DE4201288A1 - Verfahren und maschine zur herstellung von variablen plissierungen auf papier, filtermaterial oder aehnlichen medien, mittels eines speziellen kerbwalzenpaares - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Maschine zur Herstellung von Plissierungen auf Papier, Filtermaterial oder anderen ähnlichen Medien.

Zur Herstellung von z. B. Luftfilterelementen, werden in der Regel plissierte Filter­ materialien eingesetzt. Die Plissierung wird verwendet, um in Luftfilter möglichst große Filterflächen unterzubringen. Für das Plissierverfahren werden nach heutigen Kenntnissen zwei unterschiedliche Verfahren eingesetzt.

Das bekannteste Verfahren ist das Messerfaltverfahren. Bei dieser Methode wird das Medium, wie über eine scharfkantige Tischkante oder Lineal, gefaltet.

Das Medium wird über drei mechanisch gekoppelte Klappmesser verfaltet. Durch Verstellung der Kurvenscheiben, sind verschiedene Faltenhöhen herstellbar. Der Nachteil dieser Methode ist der, daß durch relativ hohe Zugkräfte beim Einzug des Mediums in die Faltmesser, z. B. hochwertige Luftfiltermaterialien eingerissen werden können. Die Faltmesser unterliegen aufgrund der großen Reibung zwischen Filtermedium und Messerfläche einem hohen Verschleiß. Schlupf während der Her­ stellung von plissierten Filterpacks, führt häufig zu ungewollten, großen Differenzen in der Faltenhöhe.

Ein weiterer Nachteil ist die relativ geringe Maschinenfaltgeschwindigkeit. Zusätzlich wird durch dieses Faltverfahren das Medium durch starke Zugkräfte gedehnt. Dies führt zu einer nachweislich starken Schwächung der Zugkräfte des plissierten Materials.

Ein anderes Verfahren ist die Plissierung von Medien durch Kerbwalzen. Dieses Plissierverfahren hat sich in letzter Zeit immer mehr durchgesetzt. Besonders in den Fertigungsbereichen, wo hohe Fertigungsgeschwindigkeiten erforderlich sind. Das Kerbwalzenverfahren hat darüberhinaus den Vorteil, daß beim Kerben der Medien, keine Zugspannungen auf das Material übertragen werden, sondern nur Druck. Das zu verarbeitende Material wird durch Ober- und Unterwalzen gekerbt. Zur Verstellung der Plissierabstände, sind jeweils neue Kerbwalzenpaare erforder­ lich. Eine stufenlose Verstellung der Plissierabstände ist nicht möglich.

Für verschiedene Plissierabstände müssen also verschiedene Kerbwalzenpaare her­ gestellt werden. Dies bedeutet einen relativ hohen Kostenaufwand, denn Kerb­ walzen sind Präzisionswalzen und müssen auf Präzisionsmaschinen hergestellt werden. Bei häufigem Wechsel der Faltenhöhen, bzw. Plissierabständen, ist eine zeitintensive Rüst- und Einlaufphase erforderlich. Dies bedeutet nicht nur Lohn- sondern auch Materialkosten, die der Produktion verloren gehen.

Bei beiden, genannten Verfahren ist der verfahrenstechnische und der maschinelle Aufwand sehr groß. Die Rüstzeiten derartiger Maschinen sind sehr aufwendig. Hinzu kommen noch die enorm großen Mengen von Probematerial in der Einstellphase.

Aus den vorgenannten Gründen, wurde eine Kerbwalzenmaschine zur Herstellung von variablen Plissierungen auf Papier, speziell Filterpapier entwickelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile der bekannten Falttechniken zu verbessern.

Erstes Ziel der Erfindung war es, ein Kerbwalzenpaar zu entwickeln, mit dem stufenlos, variable Plissierungen herstellbar sind.

