DE4002894A1 - Vorrichtung zur be- oder verarbeitung einer materialbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Be- oder Verarbeitung einer Materialbahn, die von einem Vorratsbereich über eine eine Bearbeitungsfläche bildende, angetriebene Trommel geführt ist und von dieser in eine Aufnahmeeinrichtung gelangt, die tiefer als die Trommel liegt.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 32 40 910), bei der die Bearbeitung des Bahnmaterials in einem Zeichenvorgang besteht, der mittels eines parallel zur Drehachse der Trommel hin- und herbewegbaren Zeichenkopfes ausgeführt wird, gelangt das zu bearbeitende Bahnmaterial von einer den Vorratsbereich bildenden Vorratsrolle über eine Führrolle und einen Durchhang­ bereich auf die Trommel. Von dort wird es über einen Durchhang­ bereich und eine Führrolle auf eine die Aufnahmeeinrichtung bildende Aufwickelrolle aufgewickelt.

Bei dieser bekannten Vorrichtung sind nicht nur die Trommel, sondern auch die Vorratsrolle und die Aufwickelrolle angetrieben, um in Abhängigkeit vom mittels Sensoren festgestellten Grad des Durchhanges der Materialbahn zwischen Vorratsrolle und Trommel mehr oder weniger Bahnmaterial von der Vorratsrolle abzuwickeln, und um in Abhängigkeit vom von Sensoren ermittelten Durchhang der Materialbahn zwischen Trommel und Aufwickelrolle mehr oder weniger Bahnmaterial auf die Aufwickelrolle aufzuwickeln. In jedem Fall muß sichergestellt sein, daß zu beiden Seiten der Trommel immer genug Durchhang vorhanden ist, damit bei den Bewegungen der Trommel in unterschiedlichen Drehrichtungen während des Zeichenvorganges immer genug Bahnmaterial zur Verfügung steht. Die bekannte Vorrichtung ist daher konstruktiv aufwendig, weil sie nicht nur eine angetriebene Vorratsrolle und eine angetriebene Aufwickelrolle benötigt, sondern auch zusätz­ liche Steuereinrichtungen für den Abwickelvorgang und für den Aufwickelvorgang erforderlich sind.

Im übrigen sei erwähnt, daß eine Vorrichtung der bekannten Art nicht nur dazu dienen kann, nach Art eines Trommelplotters eine Materialbahn zu bezeichnen, sondern anstelle eines Zeichenkopfes läßt sich beispielsweise ein Schneidkopf einsetzen, um bahnförmi­ ges Folienmaterial ein- oder auszuschneiden, etwa Material, bei dem die eigentliche Kunststoffolie mit einer Klebstoffschicht versehen und diese Klebstoffschicht mit einer abziehbaren Schutzfolie abgedeckt ist. Aus der Kunststoffolie können durch Einschnitte bis an die Schutzfolie Bereiche herausgeschnitten und so aufklebbare Symbole oder Darstellungen erzeugt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Be- oder Verarbeitung einer Materialbahn mit einer sehr einfach aufgebauten Aufnahmeeinrichtung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß die Aufnahmeeinrichtung einen sich parallel zur Trommel erstreckenden Stützbereich bildet, der mindestens eine sich senkrecht zur Drehachse der Trommel bewegende, in Berührung mit dem von der Trommel ablaufenden Teil der Materialbahn kommende, diesen Teil mitnehmende Fläche aufweist, und daß in Bewegungsrichtung im Abstand von der Auftreffstelle der Materialbahn auf den Stützbe­ reich oberhalb von diesem eine stationäre Umlenkfläche angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit die Aufnahmeein­ richtung nicht, wie bei der bekannten Vorrichtung, von einer gesteuert anzutreibenden Aufwickelrolle gebildet, sondern die von der Trommel ablaufende Materialbahn gelangt durch Schwerkraft in Berührung mit einem eine sich bewegende Fläche aufweisenden Stützbereich, und diese Fläche nimmt infolge der vorhandenen Reibung zwischen ihr und der Materialbahn die Materialbahn mit, so daß diese in Berührung mit der stationären Umlenkfläche kommt, die die Materialbahn oberhalb der sich bewegenden Fläche zurückführt, so daß die Materialbahn aufgewickelt wird, ohne daß dieser Wickelvorgang um einen festen Kern herum erfolgt.

