausführungen gelten für beide Arten von Borstenbündeln. Die Stellelemente sind insbesondere unabhängig voneinander beweglich, zumindest sind die Stellelemente mit Borstenbündeln der einen Art unabhängig von den Stellelementen mit Borstenbündeln einer anderen Art beweglich. Die unterschiedlichen Arten bedienen vorteilhaft unterschiedliche Anforderungen. Beispielsweise sollen unterschiedliche Förderpfade bedient werden, welche eine unterschiedliche Bewegung (z.B. Auslenkung) der Stellelemente erfordern und somit zu unterschiedlich starker Biegebeanspruchung der Bürsten führen. Für jeden der Förderpfade wird nun eine Art von Borstenbündel verwendet, welches dann hinsichtlich der jeweiligen Biegebeanspruchung optimiert ist. A particularly useful embodiment is one in which the brush unit has several adjusting elements and brushes as described above, but at least two types (a first type and a second type) of bristle bundles are designed such that their rear section is of different lengths or of different rigidity or both. This generally also means that two types of brushes and optionally also two types of adjusting elements are designed. The statements already made and the following apply to both types of bristle bundles. The adjusting elements are in particular movable independently of one another, at least the adjusting elements with bristle bundles of one type are movable independently of the adjusting elements with bristle bundles of another type. The different types advantageously serve different requirements. For example, different conveying paths are to be served, which require a different movement (e.g. deflection) of the adjusting elements and thus lead to different levels of bending stress on the brushes. One type of bristle bundle is now used for each of the conveying paths, which is then optimized with regard to the respective bending stress.
Unterschiedliche Arten von Borstenbündeln lassen sich dadurch realisieren, dass der hintere Abschnitt mit erhöhter Biegesteifigkeit unterschiedlich lang ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich weisen die gegebenenfalls sogar gleich langen hinteren Abschnitte unterschiedlicher Arten unterschiedliche Biegesteifigkeiten auf, diese lassen sich mit den oben bereits genannten Lösungen, gegebenenfalls in Kombination, realisieren. In einer besonders einfachen Ausgestaltung, weist das Borstenbündel am hinteren Abschnitt einen Zusatzmantel auf, welcher kürzer ist als der hintere Abschnitt. Dadurch ist der hintere Abschnitt nochmals zweigeteilt, mit entsprechend zwei Unterabschnitten mit unterschiedlicher Biegesteifigkeit. Auch hierbei nimmt die Biegesteifigkeit vorzugsweise in Richtung der Vorderseite des Borstenbündels zu. Für den Zusatzmantel gelten die gleichen Ausführungen wie bereits oben für den Mantel genannt, so ist der Zusatzmantel vorzugsweise ebenfalls ein Schrumpfschlauch. Der Zusatzmantel ist innerhalb des Mantels oder um diesen herum angeordnet. Der Zusatzmantel beginnt vorzugsweise am Halter. Der Zusatzmantel kann auch vorteilhaft mit den anderen Lösungen kombiniert werden. Der Zusatzmantel ist besonders für solche Borstenbündel zweckmäßig, welche eine im Vergleich zu anderen Borstenbündeln höhere Biegebeanspruchung erfahren, also z.B. innerhalb der gleichen Zeit über einen längeren Weg bewegt werden müssen. Different types of bristle bundles can be realized by designing the rear section with increased flexural rigidity of different lengths. Alternatively or additionally, the rear sections of different types, which may even be of equal length, have different flexural rigidities; these can be realized with the solutions already mentioned above, if necessary in combination. In a particularly simple design, the bristle bundle has an additional jacket on the rear section, which is shorter than the rear section. This means that the rear section is again divided into two, with two subsections with different flexural rigidities. Here too, the flexural rigidity preferably increases towards the front of the bristle bundle. The same statements apply to the additional jacket as already mentioned above for the jacket, so the additional jacket is preferably also a shrink tube. The additional jacket is inside the jacket or arranged around it. The additional jacket preferably begins at the holder. The additional jacket can also be advantageously combined with the other solutions. The additional jacket is particularly useful for those bristle bundles that experience a higher bending stress compared to other bristle bundles, e.g. have to be moved over a longer distance within the same time.
Vorteilhafterweise sind die Borsten jeweils eine Glasfaser, d.h. aus Glas hergestellt. Das Borstenbündel ist dann ein Glasfaserbündel. Insbesondere bestehen die Borsten jeweils ausschließlich aus Glas. Glasfasern zeichnen sich durch eine hohe Abriebfestigkeit bei gleichzeitig ausreichender Elastizität aus. Advantageously, the bristles are each made of glass fiber, i.e. made of glass. The bristle bundle is then a glass fiber bundle. In particular, the bristles are made exclusively of glass. Glass fibers are characterized by high abrasion resistance and at the same time sufficient elasticity.
Das Borstenbündel ist insgesamt vorzugsweise ein Rundbündel, d.h. die einzelnen Borsten sind im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung betrachtet soweit wie möglich innerhalb eines Kreises angeordnet. Dies steht im Gegensatz z.B. zu einem Flachbündel, bei welchem die Borsten nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind. Ein Rundbündel bietet ein optimales Maß an Reibung der Borsten aneinander im Falle einer Biegebelastung. The bristle bundle is preferably a round bundle, i.e. the individual bristles are arranged as far as possible within a circle when viewed in cross-section perpendicular to the longitudinal direction. This is in contrast to a flat bundle, for example, in which the bristles are arranged next to each other in a row. A round bundle offers an optimal level of friction between the bristles in the event of bending stress.
In einer geeigneten Ausgestaltung weist das Borstenbündel wenigstens 5 und höchstens 20 Borsten auf. Besonders bevorzugt ist ein Borstenbündel, welches 10 Borsten aufweist. In a suitable embodiment, the bristle bundle has at least 5 and at most 20 bristles. A bristle bundle having 10 bristles is particularly preferred.