Durch die besondere Konstruktion der Kerbwalze, der Überstand der Kerbmesser und der verformbaren Gegenhalter über dem Walzendurchmesser, entsteht bei bestimmter Walzenstellung, zwischen Ober- und Unterwalze eine freier Spalt von bis zu etwa 1,5 mm Abstand.

Dieser Spalt ist für den Durchtransport von verschiedenen Medien mittels Zugrolle ausreichend.

Der Antrieb der Kerbwalze wird so gesteuert, daß bei Ruhestellung der Kerbwalzen die Kerbwalzen nicht im Eingriff stehen, d. h. Kerbmesser und Gegenhalter stehen nicht aufeinander, sondern um einen bestimmten Winkelbetrag versetzt. Bei dem erfindungsgemäßen Kerbwalzenpaar ist es möglich, Papier, Filtermaterial oder ähnliche Medien, bis zu einer Dicke von max 1,5 mm, mittels eines Zugrollen- Systems hindurchzuziehen.

Das Medium wird mittels Zugrolle in variablen Bahngeschwindigkeiten durch den Spalt zwischen dem Kerbwalzenpaar gezogen.

Das Kerbwalzenpaar wird mittels Präzisionsantrieb in einem bestimmten Takt dazu­ geschaltet. Nach jedem Takt befinden sich die Kerbwalzen in Ruhestellung. Die Winkelschritte der Kerbwalzen erfolgen in einer sehr kleinen Zeiteinheit. Der Transport des Mediums mittels Zugrolle wird durch den Eingriff des Kerb­ messers auf dem Gegenhalter nicht beeinflußt.

Beide Geschwindigkeiten, Zugrollengeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit der Kerbwalzen müssen aufeinander abgestimmt werden.

Die Pausenzeit des Kerbwalzenantriebs bestimmt die Kerbabstände und damit die Länge der Plissierungen oder Faltenhöhen.

Alle Parameter zur Ansteuerung der Antriebsmotoren lassen sich in einem Programm erfassen und in einer Steuerung programmieren.

Der Aufruf verschiedener Plissierungen erfolgt über ein Programm mittels Wahltaste. Umständliche Einstellarbeiten entfallen.

Fig. 1 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren und die Maschine als Prinzipskizze. Die Kerbwalzen 1 werden in in entsprechenden Lagern gehalten, wobei die untere Kerbwalze im Festlager eingebaut ist und die obere Kerbwalze über eine Druck­ verstellvorrichtung-Kerbwalze 6 höhenverstellbar gelagert wird.

Durch die Druckverstellvorrichtung-Kerbwalze 6 kann der Anpreßdruck auf das Medium 5 eingestellt werden.

Die Fig. 1 zeigt eine Kerbwalzenposition, bei der das Kerbmesser 2 der Kerbwalze 1 Oberwalze, im Eingriff zum Gegenhalter 3 der Kerbwalze 1 Unterwalze steht. Das dazwischenliegende Medium 5 wird gekerbt.

Die Zugrolle 4 wird über die Druckverstellvorrichtung-Zugrolle 7 so eingestellt, daß kein Schlupf des Mediums 5 entsteht.

Würde die in Fig. 1 dargestellte Kerbwalze 1 und die Zugrolle 7, die jeweils getrennte Antriebe erhalten, in Richtung Drehrichtungspfeile zu laufen beginnen, so würde das Medium 5 mal von oben, mal von unten eine Kerbstelle erhalten.

Das gekerbte Medium 5 kann hiernach plissiert werden.

Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren und die Maschine ebenfalls als Prinzipdarstellung. Die Kerbwalze 1 oben befindet sich zur Kerbwalze 1 unten in einer bestimmten Winkelstellung, die auch als Ruhestellung bezeichnet werden kann. Bei dieser Stellung der Kerbwalzen 1 entsteht zwischen den Kerbmessern 2 und den Gegenhaltern 3 ein Spalt 8, durch den mittels der Zugrollen 4 das Medium 5 frei und ohne Berührung hindurchgezogen werden kann.