Wird die Materialbahn durch Drehung der Trommel während des Be­ oder Verarbeitungsvorganges entgegen der eigentlichen Vorschub­ richtung bewegt, so daß ein bereits von der Trommel abgelaufener Bereich der Materialbahn wieder auf diese zurückgelangt, so wird das Bahnmaterial lediglich gegen Schwerkraft und die Reibung zwischen Bahnmaterial und der sich bewegenden Fläche in Richtung auf die Trommel zurückgezogen, wodurch gegebenenfalls ein Teil des in der Aufnahmeeinrichtung aufgewickelten Bahnmaterials wieder abgewickelt wird. Hierzu ist jedoch kein besonderer Antrieb in der Aufnahmeeinrichtung erforderlich, sondern das Abwickeln erfolgt durch Zurückziehen des Bahnmaterials gegen die Eingriffswirkung zwischen sich bewegender Fläche der Aufnahmeein­ richtung und der Materialbahn.

Es sei erwähnt, daß das vorstehend erläuterte Aufwickeln der Materialbahn in der Aufnahmeeinrichtung voraussetzt, daß das Bahnmaterial eine gewisse Eigensteifigkeit hat, wie dies etwa bei dünnem Zeichenkarton oder auch bei einer Mehrschichtfolie der vorstehend erwähnten Art der Fall ist, so daß bei der Verlagerung der Materialbahn durch die sich bewegende, die Materialbahn mitnehmende Fläche tatsächlich ein Aufwickelvorgang stattfinden kann und das Bahnmaterial nicht einfach in sich zusammenfällt. Die Anforderungen an die Eigensteifigkeit des Bahnmaterials hängen vom jeweiligen Anwendungsfall ab und lassen sich auf einfache Weise durch Versuche ermitteln. Dabei wird im übrigen der Wickelvorgang noch erleichtert, wenn das Bahnmaterial vor der Be- oder Verarbeitung noch aufgerollt war, weil dann normaler­ weise eine gewisse Verformung in Wickelrichtung vorhanden ist.

Um einen besonders einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erhalten, kann der Stützbereich unterhalb der Ablaufseite der Trommel vorgesehen sein, so daß die Materialbahn direkt von der Trommel lotrecht auf den Stützbereich gelangt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die sich bewegende Fläche des Stützbereichs vom oberen Trum eines endlosen Bandes, etwa aus Kautschuk mit aufgerauhter Oberfläche, gebildet, das sich durchhängend zwischen einer nicht angetriebenen Walze und einer Antriebswalze erstreckt, wobei die nicht angetriebene Walze in Bewegungsrichtung des oberen Trums an dessen vorderem Ende liegt, während der Eingriff von Antriebswalze und Band frei von Relativverlagerungen zwischen den beiden ist.

Bei diesem Aufbau wird also die die Materialbahn mitnehmende Fläche des Stützbereichs vom oberen Trum eines umlaufenden Bandes gebildet, das am in Bewegungsrichtung hinteren Ende des oberen Trums in Eingriff mit der Antriebswalze steht, ohne daß es zwischen dieser und dem Band zu einer Relativbewegung käme, so daß das obere Trum in definierter Weise bewegt wird und sich sein Durchhang im Betrieb nicht verändert. Im übrigen unterstützt die durch den Durchhang erzeugte Krümmung des oberen Trums den Wickelvorgang für die Materialbahn.

Dieser Wickelvorgang wird noch zusätzlich unterstützt, wenn die nicht angetriebene Walze höher liegt als die Antriebswalze, da dann das Bahnmaterial zumindest bei Annäherung an die nicht angetriebene Walze zusammen mit dem oberen Trum des Bandes angehoben wird, wodurch eine Kraftkomponente in Wickelrichtung wirksam wird.

Um den Verlauf des Bandes exakt steuern zu können, kann zwischen nicht angetriebener Walze und Antriebswalze eine Zusatz-Leerlauf­ walze für das untere Trum des Bandes vorgesehen sein, so daß dieses in gewissem Umfang geführt wird. Dabei kann die Drehachse der Zusatz-Leerlaufwalze in einer senkrechten Ebene liegen, die mittig zwischen den beiden senkrechten Ebenen liegt, die die Drehachsen von Antriebswalze und nicht angetriebener Walze aufnehmen.

Vorteilhaft ist es, wenn die nicht angetriebene Walze mit einer Bremskraft beaufschlagt wird, da dann das obere Trum des Bandes zwischen ihr und der Antriebswalze etwas "gestaucht" und so ein Durchhang sichergestellt sowie das untere Trum um die Zusatz- Leerlaufwalze gespannt wird.