Eine jeweilige Borste ist im Querschnitt vorzugsweise kreisrund. Alternativ oder zusätzlich weist eine jeweilige Borste einen Durchmesser im Bereich von 1 mm bis 3 mm auf, besonders geeignet ist ein Durchmesser von 1 ,5 mm. Der Durchmesser ist senkrecht zur Längsrichtung gemessen. Each bristle is preferably circular in cross-section. Alternatively or additionally, each bristle has a diameter in the range of 1 mm to 3 mm, a diameter of 1.5 mm is particularly suitable. The diameter is measured perpendicular to the longitudinal direction.
Geeigneterweise weist eine jeweilige Borste vom Halter bis zur Spitze gemessen eine Länge im Bereich von 120 mm bis 140 mm auf, insbesondere von 130 mm. Die Gesamtlänge (von der Basis bis zur Spitze) einer jeweiligen Borste ergibt sich als Summe der vorgenannten Länge, d.h. der Länge außerhalb des Halters, und gegebenenfalls zusätzlich einer Länge innerhalb des Halters, sofern die Borsten in diesen eingesetzt sind. Die Gesamtlänge liegt dann beispielsweise im Bereich vonSuitably, a respective bristle has a length measured from the holder to the tip in the range of 120 mm to 140 mm, in particular 130 mm. The total length (from the base to the tip) of a respective bristle is the sum of the aforementioned length, ie the length outside the holder, and optionally an additional length inside the holder, provided that the bristles are in These are used. The total length is then, for example, in the range of
140 mm bis 190 mm. 140 mm to 190 mm.
Der hintere Abschnitt weist vorzugsweise eine Länge auf, welche 1/4 bis 3/4, besonders bevorzugt 1/2 bis 3/4 der Länge einer Borste außerhalb des Halters entspricht. Der vordere Abschnitt weist entsprechend eine Länge auf, welche der Differenz aus der Länge einer Borste außerhalb des Halterung und der Länge des hinteren Abschnitts entspricht. Sofern ein Zusatzmantel vorhanden ist, liegt dessen Länge zweckmäßigerweise im Bereich von 1/2 bis 3/4 der Länge des hinteren Abschnitts. The rear section preferably has a length which corresponds to 1/4 to 3/4, particularly preferably 1/2 to 3/4 of the length of a bristle outside the holder. The front section accordingly has a length which corresponds to the difference between the length of a bristle outside the holder and the length of the rear section. If an additional casing is present, its length is expediently in the range of 1/2 to 3/4 of the length of the rear section.
Vorteilhafterweise wird ein Schleifen der Bögen am Borstenbündel, speziell am hinteren Abschnitt, soweit wie möglich vermieden, um den Verschleiß des Borstenbündels möglichst gering zu halten, speziell der Verschleiß eines Mantels und/oder Zusatzmantels wie beschrieben. In einer geeigneten Ausgestaltung steht hierzu das Stellelement quer zu dem Borstenbündel (d.h. senkrecht zur Längsrichtung sowie senkrecht sowohl zur Förderrichtung als auch zur Querrichtung) betrachtet derart über, dass zumindest in einer Ruhelage des Borstenbündels ein Bogen, welcher über das Stellelement und das Borstenbündel geleitet wird, nicht über den hinteren Abschnitt schleift. Hierzu ist das Borstenbündel geeigneterweise gegenüber dem Stellelement quer zur Längsrichtung um eine bestimmte Entfernung zurückgesetzt, z.B. um 5 mm bis 20 mm. Das Stellelement und das Borstenbündel erstrecken sich gemeinsam in Längsrichtung, wobei das Borstenbündel eine Verlängerung des Stellelements in Längsrichtung bildet. Ein Bogen, welcher nun in Förderrichtung durch die Wellpappenanlage gefördert wird, wird zunächst über das Stellelement und dann über die zugehörige Bürste gefördert. Beim Bewegen (auch Verstellen) des Stellelements wird das Borstenbündel in Schwingung versetzt und schlägt quer zur Längsrichtung aus einer Ruhelage heraus aus. Der Bogen kommt nun typischerweise mit dem Borstenbündel in Berührung. Nach einiger Zeit ist die Schwingung jedoch abgeklungen und das Borstenbündel befindet sich wieder in der Ruhelage. In dieser Situation berührt dann ein über Stellelement und Bürste geführter Bogen nun nicht mehr das Borstenbündel, zumindest nicht mehr den hinteren Abschnitt, sodass ein Verschleiß desselben weitestgehend vermieden wird. Advantageously, grinding of the sheets on the bristle bundle, especially on the rear section, is avoided as far as possible in order to keep wear on the bristle bundle as low as possible, especially wear on a casing and/or additional casing as described. In a suitable embodiment, the adjusting element projects transversely to the bristle bundle (i.e. perpendicular to the longitudinal direction and perpendicular to both the conveying direction and the transverse direction) in such a way that, at least in a resting position of the bristle bundle, a sheet which is guided over the adjusting element and the bristle bundle does not grind over the rear section. For this purpose, the bristle bundle is suitably set back from the adjusting element transversely to the longitudinal direction by a certain distance, e.g. by 5 mm to 20 mm. The adjusting element and the bristle bundle extend together in the longitudinal direction, with the bristle bundle forming an extension of the adjusting element in the longitudinal direction. A sheet which is now conveyed through the corrugated cardboard system in the conveying direction is first conveyed over the adjusting element and then over the associated brush. When the adjusting element is moved (or adjusted), the bristle bundle is set into vibration and swings out of a resting position transversely to the longitudinal direction. The bow then typically comes into contact with the bristle bundle. After a while, however, the vibration has subsided and the bristle bundle is back in the resting position. In this situation, a bow guided over the adjusting element and brush no longer touches the bristle bundle, at least not more the rear section, so that wear on it is largely avoided.