Die Grundvoraussetzung für dieses Verfahren ist jedoch ein bestimmter Kerbwalzendurchmesser und ein bestimmter Überstand der Kerbmesser 2 und der Gegenhalter 3 über dem Kerbwalzendurchmesser.

Durch die spezielle Konstruktion der Kerbwalzen 1 entsteht wie beschrieben, in bestimmter Winkelstellung ein Spalt 8, durch den das Medium 5 mittels einer Zugrolle 4 hindurchgezogen werden kann.

Das Medium 5 kann mit einer bestimmten, variablen Geschwindigkeit von der Zugrolle 4 transportiert werden.

Werden nun die Kerbwalzen 1 in bestimmten, gleichmäßigen Winkelschritten angetrieben, so entstehen auf dem Medium 5 gleichmäßige Kerbmarkierungen. Durch unterschiedliche Ansteuerung der Kerbwalzen 1 mit unterschiedlichen Pausenzeiten in der dargestellten bestimmten Winkelstellung kann man variable Plissierungen auf dem Medium 5 auftragen.

Die Antriebsgeschwindigkeiten der Zugrolle 4, die Winkelgeschwindigkeiten der Kerbwalzen 1 und die Pausenzeiten der Kerbwalzen 1 lassen sich in einem entsprechenden Programm abspeichern.

Die variablen Plissierungen lassen sich über entsprechende Wahltasten abrufen.

Inhalt

1 Kerbwalze
2 Kerbmesser
3 Gegenhalter
4 Zugrolle
5 Medium
6 Druckverstellvorrichtung - Kerbwalze
7 Druckverstellvorrichtung - Zugrolle
8 Spalt

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von variablen Plissierungen auf Papier, Filtermaterial oder ähnlichen Medien, dadurch gekennzeichnet, daß ein Medium (5) mittels Zugrollen (4) durch das erfindungsgemäße Kerbwalzenpaar (1) mit besonders angeordneten Kerbmessern (2) und Gegenhaltern (3) die bei bestimmter Winkelstellung einen Spalt (8) erzeugen, durch den das Medium (5) in unterschiedlichen Bahngeschwindigkeiten hindurchgezogen werden kann, wobei durch die Kerbwalzen (1) in variablen Zeitfolgen, schrittweise, auf der Medienober- und unterseite Kerbmarkierungen in variablen, gleichmäßigen Abständen aufgetragen werden, die als Sollknickstelle notwendig sind, um das Medium nach der Plissierung in Falten aufstellen zu können.

2. Verfahren und Maschine zur Herstellung von variablen Plissierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbmesser (2) und die aus verform­ baren Material bestehenden Gegenhalter (3) im bestimmten Abstand über den Walzendurchmesser der Kerbwalzen (1) herausragen müssen, so daß bei bestimmter Winkelstellung der Kerbwalzen (1) zueinander, das Papier, Filtermaterial oder ähnliche Medien (5), mittels einer Zugrolle (4) hindurchgezogen werden kann.

3. Verfahren und Maschine zur Herstellung von variablen Plissierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei permanenter Drehbewegung der Kerbwalzen (1) und bei synchronisiertem Durchlauf des Mediums (5), die kleinsten, regelmäßigen Kerbabstände erzeugt werden können.

4. Verfahren und Maschine zur Herstellung von variablen Plissierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die besondere Konstruktion der Kerbwalze (1) mittels codierbaren Schrittmotoren, durch den erfindungsgemäßen Spalt (8) zwischen Kerbmesser (2) und Gegenhalter (3), in Verbindung mit der Zugrolle (4), stufenlos variable und gleichmäßige Faltenabstände, von ca. 5mm bis unendlich herstellbar sind, wobei der Anpreßdruck der Kerbwalzen (1) und der Anpreßdruck der Zugrolle (4) auf das Medium (5) durch die Druckverstellvor­ richtungen (6) und (7) reguliert werden kann.