Es hat sich gezeigt, daß ein geeigneter Durchhang des Bandes erhalten wird, wenn die Länge des Bandes zwischen 10% und 15% größer als der kürzeste um die Walzenanordnung gemessene Umfang ist.

Bei der Bildung der sich bewegenden Fläche durch das obere Trum eines endlosen Bandes kann benachbart zur nicht angetriebenen Walze ein die Umlenkfläche bildendes, von der Seite des oberen Trums konkav gekrümmtes Umlenkblech befestigt sein, gegen das das vom oberen Trum mitgenommene Bahnmaterial geführt und so umgelenkt wird, daß es zur Einleitung und Durchführung eines Wickelvorganges kommt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbei­ spiel zeigenden Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Teildarstellung eine Vorrichtung von der den Vorratsbereich aufweisenden Seite der Trommel her gesehen.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung die Vorrichtung aus Fig. 1 von der die Aufnahmeeinrichtung aufweisenden Seite der Trommel her gesehen.

Fig. 3 zeigt schematisch die Form des um die Antriebsrolle, die Leerlaufrolle und die Zusatz-Leerlaufrolle geführten Bandes der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, dessen oberes Trum den Stützbereich der Aufnahmeeinrichtung bildet.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 hat einen auf Rollen angeordneten Rahmen 1, zwischen dessen senkrechten Seitenwangen im oberen Endbereich eine Trommel 11 um ihre Längsachse 11′ drehbar gehaltert ist. Die Trommel 11 weist an einem Ende eine zahnradförmige Scheibe 14 auf, die in nicht dargestellter Weise mit der Ankerwelle eines Antriebsmotors 13 gekoppelt ist, der gesteuert in beiden Richtungen drehbar ist. In der Wandung der Trommel 11 sind Ansaugöffnungen 12 vorhanden, durch die von innen in bekannter Weise ein Unterdruck anlegbar ist, mit dessen Hilfe die zu bearbeitende Materialbahn 10 auf der Oberfläche der Trommel 11 festgehalten wird, so daß sie sich zusammen mit dieser bewegt.

Die Materialbahn 10 wird von einem Vorratsbereich abgewickelt, der eine Vorratsrolle 2 aufweist (Fig. 1), die über Lagerböcke 4, 6 an parallel zur Drehachse 11′ der Trommel 11 verlaufenden Halteschienen 3 befestigt ist. Diese Halteschienen 3 sind einerseits an dem Haltebock 4 und andererseits an einem zusätz­ lichen, an einer Seitenwange des Rahmens 1 befestigten Haltebock 5 gehalten. Die Vorratsrolle 2 wird in nicht dargestellter, jedoch für derartige Vorrichtungen bekannter Weise gesteuert angetrieben, um immer eine ausreichende Menge Bahnmaterial abzugeben, wobei dieses Bahnmaterial zwischen Vorratsrolle 2 und Trommel 11 in der in Fig. 1 angedeuteten Weise einen Durchhang bildet. Mit Hilfe von Sensoren 9 wird dieser Durchhang überwacht, so daß bei zu großem Durchhang der Antrieb der Vorratsrolle 2 unterbrochen und bei zu geringem Durchhang die Vorratsrolle 2 zur Abgabe von Bahnmaterial angetrieben wird.

An der die Vorratsrolle 2 aufweisenden Seite des Rahmens 1 sind seitliche Schutzbleche 7, 8 vorhanden, von denen das Schutzblech 7 entsprechend den Abmessungen der eingesetzten Vorratsrolle 2 seitlich verlagerbar ist. Ferner ist zwischen Vorratsrolle 2 und Trommel 11 ein Führblech 20 vorhanden, das im wesentlichen tangential bezüglich der Trommel 11 am Rahmen 1 gehalten ist und über das die Materialbahn 10 auf die Trommel 11 gleitet. Das Führblech 20 definiert einen genauen Übergang des Bahnmaterials auf die Trommel 11, d. h. nur oberhalb der Oberkante des Führ­ bleches 20 befindliches Bahnmaterial wird durch den an den Öffnungen 12 anliegenden Unterdruck an die Oberfläche der Trommel 11 angesaugt, während im Bereich des Führbleches 20 befindliches Bahnmaterial frei bewegbar bleibt.