Bei dem Verfahren wird das Stellelement wie oben beschrieben von einer ersten Position in eine zweite Position bewegt, vorzugsweise geschwenkt, und an der zweiten Position gestoppt, sodass das Borstenbündel in eine Schwingung gerät, welche durch die größere Biegesteifigkeit auf dem hinteren Abschnitt gedämpft wird. Mit anderen Worten: die Schwingung weist eine Schwingungsamplitude auf, welche durch die größere Biegesteifigkeit auf dem hinteren Abschnitt vorteilhaft beschränkt ist. Das Bewegen des Stellelements erfolgt z.B. mit einem Hydraulikzylinder, was zu einer entsprechend ruckartigen Bewegung führt. Das Bewegen von der ersten zu der zweiten Position erfolgt insbesondere innerhalb von lediglich 100 ms bis 200 ms. In the method, the actuating element is moved, preferably pivoted, from a first position to a second position as described above and stopped at the second position, so that the bundle of bristles begins to oscillate, which is dampened by the greater bending stiffness on the rear section. In other words: the oscillation has an oscillation amplitude which is advantageously limited by the greater bending stiffness on the rear section. The actuating element is moved, for example, using a hydraulic cylinder, which leads to a correspondingly jerky movement. The movement from the first to the second position takes place in particular within just 100 ms to 200 ms.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch: In the following, embodiments of the invention are explained in more detail with reference to a drawing. In each case, the following schematically shows:
Fig. 1 eine Bürsteneinheit in einer Seitenansicht, Fig. 1 a brush unit in a side view,
Fig. 2 eine Wellpappenanlage, Fig. 2 a corrugated board plant,
Fig. 3 eine Bürsteneinheit in einer Draufsicht, Fig. 3 a brush unit in a plan view,
Fig. 4 eine Paddelstation der Wellpappenanlage aus Fig. 2, Fig. 4 a paddle station of the corrugator from Fig. 2,
Fig. 5 eine Bürste, Fig. 5 a brush,
Fig. 6 eine Variante der Bürste aus Fig. 5, Fig. 6 a variant of the brush from Fig. 5,
Fig. 7 ein Borstenbündel in einer Frontansicht, Fig. 7 a bristle bundle in a front view,
Fig. 8 eine Variante des Borstenbündels aus Fig. 7, Fig. 9 eine Borste in einer Seitenansicht. Fig. 8 a variant of the bristle bundle from Fig. 7, Fig. 9 a bristle in a side view.
In Fig. 1 ist in einer Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel für eine Bürsteneinheit 2 gezeigt. Die Bürsteneinheit 2 dient zur Verwendung in einer Wellpappenanlage 4, z.B. wie in Fig. 2 dargestellt. Die Wellpappenanlage 4 wiederum dient zur Herstellung von Wellpappe 6 aus mehreren Papierlagen. Die Bürsteneinheit 2 weist ein bewegliches Stellelement 8 auf und zumindest eine Bürste 10, welche an dem Stellelement 8 angebracht ist. Typischerweise sind an dem Stellelement 8 mehrere gleichartig ausgebildete Bürsten 10 angebracht, z.B. wie in der Draufsicht in Fig. 3 erkennbar. Fig. 3 zeigt zudem eine Ausgestaltung, bei welcher die Bürsteneinheit 2 mehrere Stellelement 8 mit jeweils mehreren Bürsten 10 aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Stellelement 8 ein in sich starres Bauteil, z.B. ein Profilteil aus Metall, und insgesamt beweglich, vorliegend schwenkbar um eine Drehachse D. Fig. 1 shows an embodiment of a brush unit 2 in a side view. The brush unit 2 is used in a corrugated cardboard system 4, e.g. as shown in Fig. 2. The corrugated cardboard system 4 in turn is used to produce corrugated cardboard 6 from several layers of paper. The brush unit 2 has a movable actuating element 8 and at least one brush 10, which is attached to the actuating element 8. Typically, several similarly designed brushes 10 are attached to the actuating element 8, e.g. as can be seen in the top view in Fig. 3. Fig. 3 also shows a design in which the brush unit 2 has several actuating elements 8, each with several brushes 10. In the embodiment shown, the actuating element 8 is a rigid component, e.g. a profile part made of metal, and is movable overall, in this case pivotable about an axis of rotation D.
Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Stellelement 8 ein Schwenkarm, an dessen einem Ende die Bürste 10 angebracht ist. Die Kombination aus Schwenkarm 8 und Bürste 10 wird auch als „Paddel“ bezeichnet. Die Bürsteneinheit 2 ist dann ein Teil einer Paddelstation 12 der Wellpappenanlage 4. Wie in den Fig. 2 schematisch und in Fig. 4 im Detail dargestellt ist, ist die Paddelstation 12 ausgebildet, durch Schwenken des Stellelements 8 einen Bogen 14 auf eine von mehreren verschiedenen Förderebenen E1 , E2, E3 (d.h. Förderpfade) zu leiten. Das Paddel dient hierbei als verstellbare Rampe, welche je nach Stellung in eine von mehreren übereinanderliegenden Förderebenen E1 , E2, E3 führt. Je nachdem, wie weit das Paddel verschwenkt wird, wird eine der Förderebenen E1 , E2, E3 angesteuert. Vorliegend weist die Bürsteneinheit 2 sogar mehrere Paddel auf, welche - wie in Fig. 3 erkennbar - quer zur Förderrichtung F nebeneinander angeordnet sind und welche um dieselbe Drehachse D schwenkbar sind. In the embodiment shown here, the adjusting element 8 is a pivoting arm, at one end of which the brush 10 is attached. The combination of pivoting arm 8 and brush 10 is also referred to as a “paddle”. The brush unit 2 is then part of a paddle station 12 of the corrugated cardboard system 4. As shown schematically in Fig. 2 and in detail in Fig. 4, the paddle station 12 is designed to guide a sheet 14 to one of several different conveying levels E1, E2, E3 (i.e. conveying paths) by pivoting the adjusting element 8. The paddle serves as an adjustable ramp which, depending on the position, leads to one of several superimposed conveying levels E1, E2, E3. Depending on how far the paddle is pivoted, one of the conveying levels E1, E2, E3 is controlled. In the present case, the brush unit 2 even has several paddles which - as can be seen in Fig. 3 - are arranged next to one another transversely to the conveying direction F and which can be pivoted about the same axis of rotation D.
Die hier gemachten Ausführungen gelten sinngemäß auch für andere Teileinheiten der Wellpappenanlage 4, welche eine Bürsteneinheit 2 verwenden, z.B. für eine Brems- und/oder Ablagevorrichtung der Wellpappenanlage 2. Das Stellelement 8 in Kombination mit der Bürste 10 dient zur Interaktion mit den Bögen 14, welche mit der Wellpappenanlage 4 hergestellt werden und durch diese entlang einer Förderrichtung F geführt werden. Entsprechend ist die Bürsteneinheit 2 z.B. stromab eines Querschneiders 16 der Wellpappenanlage angeordnet. Mit dem Querschneider 16 wird die zuvor noch endlose Wellpappenbahn 6 in Querrichtung Q, d.h. senkrecht zur Förderrichtung F, in einzelne Bögen 14 zerteilt.The statements made here also apply analogously to other sub-units of the corrugated cardboard system 4 which use a brush unit 2, e.g. for a braking and/or depositing device of the corrugated cardboard system 2. The adjusting element 8 in combination with the brush 10 serves to interact with the sheets 14 which are produced with the corrugated cardboard system 4 and are guided by it along a conveying direction F. Accordingly, the brush unit 2 is arranged, for example, downstream of a cross cutter 16 of the corrugated cardboard system. The cross cutter 16 cuts the previously endless corrugated cardboard web 6 in the transverse direction Q, ie perpendicular to the conveying direction F, into individual sheets 14.
Ein Zerteilen in Längsrichtung, d.h. in Förderrichtung F, z.B. mittels eines Schneid- und Rillautomaten kann vor oder nach dem Querschneider 16 sowie vor oder nach der Bürsteneinheit 2 erfolgen, sodass gegebenenfalls auch mehrere Bögen 14 in Querrichtung Q nebeneinander gefördert werden. Cutting in the longitudinal direction, i.e. in the conveying direction F, e.g. by means of a cutting and creasing machine, can take place before or after the cross cutter 16 and before or after the brush unit 2, so that if necessary several sheets 14 can be conveyed next to one another in the transverse direction Q.
In den Fig. 5 und 6 sind zwei unterschiedliche Ausführungsbeispiel für die Bürste 10 jeweils in einer Seitenansicht gezeigt. Die Bürste 10 weist einen Halter 18 und ein Borstenbündel 20 auf, welches am Halter 18 befestigt ist und welches mehrere Borsten 22 aufweist. Der Halter 18 dient einerseits zur Bündelung der Borsten 22 und andererseits zur Befestigung der Bürste 10 insgesamt am Stellelement 8. In den hier gezeigten Ausgestaltungen weist der Halter 18 ein Loch auf, z.B. ein kreisförmiges Sackloch, in welches die Borsten 22 eingesetzt sind. Der Halter 18 selbst ist dann an das Stellelement 8 angeschraubt. Die Borsten 22 erstrecken sich jeweils in einer Längsrichtung L von einem hinteren Ende bis zu einem vorderen Ende und weisen zwischen diesen Enden gemessen jeweils eine Gesamtlänge G auf. Das hintere Ende wird auch als Basis 24 bezeichnet, das vordere Ende als Spitze 26. Die Basis 24 ist am Halter 18 angebracht, die Spitze 26 ist hingegen freischwingend, zur Interaktion mit einem Bogen 14. Die Borsten 22 sind zu dem Borstenbündel 20 zusammengefasst, wobei die Borsten 22 parallel zueinander verlaufen, zumindest an der Basis 24. Die Borsten 22 sind auch gleich lang ausgebildet und bündig angeordnet, d.h. die Spitzen 26 fluchten in Querrichtung Q (senkrecht zur Längsrichtung L). 5 and 6 show two different embodiments of the brush 10, each in a side view. The brush 10 has a holder 18 and a bristle bundle 20, which is attached to the holder 18 and which has a plurality of bristles 22. The holder 18 serves on the one hand to bundle the bristles 22 and on the other hand to attach the brush 10 as a whole to the actuating element 8. In the embodiments shown here, the holder 18 has a hole, e.g. a circular blind hole, into which the bristles 22 are inserted. The holder 18 itself is then screwed to the actuating element 8. The bristles 22 each extend in a longitudinal direction L from a rear end to a front end and have a total length G measured between these ends. The rear end is also referred to as the base 24, the front end as the tip 26. The base 24 is attached to the holder 18, the tip 26, however, is freely swinging, for interaction with an arch 14. The bristles 22 are combined to form the bristle bundle 20, wherein the bristles 22 run parallel to one another, at least at the base 24. The bristles 22 are also of the same length and arranged flush, i.e. the tips 26 are aligned in the transverse direction Q (perpendicular to the longitudinal direction L).