An der der Vorratsrolle 2 abgewandten Seite der Trommel 11 ist am Rahmen 1 eine Führschiene 16 befestigt, die sich parallel zur Drehachse 11′ der Trommel 11 erstreckt und auf der der Werkzeug­ kopf 15 hin- und herbewegbar gehalten ist. Der Werkzeugkopf 15 kann in bekannter Weise ein Schneidwerkzeug oder einen Zeichen­ stift tragen und in ebenfalls bekannter Weise zwischen einer Stellung, in der Schneidwerkzeug oder Schreibstift in Eingriff mit der Materialbahn steht, und einer Stellung bewegt werden, in der kein Eingriff mit der Materialbahn 10 besteht. Dies kann jedoch auch in bekannter Weise durch entsprechende Bewegung des Schneidwerkzeugs bzw. des Schreibstiftes erreicht werden.

Zur Bewegung des Werkzeugkopfes 5 entlang der Führschiene 16 ist am Werkzeugkopf 15 ein Zahnriemen 17 befestigt, der an einem Ende der Führschiene 16 über ein Zahnrad 19 läuft und am anderen Ende mit einem Antriebsmotor 18 verbunden ist, so daß der Werkzeugkopf 15 durch gesteuerten Antrieb des Motors 18 in der für die Be- und Verarbeitung der Materialbahn 10 erforderlichen Weise entlang der Führschiene 16 hin- und herbewegt werden kann.

Zwischen Führschiene 16 und Trommel 11 ist am Rahmen 1 ein Führblech 21 befestigt, dessen Anordnung und Funktion derjenigen des bereits beschriebenen Führbleches 20 auf der gegenüberliegen­ den Seite entspricht.

Unterhalb der Trommel 11 und unterhalb der Führschiene 16 befindet sich eine Aufnahmeeinrichtung, die im wesentlichen durch ein endloses Band 30 gebildet wird, das beispielsweise aus Kautschuk mit aufgerauhter Oberfläche besteht. Zur Halterung des endlosen Bandes 30 dient eine zwischen den Seitenwangen des Rahmens 1 gehalterte, im wesentlichen frei drehbare, nicht angetriebene Walze 29 und eine zwischen am Rahmen 1 befestigten Böcken 25 und 26 drehbar gehalterte Antriebswalze 28, die von einem am Bock 25 befestigten Motor 27 kontinuierlich angetrieben wird. Eine frei drehbare Zusatz-Leerlaufwalze 31, die ebenfalls zwischen den Böcken 25 und 26 gehaltert ist, sitzt unterhalb von Antriebswalze 28 und Leerlaufwalze 29 in einer senkrechten Ebene, die gleichen Abstand von der senkrechten Ebene durch die Drehachse der Antriebswalze 28 und der senkrechten Ebene durch die Drehachse der nicht angetriebenen Walze 29 hat.

Das endlose Band 30 hat eine Länge, die 10% bis 15% größer ist als der kürzeste Umfang um die Walzen 28, 29, 31. In einem Ausführungsbeispiel beträgt der minimale Umfang um die Walzen 1180 mm, während das Band eine Länge von 1330 mm hatte. Infolge dieser größeren Abmessung des Bandes 30 ergibt sich ein Durch­ hang, und das obere Trum 30′ des Bandes 30 bildet, wie insbe­ sondere Fig. 3 zeigt, eine wannenförmige Vertiefung, die an der Seite der nicht angetriebenen Walze 29 wegen deren Lage oberhalb der Antriebswalze 28 weiter nach oben ansteigt als an der der Antriebswalze 28 benachbarten Seite. Das untere Trum 30′′ des Bandes 30 läuft über die Unterseite der Zusatz-Leerlaufwalze 31.

Die Antriebswalze 28 steht mit dem Band 30 so in Eingriff, daß sich zwischen diesen im Betrieb keine Relativbewegung ergibt, d. h. der Reibungskoeffizient zwischen Antriebswalze 28 und Band 30 wird ausreichend groß gewählt oder es wird eine zusätzliche, nicht dargestellte Andruckrolle eingesetzt. Die Antriebswalze 28 dreht das Band 30 in der in Fig. 3 durch einen Pfeil an­ gedeuteten Richtung, so daß ein Punkt des oberen Trums 30′ des Bandes 30 sich von der Antriebswalze 28 zur nicht angetriebenen Walze 29 verlagert. Dabei bleibt der Durchhang des oberen Trums 30′ konstant. Letzteres kann zusätzlich dadurch sichergestellt werden, daß auf die nicht angetriebene Walze 29 eine Bremskraft wirkt, wodurch das obere Trum 30′ des Bandes 30 abgebremst bzw. "gestaucht" und sein unteres Trum 30′′ um die Zusatz-Leerlaufwalze 31 gespannt gehalten wird.

Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, liegt das obere Trum 30′ derart unterhalb der Trommel 11, daß das von der Trommel 11 ablaufende Bahnmaterial durch Schwerkraft in Berührung mit einem Bereich des oberen Trums 30′ nahe der Antriebswalze 28 kommt und infolge dieser Berührung in Richtung auf die nicht angetriebene Walze 29 mitgenommen wird. In diesem Zusammenhang sei noch einmal erwähnt, daß das zu be- oder verarbeitende Bahnmaterial eine gewisse Eigensteifigkeit hat und üblicherweise infolge seiner vorherigen Aufwicklung auf der Vorratsrolle 2 sowie dem Überlaufen der gekrümmten Oberfläche der Trommel 11 etwas vorgebogen ist, so daß es nicht nur nicht auf dem Trum 30′ zusammenfällt, sondern bereits in Richtung der Bewegung des oberen Trums 30′ des Bandes 30 vorgebogen ist.

Die Mitnahmebewegung für das Bahnmaterial durch das obere Trum 30′ des Bandes 30 führt wegen des unvermeidbaren Zurückrutschens des Bahnmaterials im ansteigenden Teil des oberen Trums 30′ und der dabei weiterhin auf das Bahnmaterial wirkenden Kraftkom­ ponente in Richtung des ansteigenden Teils des Trums 30′ zu einer Wickelbewegung des Bahnmaterials, so daß dieses in Abhängigkeit von der von der Trommel 11 ablaufenden Menge an Bahnmaterial aufgewickelt wird, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Diese Aufwickelbewegung wird dadurch unterstützt, daß benachbart zur nicht angetriebenen Walze 29 am Rahmen 1 ein Umlenkblech 32 befestigt, das vom oberen Trum 30′ her gesehen konkav gekrümmt ist und daher mit seiner Krümmung eine Art Fortsetzung der oberen Krümmung des Trums 30′ bildet sowie der Krümmung des aufgewickel­ ten Bahnmaterials entspricht.

Somit wird mit Hilfe des endlosen Bandes 30 ein aufgewickelter Abschnitt 10′ (Fig. 2) der Materialbahn 10 erzeugt, der ohne einen eingesetzten Kern ist und der sich insbesondere bei einer Drehbewegung der Trommel 11, die zu einem Zurückziehen von bereits von ihr abgelaufenem Bahnmaterial führt, ohne weiteres wieder ausreichend weit abgewickelt werden kann. Es ist daher auch nicht erforderlich, zwischen Trommel 10 und Band 30 einen schlaufenförmigen Durchhang aus Bahnmaterial vorzusehen.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Be- oder Verarbeitung einer Materialbahn (10), die von einem Vorratsbereich (2) über eine eine Bearbeitungsfläche bildende, angetriebene Trommel (11) geführt ist und von dieser in eine Aufnahmeeinrichtung (30) gelangt, die tiefer als die Trommel (11) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (30) einen sich parallel zur Trommel (11) erstreckenden Stützbereich (30′) bildet, der mindestens eine sich senkrecht zur Drehachse (11′) der Trommel (11) bewegende, in Berührung mit dem von der Trommel (11) ablaufenden Teil der Materialbahn (10) kommende, diesen Teil mitnehmende Fläche aufweist, und daß in Bewegungsrichtung im Abstand von der Auftreffstelle der Materialbahn (10) auf den Stützbereich (30′) oberhalb von diesem eine stationäre Umlenkfläche (32) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützbereich (30′) unterhalb der Ablaufseite der Trommel (11) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sich bewegende Fläche des Stützbereichs vom oberen Trum (30′) eines endlosen Bandes (30) gebildet ist, das sich durchhängend zwischen einer nicht angetriebenen Walze (29) und einer Antriebswalze (28) erstreckt, wobei die nicht angetriebene Walze (29) in Bewegungsrichtung des oberen Trums (30′) an dessen vorderem Ende liegt, und daß der Eingriff von Antriebswalze (28) und Band (30) frei von Relativbewegung zwischen den beiden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen nicht angetriebener Walze (29) und Antriebswalze (28) eine Zusatz-Leerlaufwalze (31) für das untere Trum (30′′) des Bandes (30) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht angetriebene Walze (29) höher liegt als die Antriebswalze (28).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf die nicht angetriebene Walze (29) eine Bremskraft wirkt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Bandes (30) zwischen 10% und 15% größer als der kürzeste um die Walzenanordnung (28, 29, 31) gemessene Umfang ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zur Leerlaufrolle (29) ein die Umlenkfläche bildendes, von der Seite des oberen Trums (30′) konkav gekrümmtes Umlenkblech (32) befestigt ist.