Aufgrund der Bewegung des Stellelements 8 kommt es regelmäßig zu Nachschwingungen des Borstenbündels 20, z.B. wie in Fig. 1 dargestellt. Bei der Paddelstation 12 folgen die Bögen 14 in Förderrichtung F in einem Abstand voneinander, welcher lediglich der Schnittbreite des vorangehenden Querschneiders 16 entspricht, d.h. typischerweise in einem Abstand von nur 1 mm und somit im Wesentlichen unmittelbar aufeinander. Soll das Stellelement 8 nun bewegt werden, um einen nachfolgenden Bogen 14 in eine andere Förderebene E1 , E2, E3 umzuleiten, dann erfolgt die Bewegung bereits während der vorausgehende Bogen 14 noch auf dem Stellelement 8 und über der Bürste 10 liegt. Der Bogen 14 wird entsprechend angehoben oder abgesenkt und dadurch endseitig gegebenenfalls verbogen, während er in die entsprechend zuvor angewählte Förderebene E1 , E2, E3 einläuft. Die Bewegung des Stellelements 8 mit der Bürste 10 führt zu einer Biegebeanspruchung des Borstenbündels 20, welches dann entsprechend nachschwingt und den nachfolgenden Bogen 14 gegebenenfalls fehlerhaft um leitet oder beschädigt oder dergleichen. Due to the movement of the adjusting element 8, the bristle bundle 20 regularly vibrates, e.g. as shown in Fig. 1. At the paddle station 12, the sheets 14 follow in the conveying direction F at a distance from one another which only corresponds to the cutting width of the preceding cross cutter 16. , ie typically at a distance of only 1 mm and thus essentially directly on top of one another. If the adjusting element 8 is now to be moved in order to redirect a subsequent sheet 14 to a different conveying plane E1, E2, E3, the movement takes place while the preceding sheet 14 is still on the adjusting element 8 and above the brush 10. The sheet 14 is raised or lowered accordingly and may therefore be bent at the end as it enters the previously selected conveying plane E1, E2, E3. The movement of the adjusting element 8 with the brush 10 leads to a bending stress on the bundle of bristles 20, which then vibrates accordingly and may incorrectly redirect or damage the subsequent sheet 14 or the like.
Das Borstenbündel 20 weist einen vorderen Abschnitt 28 auf und einen hinteren Abschnitt 30, welcher zwischen dem vorderen Abschnitt 28 und dem Halter 18 liegt. Der vordere Abschnitt 28 beginnt an den Spitzen der Borsten 22 und endet am Beginn des hinteren Abschnitts 30. Der hintere Abschnitt 30 endet dann am Halter 18. Derjenige Teil der Borsten 22, welcher gegebenenfalls innerhalb des Halters 18 liegt, wird nicht zum hinteren Abschnitt 30 hinzugerechnet. In den Fig. 5 und 6 ist die Gesamtlänge G der Borsten 22 dann entsprechend größer als die Summe der Längen der beiden Abschnitte 28, 30. The bristle bundle 20 has a front section 28 and a rear section 30, which lies between the front section 28 and the holder 18. The front section 28 begins at the tips of the bristles 22 and ends at the beginning of the rear section 30. The rear section 30 then ends at the holder 18. The part of the bristles 22 which may lie within the holder 18 is not added to the rear section 30. In Figs. 5 and 6, the total length G of the bristles 22 is then correspondingly greater than the sum of the lengths of the two sections 28, 30.
Das Borstenbündel 20 weist nun auf dem hinteren Abschnitt 30 eine größere Biegesteifigkeit auf als auf dem vorderen Abschnitt 28. Dadurch ist das Borstenbündel 20 hinten steifer als vorn. Insgesamt ergibt sich somit eine in Längsrichtung L variierende Biegesteifigkeit des Borstenbündels 20, wobei die Biegesteifigkeit zur Spitze 26 hin abnimmt. Im einfachsten Fall ist entlang des hinteren Abschnitts 30 eine erste Biegesteifigkeit realisiert und entlang des vorderen Abschnitts 28 eine zweite Biegesteifigkeit, welche geringer ist als die erste Biegesteifigkeit, sodass ein diskreter Übergang realisiert ist. Ebenfalls, möglich ist aber auch eine kontinuierliche Änderung der Biegesteifigkeit entlang der Längsrichtung L. Durch die unterschiedliche Biegesteifigkeit entlang des Borstenbündels 20 wird das Schwingungsverhalten des Borstenbündels 20 insgesamt optimiert. Eine übermäßig große Amplitude des Borstenbündels 20 und eine entsprechend fehlerhafte Interaktion mit dem Bogen 14 werden vermieden. Ein etwaiges Nachschwingen des Borstenbündels 10 wird reduziert, zugleich bleibt eine hirneichende Elastizität des Borstenbündels 10 erhalten. The bristle bundle 20 now has a greater flexural rigidity on the rear section 30 than on the front section 28. As a result, the bristle bundle 20 is stiffer at the back than at the front. Overall, this results in a flexural rigidity of the bristle bundle 20 that varies in the longitudinal direction L, with the flexural rigidity decreasing towards the tip 26. In the simplest case, a first flexural rigidity is realized along the rear section 30 and a second flexural rigidity, which is lower than the first flexural rigidity, is realized along the front section 28, so that a discrete transition is realized. A continuous change in the flexural rigidity along the longitudinal direction L is also possible. The different flexural rigidity along the bristle bundle 20 optimizes the vibration behavior of the bristle bundle 20 overall. An excessively large amplitude of the bristle bundle 20 and a correspondingly faulty Interaction with the arch 14 is avoided. Any oscillation of the bristle bundle 10 is reduced, while at the same time a sufficient elasticity of the bristle bundle 10 is maintained.
Zur Vergrößerung der Biegesteifigkeit des hinteren Abschnitts 30 relativ zum vorderen Abschnitt 28 werden nachfolgend mehrere verschiedene Lösungen beschrieben, welche auch grundsätzlich miteinander kombinierbar sind. To increase the flexural rigidity of the rear section 30 relative to the front section 28, several different solutions are described below, which can also be combined with one another.
In einer möglichen Ausgestaltung weist der hintere Abschnitt 30 dadurch eine größere Biegesteifigkeit auf, dass das Borstenbündel 20 entlang des hinteren Abschnitts 30 einen Mantel 32 aufweist, von welchem die Borsten 22 umhüllt und zusammengedrückt sind. Zwei Ausführungsbeispiele hierfür sind in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Fig. 7 zeigt das Borstenbündel 20 aus Fig. 5 in einer Frontansicht. Der Mantel 32 wird auch als Schlauch bezeichnet und ist entlang des gesamten hinteren Abschnitts 30 ausgebildet, d.h. beide sind gleich lang. Alternativ ist der Mantel 32 länger als der hintere Abschnitt 30 und reicht dann auch in den Halter 18 hinein. Der vordere Abschnitt 28 ist hingegen mantelfrei. Der Mantel 32 umgibt die Borsten 22 vollumfänglich und ist vorliegend zylinderförmig. Der Mantel 32 besteht aus einem elastischen Material und ist vorliegend ein Schrumpfschlauch, welcher an die Borsten 22 angeschrumpft ist. In one possible embodiment, the rear section 30 has greater flexural rigidity in that the bristle bundle 20 has a jacket 32 along the rear section 30, by which the bristles 22 are enveloped and compressed. Two exemplary embodiments of this are shown in Figs. 5 and 6. Fig. 7 shows the bristle bundle 20 from Fig. 5 in a front view. The jacket 32 is also referred to as a tube and is formed along the entire rear section 30, i.e. both are the same length. Alternatively, the jacket 32 is longer than the rear section 30 and then also extends into the holder 18. The front section 28, on the other hand, has no jacket. The jacket 32 completely surrounds the bristles 22 and is cylindrical in this case. The jacket 32 consists of an elastic material and is a shrink tube which is shrunk onto the bristles 22.
Alternativ oder zusätzlich weist der hintere Abschnitt 30 dadurch eine größere Steifigkeit auf, dass die Borsten 22 entlang des hinteren Abschnitts 30 mittels eines elastischen Werkstoffs 34, z.B. Silikon, untereinander verbunden sind. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 8 gezeigt, welche wie in Fig. 7 ein Borstenbündel 20 in einer Frontansicht zeigt. Der elastische Werkstoff 34 ist entlang des gesamten hinteren Abschnitts 30 angeordnet und füllt die diversen Zwischenräume (Zwickel) zwischen den Borsten 22 aus, haftet an diesen und verbindet auf diese Weise die Borsten 22 untereinander. Der elastische Werkstoff 34 ist in sich selbst elastisch. Der vordere Abschnitt 30 ist frei von solch einem elastischen Werkstoff 34. Alternativ oder zusätzlich weist der hintere Abschnitt 30 dadurch eine größere Steifigkeit auf, dass die Borsten 22 entlang des hinteren Abschnitts 30 jeweils einen größeren Durchmesser X aufweisen als entlang des vorderen Abschnitts 30. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 8 gezeigt, welche eine einzelne Borste 22 in einer Seitenansicht zeigt. Dabei ist der größere Durchmesser X entlang des gesamten hinteren Abschnitts 30 ausgebildet. In Längsrichtung L sind somit zumindest zwei unterschiedliche Durchmesser X ausgebildet, sodass die Borsten 22 zur Spitze 26 hin dünner sind als zur Basis 24 hin. Der Übergang ist entweder diskret, z.B. stufenförmig, oder kontinuierlich, wie in Fig. 8 gezeigt, in welcher speziell eine sogenannte Kegelborste gezeigt ist, bei welcher der Durchmesser X von der Basis 24 bis zur Spitze 26 kontinuierlich und linear abnimmt. Alternatively or additionally, the rear section 30 has greater rigidity in that the bristles 22 are connected to one another along the rear section 30 by means of an elastic material 34, e.g. silicone. An exemplary embodiment of this is shown in Fig. 8, which, like in Fig. 7, shows a bundle of bristles 20 in a front view. The elastic material 34 is arranged along the entire rear section 30 and fills the various gaps (gussets) between the bristles 22, adheres to them and in this way connects the bristles 22 to one another. The elastic material 34 is elastic in itself. The front section 30 is free of such an elastic material 34. Alternatively or additionally, the rear section 30 has greater rigidity in that the bristles 22 along the rear section 30 each have a larger diameter X than along the front section 30. An exemplary embodiment of this is shown in Fig. 8, which shows a single bristle 22 in a side view. The larger diameter X is formed along the entire rear section 30. In the longitudinal direction L, at least two different diameters X are thus formed, so that the bristles 22 are thinner towards the tip 26 than towards the base 24. The transition is either discrete, e.g. step-shaped, or continuous, as shown in Fig. 8, which specifically shows a so-called conical bristle in which the diameter X decreases continuously and linearly from the base 24 to the tip 26.
Wie bereits beschrieben, zeigt Fig. 3 eine Ausgestaltung, bei welcher die Bürsteneinheit 2 mehrere Stellelemente 8 und Bürsten 10 aufweist. Zusätzlich sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 auch zwei Arten (eine erste Art und eine zweite Art) von Borstenbündeln 20a, 20b derart ausgebildet, dass deren hinterer Abschnitt 30 unterschiedlich lang ist oder unterschiedlich biegesteif oder beides. Die Stellelemente 8 sind unabhängig voneinander beweglich, zumindest sind die Stellelemente 8 mit Borstenbündeln 20a der einen Art unabhängig von den Stellelementen 8 mit Borstenbündeln 20b einer anderen Art beweglich. Die unterschiedlichen Arten bedienen unterschiedliche Anforderungen. Vorliegend sollen unterschiedliche Förderpfade bedient werden, welche eine unterschiedliche Bewegung der Stellelemente 8 erfordern und somit zu unterschiedlich starker Biegebeanspruchung der Bürsten 10 führen. Vorliegend sind diese unterschiedlichen Förderpfade die die beiden Förderebenen E2, E3 wie in Fig. 4 gezeigt, für welche jeweils nun eine Art von Borstenbündel 20a, 20b verwendet, speziell Borstenbündel 20 wie in Fig. 5 gezeigt für die tieferliegende Förderebene E2 und Borstenbündel 20 wie in Fig. 6 gezeigt für die höherliegende Förderebene E3. As already described, Fig. 3 shows a design in which the brush unit 2 has several adjusting elements 8 and brushes 10. In addition, in the embodiment of Fig. 3, two types (a first type and a second type) of bristle bundles 20a, 20b are designed such that their rear section 30 is of different lengths or different degrees of rigidity or both. The adjusting elements 8 can move independently of one another; at least the adjusting elements 8 with bristle bundles 20a of one type can move independently of the adjusting elements 8 with bristle bundles 20b of another type. The different types serve different requirements. In the present case, different conveying paths are to be served, which require a different movement of the adjusting elements 8 and thus lead to different degrees of bending stress on the brushes 10. In the present case, these different conveying paths are the two conveying levels E2, E3 as shown in Fig. 4, for each of which a type of bristle bundle 20a, 20b is used, specifically bristle bundle 20 as shown in Fig. 5 for the lower conveying level E2 and bristle bundle 20 as shown in Fig. 6 for the higher conveying level E3.
Unterschiedliche Arten von Borstenbündeln 20 lassen sich dadurch realisieren, dass der hintere Abschnitt 30 mit erhöhter Biegesteifigkeit unterschiedlich lang ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich weisen die gegebenenfalls sogar gleich langen hinteren Abschnitte 30 unterschiedlicher Arten unterschiedliche Biegesteifigkeiten auf, diese lassen sich mit den oben bereits genannten Lösungen, gegebenenfalls in Kombination, realisieren. In der beispielhaften Ausgestaltung gemäß Fig. 6, weist das Borstenbündel 20 am hinteren Abschnitt 30 einen Zusatzmantel 36 auf, welcher kürzer ist als der hintere Abschnitt 30. Dadurch ist der hintere Abschnitt 30 nochmals zweigeteilt, mit entsprechend zwei Unterabschnitten 30a, 30b mit unterschiedlicher Biegesteifigkeit. Auch hierbei nimmt die Biegesteifigkeit in Richtung der Vorderseite (Spitze 26) des Borstenbündels 20 zu. Für den Zusatzmantel 36 gelten die gleichen Ausführungen wie bereits oben für den Mantel 32 genannt, so ist der Zusatzmantel 36 vorliegend ebenfalls ein Schrumpfschlauch. Der Zusatzmantel 36 ist innerhalb des Mantels 32 (nicht gezeigt) oder um diesen herum (wie in Fig. 6) angeordnet. Der Zusatzmantel 36 beginnt am Halter 18. Der Zusatzmantel 25 kann auch mit den anderen Lösungen kombiniert werden. Different types of bristle bundles 20 can be realized by designing the rear section 30 with increased bending stiffness to have different lengths. Alternatively or additionally, the rear sections 30 of different types, which may even be of equal length, have different Bending stiffnesses, these can be implemented with the solutions already mentioned above, if necessary in combination. In the exemplary embodiment according to Fig. 6, the bristle bundle 20 has an additional jacket 36 on the rear section 30, which is shorter than the rear section 30. As a result, the rear section 30 is again divided into two, with two corresponding subsections 30a, 30b with different flexural stiffnesses. Here, too, the flexural stiffness increases towards the front (tip 26) of the bristle bundle 20. The same statements apply to the additional jacket 36 as already mentioned above for the jacket 32, so the additional jacket 36 is also a shrink tube in this case. The additional jacket 36 is arranged inside the jacket 32 (not shown) or around it (as in Fig. 6). The additional jacket 36 begins at the holder 18. The additional jacket 25 can also be combined with the other solutions.
In den hier gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Borsten 22 jeweils eine Glasfaser und bestehen jeweils ausschließlich aus Glas. Das Borstenbündel 20 ist dann ein Glasfaserbündel. Die hier gezeigten Borstenbündel 20 sind zudem insgesamt Rundbündel, d.h. die einzelnen Borsten 22 sind im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung L betrachtet, wie in den Fig. 7 und 8, soweit wie möglich innerhalb eines Kreises angeordnet. Die hier beispielhaft gezeigten Borstenbündel 20 weisen jeweils 10 Borsten 22 auf. Eine jeweilige Borste 22 ist im Querschnitt kreisrund und weist einen Durchmesser X im Bereich von 1 mm bis 3 mm auf. Vom Halter 18 bis zur Spitze 26 gemessen weist eine jeweilige Borste 22 eine Länge Y im Bereich von 120 mm bis 140 mm auf. Die Gesamtlänge G (von der Basis 24 bis zur Spitze 26) einer jeweiligen Borste 22 ergibt sich als Summe der vorgenannten Länge Y und gegebenenfalls zusätzlich der Länge innerhalb des Halters 18. In the embodiments shown here, the bristles 22 are each a glass fiber and consist exclusively of glass. The bristle bundle 20 is then a glass fiber bundle. The bristle bundles 20 shown here are also round bundles overall, i.e. the individual bristles 22 are arranged as far as possible within a circle when viewed in cross-section perpendicular to the longitudinal direction L, as in Figs. 7 and 8. The bristle bundles 20 shown here as examples each have 10 bristles 22. Each bristle 22 is circular in cross-section and has a diameter X in the range of 1 mm to 3 mm. Measured from the holder 18 to the tip 26, each bristle 22 has a length Y in the range of 120 mm to 140 mm. The total length G (from the base 24 to the tip 26) of each bristle 22 is the sum of the aforementioned length Y and, if applicable, also the length within the holder 18.
Der hintere Abschnitt 30 weist vorliegend eine Länge auf, welche 1/2 bis 3/4 der Länge Y entspricht. Der vordere Abschnitt 30 weist entsprechend eine Länge auf, welche der Differenz aus der Länge Y und der Länge des hinteren Abschnitts 30 entspricht. Sofern ein Zusatzmantel 36 vorhanden ist, liegt dessen Länge im Bereich von 1/2 bis 3/4 der Länge des hinteren Abschnitts 30. Ein Schleifen der Bögen 14 am Borstenbündel 20, speziell am hinteren Abschnitt 30, wird soweit wie möglich vermieden, um den Verschleiß des Borstenbündels 20 möglichst gering zu halten. Hierzu steht das Stellelement 8 quer zu dem Borstenbündel 20 (d.h. senkrecht zur Längsrichtung L sowie senkrecht sowohl zur Förderrichtung F als auch zur Querrichtung Q) betrachtet derart über, dass zumindest in einer Ruhelage (wie in Fig. 4 gezeigt) des Borstenbündels 20 ein Bogen 14, welcher über das Stellelement 8 und das Borstenbündel 20 geleitet wird, nicht über den hinteren Abschnitt 30 schleift. Hierzu ist das Borstenbündel 20 gegenüber dem Stellelement 8 quer zur Längsrichtung L um eine Entfernung Z zurückgesetzt, z.B. um 5 mm bis 20 mm. Das Stellelement 8 und das Borstenbündel 20 erstrecken sich gemeinsam in Längsrichtung L, wobei das Borstenbündel 20 eine Verlängerung des Stellelements 8 in Längsrichtung L bildet. Ein Bogen 14, welcher nun in Förderrichtung F durch die Wellpappenanlage 4 gefördert wird, wird zunächst über das Stellelement 8 und dann über die zugehörige Bürste 10 gefördert. Beim Bewegen des Stellelements 8 wird das Borstenbündel 20 in Schwingung versetzt und schlägt quer zur Längsrichtung L aus der Ruhelage heraus aus (wie in Fig. 1 gezeigt). Der Bogen 14 kommt nun typischerweise mit dem Borstenbündel 20 in Berührung. Nach einiger Zeit ist die Schwingung jedoch abgeklungen und das Borstenbündel 20 befindet sich wieder in der Ruhelage. In dieser Situation berührt dann ein über Stellelement 8 und Bürste 10 geführter Bogen 14 nun nicht mehr das Borstenbündel 20, zumindest nicht mehr den hinteren Abschnitt 30. The rear section 30 has a length which corresponds to 1/2 to 3/4 of the length Y. The front section 30 has a length which corresponds to the difference between the length Y and the length of the rear section 30. If an additional jacket 36 is present, its length is in the range of 1/2 to 3/4 of the length of the rear section 30. Grinding of the arches 14 on the bristle bundle 20, especially on the rear section 30, is avoided as far as possible in order to keep wear on the bristle bundle 20 as low as possible. For this purpose, the adjusting element 8 projects transversely to the bristle bundle 20 (ie perpendicular to the longitudinal direction L and perpendicular to both the conveying direction F and the transverse direction Q) in such a way that, at least in a rest position (as shown in Fig. 4) of the bristle bundle 20, an arch 14 which is guided over the adjusting element 8 and the bristle bundle 20 does not grind over the rear section 30. For this purpose, the bristle bundle 20 is set back from the adjusting element 8 transversely to the longitudinal direction L by a distance Z, e.g. by 5 mm to 20 mm. The adjusting element 8 and the bristle bundle 20 extend together in the longitudinal direction L, with the bristle bundle 20 forming an extension of the adjusting element 8 in the longitudinal direction L. A sheet 14, which is now being conveyed through the corrugated cardboard system 4 in the conveying direction F, is first conveyed via the adjusting element 8 and then via the associated brush 10. When the adjusting element 8 is moved, the bristle bundle 20 is set into vibration and swings out of the rest position transversely to the longitudinal direction L (as shown in Fig. 1). The sheet 14 now typically comes into contact with the bristle bundle 20. After some time, however, the vibration has subsided and the bristle bundle 20 is back in the rest position. In this situation, a sheet 14 guided over the adjusting element 8 and brush 10 no longer touches the bristle bundle 20, at least no longer touches the rear section 30.
Bei dem Verfahren wird das Stellelement 8 wie oben beschrieben von einer ersten Position (in Fig. 4 mit durchgehender Linie gezeichnet, zur Förderebene E1 ) in eine zweite Position (in Fig. 4 mit gestrichener Linie gezeichnet, zu einer der Förderebenen E2, E3) bewegt, vorliegend geschwenkt, und an der zweiten Position gestoppt, sodass das Borstenbündel 20 in eine Schwingung gerät, welche durch die größere Biegesteifigkeit auf dem hinteren Abschnitt 30 gedämpft wird. Bezugszeichenliste In the method, the actuating element 8 is moved as described above from a first position (drawn with a solid line in Fig. 4, to the conveying plane E1) to a second position (drawn with a dashed line in Fig. 4, to one of the conveying planes E2, E3), in this case pivoted, and stopped at the second position, so that the bristle bundle 20 begins to oscillate, which is dampened by the greater bending stiffness on the rear section 30. list of reference symbols
2 Bürsteneinheit 2 brush units
4 Wellpappenanlage4 corrugated board lines
6 Wellpappe 6 corrugated cardboard
8 Stellelement 8 actuator
10 Bürste 10 brushes
12 Paddelstation 12 paddling stations
14 Bogen 14 sheets
16 Querschneider 16 cross cutters
18 Halter 18 holders
20, 20a, 20b Borstenbündel20, 20a, 20b bristle bundles
22 Borste 22 bristles
24 Basis 24 base
26 Spitze 26 points
28 vorderer Abschnitt28 front section
30 hinterer Abschnitt30 rear section
30a, 30b Unterabschnitt30a, 30b subsection
32 Mantel (Schlauch)32 jacket (hose)
34 elastischer Werkstoff34 elastic material
36 Zusatzmantel 36 additional jacket
D Drehachse D axis of rotation
E1 , E2, E3 FörderebeneE1, E2, E3 conveyor level
F Förderrichtung F conveying direction
G Gesamtlänge G total length
Q Querrichtung Q transverse direction
X Durchmesser X diameter
Y Länge Y length
Z Entfernung Z distance
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24725756 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |