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HINTERGRUND
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Die
vorliegende Erfindung betrifft geprägte zweischichtige bzw. zweilagige
Papierprodukte wie Küchentücher und
Toilettenpapier. Insbesondere betrifft sie eine Prägemaschine,
mit der sich Prägemuster
geschachtelt oder Fuß an
Fuß ausbilden
lassen.
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Papierprodukte
wie Papierhandtücher
und Toilettenpapier werden oft aus zwei Schichten bzw. Lagen aus
flächigem
Papier-Bahnmaterial hergestellt – üblicherweise auf einer Umwickellinie,
in der Jumborollen des Bahnmaterials abgewickelt, perforiert und
zu Rollen in Einzelhandelsgrößen neu
aufgewickelt werden. Viele Umwickellinien enthalten eine Prägevorrichtung,
mit der sich in einer oder beiden Bahnen Prägemuster ausbilden lassen.
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Werden
beide Bahnen geprägt,
lassen die Prägungen
sich Fuß an
Fuß ("foot-to-foot") oder ineinander
geschachtelt ("nested") ausbilden. Die US-PS
3 414 459 beschreibt eine Fuß-an-Fuß-Konfiguration.
Hierbei werden die Prägungen
oder Vorsprünge
einer der Bahnen auf die der anderen ausgerichtet; die Prägungen werden
typischerweise miteinander verklebt, um ein laminiertes zweilagiges Produkt
auszubilden.
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Die
US-PSn 3 556 907 und 3 867 225 beschreiben eine geschachtelte Prägekonfiguration. Hierbei
werden die Prägungen
einer der Bahnen so zwischen denen der anderen angeordnet, dass
die Prägungen
der beiden Bahnen sich nicht berühren. Auch
hier werden die Bahnen typischerweise miteinander verklebt.
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Einige
Hersteller von Papierprodukten meinen, geschachtelte Produkte einerseits
und Fuß-an-Fuß-Produkte
andererseits hätten
jeweils bestimmte Vorteile, und stellen daher sowohl geschachtelte
als auch Fuß-an-Fuß-Produkte
her. Im allgemeinen werden jedoch für geschachtelte und Fuß-an-Fuß-Produkte
unterschiedliche Prägemuster verwendet.
Auch weisen einige geschachtelte Produkte in jeder Lage ein anderes
Prägemuster
auf.
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Die
meisten Prägemaschinen
sind konstruiert, entweder nur geschachtelte oder nur Fuß-an-Fuß-Prägungen zu
erzeugen, aber nicht beide. Seit Kurzem gibt es Prägemaschinen,
die sich von geschachtelten zu Fuß-an-Fuß-Prägungen und umgekehrt umrüsten lassen.
Ein derartiges Umrüsten
verursacht jedoch längere
Ausfallzeiten und einen erheblichen Arbeitsaufwand. Beim Umrüsten der Maschine
werden die Prägewalzen
gewechselt, da unterschiedliche Prägemuster Einsatz finden.
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Die
US-PS 4 902 366 ist auf ein Verfahren und eine Maschine zum Prägen von
flächigem
Material gerichtet, mit denen ein rascher und wirtschaftlicher Wechsel
der Prägekonstruktion
möglich
ist. Der Wechsel erfolgt, indem man eine einzelne Bahn zwischen
zwei Kalanderrollen hindurch führt
und zwischen den Drehbewegungen der beiden Rollen eine Phasenverschiebung
erzeugt oder die axiale Ausrichtung der Rollen ändert. Ein Wechsel des Prägemusters
verlangt jedoch eine Änderung
der Prägeoberfläche insgesamt,
die ihrerseits von zum prägenden
Bahnmaterial abhängt.
Diese Druckschrift offenbart also ein Verfahren und eine Maschine
zum Ändern
des prozentualen Anteils der Prägeoberfläche einer
einzelnen Bahn, nicht aber den Wechsel zwischen einer Fuß-an-Fuß- und einer
geschachtelten Prägung
in zwei Bahnen.
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Die
US-Patentanmeldung Ser. No. 09/134 694 vom 14. August 1998 der Anmelderin
auf "Two-ply paper
products with either nested or foot-to-foot embossments and method
of making" beschreibt
Prägemuster,
die sich zum Erstellen entweder geschachtelter oder Fuß-an-Fuß-Prägungen verwenden
lassen. Dabei ist in beide Prägewalzen
das gleiche Prägemuster
eingearbeitet und lassen die gleichen Prägewalzen sich zum Erstellen
sowohl von geschachtelten als auch von Fuß-an-Fuß-Prägungen verwenden.
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Die
EP-A-1054 764 offenbart eine Prägevorrichtung
mit einem Gestell, zwei Prägewalzen
und einer Justiermechanik, mit der sich die axiale Lage eines der
Prägezylinder
justieren lässt,
um ihn zwischen einer ersten Lage, in der zum Erzeugen von Fuß-an-Fuß-Prägungen die
Prägungen
des ersten und des zweiten Zylinders miteinander ausgerichtet sind,
und einer zweiten Lage zu verschieben, in der die Prägungen des
ersten und des zweiten Zylinders geschachtelt sind, um geschachtelte
Prägungen
zu erzeugen. Jedoch ist dort die Mechanik, zum axialen Verschieben
des Prägezylinders
nicht ausführlich
beschrieben.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt eine Kombinations-Prägevorrichtung mit zwei Prägewalzen
bereit, die sich problemlos verstellen lassen, um entweder geschachtelte
oder Fuß-an-Fuß-Prägungen zu
erzeugen, ohne Prägewalzen
wechseln oder lange Ausfallzeiten hinnehmen zu müssen. Eine der Prägewalzen ist
ortsfest in der Prägevorrichtung
drehbar gelagert. Die feste Lage der Walze erleichtert das Verbinden der
Walze mit ihrem Rotationsantrieb und das Auftragen von Klebstoff
auf die um die Walze laufende Bahn. Die zweite Prägewalze
ist relativ zur ersten sowohl axial als auch in Umfangsrichtung
verstellbar gelagert. Die zwei te Walze wird mit Zahnrädern gedreht,
die an die beiden Walzen so angesetzt sind, dass die zweite mit
der ersten Walze zusammen dreht. Die Position des Zahnrads auf der
zweiten Walze lässt
sich relativ zu letzterer verstellen, um die relativen Umfangspositionen
der beiden Walzen zu verstellen. Wird die zweite Walze axial verstellt,
bewegt sich das Zahnrad auf der zweiten Walze axial bezüglich des
Zahnrads auf der ersten Walze. Die Prägevorrichtung lässt sich
daher schnell und einfach umstellen, um geschachtelte oder Fuß-an-Fuß-Prägungen zu
erreichen.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung wird anhand von beispielhaften Ausführungsformen beschrieben, wie
sie die beigefügte
Zeichnung zeigt.
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1 zeigt
ein typisches bekanntes zweilagiges geprägtes Papierprodukt mit einer Fuß-an-Fuß-Prägung;
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2 zeigt
ein bekanntes zweilagiges geprägtes
Papierprodukt mit einer geschachtelten Prägung;
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3 ist
eine schaubildliche Seitenansicht einer bekannten Prägemaschine
zum Erzeugen von Fuß-an-Fuß-Prägungen;
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4 ist
eine schaubildliche Seitenansicht einer bekannten Prägemaschine
zum Erzeugen geschachtelter Präfungen;
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5 ist
ein vergrößerter Schnitt
der geschachtelten Prägungen,
die die Maschine der 4 erzeugt;
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6 und 7 sind
schaubildliche Seitenansichten einer erfindungsgemäßen Kombinations-Prägemaschine,
die sowohl Fuß-an-Fuß- als auch
geschachtelte Prägungen
erzeugen kann;
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8 ist
eine Draufsicht der beiden Prägewalzen
der Kombinations-Prägemaschine;
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9 ist
eine vergrößerte Teildarstellung
der linken Lageranordnung der schwenkbaren Prägewalze der 8;
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10 ist
eine vergrößerte Teildarstellung der
rechten Lageranordnung der schwenkbaren Prägewalze;
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11 ist
eine vergrößerte Endansicht
des Zahnrads für
die schwenkbare Prägewalze
der 8;
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12 zeigt
einen Schnitt in der Ebene 12-12 der 11;
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13 zeigt
die Anschlagkeilverstellung zwischen den beiden Prägewalzen;
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14 zeigt
als Draufsicht ein Prägemuster, wie
es sich zum Erzeugen von Fuß-an-Fuß- und auch
geschachtelten Prägungen
einsetzen lässt;
und
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15 zeigt
als Draufsicht zwei Bahnen, die mit dem Muster der 14 erzeugt
wurde, wobei eine der Bahnen in der Maschinen- und in der Querrichtung
verschoben wurde, um die beiden Bahnprägungen zu schachteln.
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BESCHREIBUNG DER SPEZIELLEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die 1 zeigt
ein herkömmliches
zweilagiges Papierprodukt mit Fuß-an-Fuß-Prägung
wie Küchen-Papierhandtuch.
Das Fuß-an-Fuß-geprägte Produkt
der 1 lässt
sich bspw. nach der US-PS 3 414 459 herstellen. Es weist eine obere
und eine untere Lage 30 bzw. 31 aus Papier-Bahnmaterial
auf. Die obere Lage ist dabei mit abwärts vorstehenden Prägungen 32,
die untere Lage mit aufwärts
vorstehenden Prägungen 33 ausgebildet.
Die Prägungen berühren einander
und vorzugsweise wird auf die Prägungen
einer der Lagen ein Klebstoff aufgetragen, so dass die beiden Lagen
miteinander verklebt werden.
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Die 2 zeigt
ein herkömmliches
zweilagiges Papierprodukt mit geschachtelten Prägungen, die sich nach den US-PSn
3 556 907 und 3 867 225 ausbilden lassen. Eine obere Lage 35 aus
Papier-Bahnmaterial ist mit abwärts
vorstehenden Prägungen 36 und
ungeprägt
belassenen Bereichen 37 zwischen letzteren versehen. Eine
untere Lage 38 aus Papier-Bahnmaterial ist mit abwärts vorste henden
Prägungen 39 und
ungeprägt
belassenen Bereichen 40 zwischen letzteren versehen. Die
beiden Lagen sind so angeordnet, dass die Prägungen einer Lage in die Räume zwischen
den Prägungen
der anderen hinein ragen. Auf die Prägungen 39 der unteren
Lage ist ein Klebstoff 41 aufgetragen, um die Prägungen 39 mit
den ungeprägten
Bereichen 37 der oberen Lage zu verkleben.
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Die 3 zeigt
eine herkömmliche
Prägemaschine
zum Herstellen zweilagiger Papierprodukte mit Fuß-an-Fuß-Prägung. Eine obere Bahn 44,
die von einem Abwickelgerüst
(nicht gezeigt) abgewickelt wird, läuft über eine obere, mit Gummi überzogene
Rolle 45 und eine Stahl-Prägewalze 46. Die Prägewalze
ist so graviert, dass sie Prägungen
bzw. radial auswärts
vorstehende Vorsprünge 47 und
zwischen diesen ungeprägt
belassene Bereiche 48 aufweist.
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Die
Prägewalze 46 ist
in der Prägemaschine drehbar
gelagert; beim Drehen der Prägewalze 46 und
der gummibezogenen Rolle 45 drücken die Vorsprünge 47 auf
der Prägewalze 46 die
obere Bahn in die gummibezogene Rolle 45 und bilden die
Prägungen 50 in
der oberen Bahn aus. Klebstoff wird von einer Heberolle 51 aus
einem Leimkasten (nicht gezeigt) gehoben und von der Übergaberolle 52 an
eine Auftragrolle 53 übergeben.
Die Auftragrolle 53 berührt
die Prägungen 50 der
oberen Bahn und trägt den
Klebstoff auf sie auf.
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Eine
untere Bahn 54 wird von einem anderen Abwickelgerüst abgewickelt
und läuft über eine
mit Gummi überzogene
untere Rolle 55 und eine zweite Stahl-Prägewalze 56.
Die Prägewalze 56 ist
ebenfalls mit Prägungen
bzw. Vorsprüngen 57 und
ungeprägt
belassenen Bereichen 58 ausgeführt. Die Vorsprünge 57 auf
der zweiten Prägewalze
drücken
die untere Bahn in die gummibezogene Rolle 55 und bilden
Prägungen 59 in
ihr aus.
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Die
beiden Prägewalzen
sind so angeordnet, dass die Prägungen
in den beiden Bahnen miteinander ausgerichtet sind und aufeinander
gedrückt
werden, wenn die Vorsprünge
der Prägewalzen
sich am Einzugspalt 62 zwischen ihnen treffen. Beim Aufeinanderdrücken der
Prägungen
der Bahnen verbindet der Klebstoff auf einer der Prägungen 50 die
beiden Bahnen miteinander. Das resultierende laminierte zweilagige
Prägeprodukt 63 verlässt die
Prägemaschine
zur weiteren Verarbeitung bspw. in einer Aufwicklerlinie.
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Die
zweite Prägewalze 56 ist
in der Prägemaschine
drehbar gelagert. Vorteilhafterweise ist sie auch relativ zur ersten
Prägewalze 46 schwenkbar gelagert,
so dass der Einzugspalt 62 sich verstellen lässt. Die
Dreh- bzw. Längsachsen 46a, 56a der
Prägewalzen
verlaufen parallel.
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Die 4 zeigt
eine herkömmliche
Prägemaschine
zum Erzeugen zweilagiger Papierprodukte mit geschachtelten Prägungen.
Eine obere Bahn 65 läuft
von einem Abwickelgerüst
her über
eine Bogenrolle 66 und um eine obere, mit Gummi überzogene Rolle 67.
Eine obere Prägewalze 68 mit
Vorsprüngen bzw.
Prägungen 69 drückt die
obere Bahn in die gummibezogene Rolle 67, um Prägungen in
der oberen Bahn auszubilden.
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Eine
untere Bahn 71 wird von einem anderen Abwickelgerüst kommend über eine
längsgewölbte Rolle 72 und
um eine untere gummibezogene Rolle 73 zugeführt. Eine
untere Prägewalze 74 mit
Vorsprüngen
oder Prägungen 75 drückt die
untere Bahn in die gummibezogene Rolle 73, um in ihr Prägungen auszubilden.
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Eine
Klebstoffauftragrolle 76 wird von den Übergaberollen 77, 78 aus
einem Leimkasten (nicht gezeigt) mit Klebstoff versehen und trägt diesen
auf die Prägungen
der unteren Bahn auf.
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Die
Drehachsen 68a, 74a der oberen und der unteren
Prägewalze
verlaufen parallel; die Walzen sind zu einem offenen Einzugspalt 80 getrennt.
Die Vor sprünge 69 auf
der oberen Prägewalze
sind von den Vorsprüngen 75 auf
der unteren Prägewalze
versetzt angeordnet, so dass die Vorsprünge der beiden Prägerollen
am Einzugspalt 80 ineinander greifen. Die geprägte obere
Bahn 65 verlässt
die obere Prägewalze 68 am
Einzugspalt 80 und tritt in den Eingriff mit der geprägten unteren
Bahn 71 auf der unteren Prägewalze. Die beiden Bahnen
werden im Spalt 81 zwischen einer gummibezogenen Zusammenfügerolle 82 und
der unteren Prägerolle 82 aufeinander gedrückt; dabei
wird der Klebstoff auf den Prägungen der
unteren Bahn gegen die ungeprägten
Bereiche der oberen Bahn gedrückt,
um die beiden Bahnen aneinander festzulegen.
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Die 5 zeigt
das laminierte zweilagige, geschachtelt geprägte Produkt beim Ablauf von
der Abnahmerolle. Die untere Bahn 71 weist aufwärts vorstehende
Prägungen 83 und
nicht geprägte
Bereiche 84 auf, die obere Bahn 65 abwärts vorstehende Prägungen 85 und
nicht geprägte
Bereiche 86. Die Prägungen
jeder Bahn sind in den nicht geprägten Bereichen der jeweils
anderen Bahn angeordnet und der Klebstoff auf den Prägungen 83 legt
die Prägungen
in den nicht geprägten
Bereichen 86 der oberen Bahn fest.
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Die 3 und 4 zeigen
zwei verschiedene Prägemaschinen
zum Erzeugen von Fuß-an-Fuß- bzw.
geschachtelten Prägungen.
Wie in 6 und 7 gezeigt, weist eine Kombinations-Prägemaschine 90 ein
Gestell 91 auf, auf dem eine erste und eine zweite gummibezogene
Rolle 92, 93 sowie eine erste und eine zweite
Stahl-Prägewalze 94, 95 drehbar
gelagert sind. Die Prägewalze 94 ist
im Gestell ortsfest drehbar gelagert, so dass ihre Drehachse sich
nicht bewegt. Die gummibezogene Rolle 93 und die Prägewalze 95 sind
auf einem Schwenkarm 96 gelagert, der am Schwenklagerpunkt 97 auf
dem Gestell schwenkt, so dass der Abstand zwischen der ortsfesten
und der schwenkbaren Prägewalze 94, 95 sich
verstellen lässt.
Der Schwenkarm wird mit einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheit 98 geschwenkt.
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Auch
die gummibezogenen Rollen 92, 93 sind auf Schwenkarmen 99,100 angeordnet
und mit Kolben-Zylinder-Anordnungen 101,102 lageverstellbar.
Der Schwenkarm 100 sitzt auf dem Schwenkarm 96.
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Eine
Abnahmerolle 104 ist mit einem Schwenkarm 105 zur
ortsfesten Prägewalze 94 hin und
von ihr weg schwenkbar auf dem Gestell gelagert. Die Lage der Abnahmerolle
wird mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung 106 gesteuert.
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Eine
erste Bahn 108 läuft über die
Rolle 109 sowie um die erste gummibezogene Rolle 92 und
die ortsfeste Prägewalze 94.
Klebstoff wird auf die Bahn mit einem geschlossenen Leimkasten 110,
einer Aniloxrolle 11 und einer Auftragrolle 112 aufgetragen.
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Eine
zweite Bahn 114 läuft über eine
Rolle 115 sowie um die zweite gummibezogene Rolle 93 und
die schwenkbare Prägewalze 95.
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Die 6 zeigt
die Kombinations-Prägevorrichtung
zum Herstellen von Fußan-Fuß-Prägungen konfiguriert.
Die Abnahmerolle 104 ist von der ortsfesten Prägewalze 94 weg
geschwenkt. Beide Prägewalzen 94, 95 haben
das gleiche Prägemuster
und die Prägungen
beider Walzen sind so ausgerichtet, dass die Prägungen in den beiden Bahnen
im Spalt zwischen den Prägewalzen
zusammengedrückt
werden. Das laminierte zweilagige Produkt 116 läuft von der
schwenkbaren Prägewalze 95 über eine
Rolle 117.
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Die 7 zeigt
die Kombinations-Prägevorrichtung
zum Erzeugen von geschachtelten Prägungen konfiguriert. Die beiden
Prägewalzen
sind in der Lage relativ zueinander so eingestellt, dass die Prägungen der
Walzen ineinander greifen. Die Zusammenfügerolle 104 ist gegen
die ortsfeste Prägewalze 94 geschwenkt,
um die beiden Bahnen zusammenzudrücken. Der Klebstoff auf den
Prägungen
der Bahn 108 legt die beiden Bahnen aneinander fest. Das
laminierte zweilagige Bahnmaterial 116 läuft von der
Zusammenfügerolle 104 über die
Rolle 117.
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Die 14 zeigt
eines der Prägemuster,
das in der US-Patentanmeldung Ser. No. 09/134 694 der Anmelderin
vom 14. August 1998 unter dem Titel "Two-ply paper products with either nested
or foot-to-foot embossments and method of making" beschrieben ist. Das Prägemuster
lässt sich
auf beiden Prägewalzen
vorsehen, um in einer Fuß-an-Fuß-, einer
geschachtelten oder in der Kombinations-Prägevorrichtung 90 der 6 und 7 genutzt
zu werden. Auf allen Prägewalzen
wird das gleiche Prägemuster
verwendet.
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Der
Pfeil A zeigt die Maschinenrichtung, d.h. die Richtung des Bahnvorlaufs über die
Prägewalze und
durch die Prägemaschine.
Der Pfeil B zeigt die Querrichtung, die parallel zur Drehachse der
Prägewalze
verläuft.
Das Prägemuster
weist Prägungen auf,
die mit den schwarzen Markierungen 120 dargestellt sind.
Die nicht markierten Flächen 121 um
die Prägungen
herum sind ungeprägt
belassen. Das Prägemuster
weist ein großes
dekoratives Rechteck-Dessin 122 sowie ein kleines Rechteck-Dessin 123 auf.
Jedes große
Rechteck umschließt
ein inneres Blumen-Dessin 124 und ein Punkt-Dessin 125 in jeder
Ecke. Jedes kleine Rechteck umschließt ein Blumen-Dessin 125.
Die rechteckigen Dessins wiederholen sich in der Maschinen- und
in der Querrichtung A, B.
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Dient
das Prägemuster
der 14 zum Erstellen von Fuß-an-Fuß-Prägungen, werden die beiden Prägewalzen
so angeordnet, dass die identischen Prägemuster auf den beiden Walzen
miteinander ausgerichtet sind, d.h. die Vorsprünge bzw. Prägungen einer der Prägewalzen
decken sich jeweils mit einem entsprechend gestalteten Vorsprung
bzw. einer solchen Prägung
auf der anderen Prägewalze. Die
Prägewalzen
erzeugen daher zwei Bahnen mit dem Prägemuster der 14,
deren Prägemuster miteinander
ausgerichtet übereinander
liegen.
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Die 15 zeigt,
wie das Prägemuster
der 14 zum Erstellen von geschachtelten Prägungen verwendbar
ist. Hierzu wird eine der Prägewalzen
geringfügig
gedreht und relativ zur anderen Prägewalze axial geringfügig verschoben,
so dass das Prägemuster
der einen Bahn in sowohl der Maschinen- als auch der Querrichtung
verschoben wird, d.h. das Prägemuster
einer Bahn wird relativ zu dem der anderen Bahn allgemein diagonal
versetzt.
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In
der in der 15 gezeigten geschachtelten
Konfiguration liegt das kleine Rechteck-Dessin 123 der
einen Bahn im großen
Rechteck 122' der
anderen. Das Punkt-Dessin 125' der zweiten Bahn liegt in den
Ecken des kleinen Rechtecks 123 der ersten. Das Blumen-Dessin 126 der
ersten Bahn und das Blumen-Dessin 124' der zweiten Bahn greifen so ineinander,
dass die einzelnen Prägungen
der Blumen-Dessins mit ungeprägten
Bereichen des jeweils anderen Blumen-Dessins ausgerichtet sind.
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Die
in den 14 und 15 gezeigten Muster
sind in den Originalzeichnungen der vorliegenden Patentanmeldung
maßstabsgetreu
dargestellt. Da die Zeichnungen in der Patentschrift verkleinert
wiedergegeben sein können,
enthält
die 14 einen 2,54-cm-(1 in.)-Maßstab. In der 15 sind
die Prägungen
des einen Musters in der Maschinen- und in der Querrichtung A bzw.
B um jeweils etwa 2,3 cm (29/32 in.) versetzt.
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Die 8-13 zeigen
die neuartige erfindungsgemäße Lagerung
der beiden Prägewalzen 94, 95.
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Wie
zunächst
die 8 zeigt, weist die ortsfeste Prägewalze 94 eine
gravierte Stahl-Prägeoberfläche 130 und
eine axial sich erstreckende Welle 131 mit dem rechten
und linken Ende 132 bzw. 133 und einer Drehachse 134 auf.
Das rechte und das linke Ende der Welle sind mit herkömmlichen
Lageranordnungen 135 bzw. 136, die in das Gestell 91 der Prägevorrichtung 90 eingesetzt
sind, drehbar gelagert.
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Der äußere Laufring 152c liegt
an einer zylindrischen Innenfläche 152e des
Lagergehäuses
an. Eine äußere Lagerkappe 156 liegt
an der linken Seite des äußeren Laufrings 152c und
eine innere Lagerkappe 157 an der rechten Seite des äußeren Laufrings
an. Die äußere Lagerkappe 156 weist
eine axial sich erstreckende zylindrische Hülse 156a und einen radial
vorstehenden Flansch 156b auf. Der Flansch 156a steht
in das Lagergehäuse
hinein vor und liegt am äußeren Lagerring 152c an.
Die innere Lagerkappe 157 weist ebenfalls eine axial sich
erstreckende zylindrische Hülse 157a und
einen radial vorstehenden Flansch 157b auf. Die Hülse 157a erstreckt
sich in das Lagergehäuse
hinein und liegt am äußeren Laufring 152c an.
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Die äußere Lagerkappe 156,
der äußere Laufring 152c und
die innere Lagerkappe 157 sind miteinander mit durch Öffnungen
im Flansch 156b und im Lagergehäuse in den Flansch 157b eingeschraubte
Bolzen (nicht gezeigt) verspannt. Die Bolzen gewährleisten, dass die äußere und
die innere Lagerkappe sowie der äußere Laufring
sich gemeinsam entweder nach rechts oder nach links bewegen.
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In
Gewindebohrungen im Flansch 156b der äußeren Lagerkappe sind erste
Einstellbolzen 158 eingeschraubt. Jeder Bolzen hat einen
Vierkantkopf 158a und eine Sicherungsmutter 158b.
Der Bolzen erstreckt sich bis auf die linke Seitenfläche des
Lagergehäuses.
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Eine
Vielzahl zweiter Einstellbolzen 159 erstreckt sich durch Öffnungen
im Flansch 156b und ist in Gewindebohrungen im Lagergehäuse eingeschraubt.
Bolzenköpfe 159a liegen
an der linken Stirnfläche
des Flansches 156b an.
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Die
schwenkbare Prägewalze 95 ist
in 9 in der äußersten
linken Lage gezeigt. Der Flansch 156b der äußeren Lagerkappe 156 ist
von der linken Stirnfläche
des Lagergehäuses
um ein Maß A
beabstandet. Der Flansch 157b der inneren Lagerkappe 157 liegt
an der rechten Seitenfläche
des Lagergehäuses
an. Das linke Ende der Prägewalze 95 wird vom
Lagergehäuse 152a und
den Laufringen 152b,152c in einer festen axialen
Lage gehalten. Das Lagergehäuse
ist am Schwenkarm 96 des Gestells befestigt und der äußere Laufring
wird von den Lagerkappen 156, 157, die von den
Einstellbolzen 158,159 auf dem Lagergehäuse in der
Solllage gehalten werden, an einer axialen Bewegung gehindert. Der
innere Laufring wird von den Lagerrollen 152d an axialen
Bewegungen relativ zum äußeren Laufring gehindert.
Da die Welle 147 relativ zum inneren Laufring fest liegt,
liegt auch das linke Ende der Welle axial fest.
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Soll
die Prägewalze 95 axial
nach rechts verschoben werden, löst
man die ersten Einstellbolzen 158 aus dem Flansch 157b,
um die Bolzenenden von der linken Stirnfläche des Lagergehäuses abzuheben.
Dann schraubt man die zweiten Einstellbolzen 159 in das
Lagergehäuse
ein, um den Flansch 157b der äußeren Lagerkappe um die gewünschte Strecke axial
nach rechts zum Lagergehäuse
hin zu verschieben. Der Flansch 157b lässt sich axial nach rechts bis
auf die linke Seitenfläche
des Lagergehäuses
bewegen. Während
die äußere Lagerkappe
nach rechts läuft,
schiebt ihre zylindrische Hülse 157a den äußeren Laufring 152c axial
entlang der Innenfläche 152e des
Lagergehäuses
und bewegt die innere Lagerkappe 156 nach rechts. Der innere
Laufring geht mit dem äußeren Laufring
mit und schiebt die Welle 147 und die Prägewalze 95 axial
nach rechts.
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Ist
die axiale Lage der Prägerolle 95 wunschgemäß eingestellt,
werden die Einstellbolzen 158 festgezogen und mit den Sicherungsmuttern 158b gekontert,
um die Walze in dieser Lage zu arretieren.
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Soll
die Prägewalze 95 axial
nach links verschoben werden, befolgt man diesen Vorgang in der umgekehrten
Reihenfolge. Zunächst
werden die zweiten Einstellbolzen 159 aus dem Lagergehäuse gelöst und dann
die ersten Einstellbolzen 158 gedreht, um die äußere Lagerkappe 157 um
die gewünschte
Strecke axial nach links zu verschieben. Da der äußere und der innere Lagerring
und die innere Lagerkappe 156 miteinander verspannt sind,
bewegen sich der äußere Laufring
und die innere Lagerkappe gemeinsam mit der äußeren Lagerkappe axial nach
links. Die Axialbewegung des äußeren Laufrings
bewirkt eine entsprechende Axialbewegung des inneren Laufrings und
der Prägewalze 95. Die
zweiten Einstellbolzen 159 werden dann festgezogen, um
die Walze in dieser Lage zu arretieren.
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Die 10 zeigt
den Aufbau der rechten Lageranordnung 151, die eine Axialbewegung
des rechten Endes der Welle 147 ermöglicht. Die Lageranordnung
hat ein Lagergehäuse 151a,
den inneren und den äußeren Laufring 151b bzw. 151c sowie
die Lagerrollen 151d. Das Lagergehäuse ist am Schwenkarm 96 festgelegt.
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Der
innere Laufring 151b ist auf der Welle 147 auf
die gleiche Weise axial festgelegt wie der innere Laufring der linken
Lageranordnung. Der äußere Laufring 151c liegt
gleitend verschiebbar an der zylindrischen Innenwandfläche 151e des
Lagergehäuses
an, so dass er sich beim Verstellen des äußeren Laufrings der linken
Lageranordnung axial bewegt. Der äußere Laufring 151c wird
in der zylindrischen Bohrung des Lagergehäuses durch eine innere und
eine äußere Lagerkappe 161,162 arretiert,
die mit dem Lagergehäuse
verschraubt sind.
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Bekannte
Prägemaschinen
besaßen
die Fähigkeit
einer begrenzten axialen Justierbarkeit zur Feinabstimmung der relativen
Lage der beiden Prägewalzen,
jedoch keine ausreichende axiale Verstellbarkeit, die ermöglicht hätte, die
Prä gemaschine ohne
Austausch der Prägewalzen
von der Fuß-an-Fuß- auf die
geschachtelte Prägung
und umgekehrt umzurüsten.
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Die
in der genannten Patentanmeldung auf "Two-ply paper products with either nested
or foot-to-foot embossments and method of making" beschriebenen Muster können eine
Axialverstellung der Prägewalzen
bis zu 3,17 cm (1.25 in.) oder mehr erfordern, um von einer zur
anderen Prägeart
umzuschalten. Die erfindungsgemäße Axialverstellmechanik
erlaubt ein axiales Verstellen bis zum Maß A der 9. In der
gezeigten speziellen Ausführungsform beträgt dieses
Maß 3,21
cm (1.264 in.). Das Maß A lässt sich
aber nach Wunsch vergrößern oder
verkleinern. Bspw. liegt eine Axialverstellung von etwa 2,54 cm
(1 in.) bis etwa 5,08 cm (2 in.) oder mehr im Bereich der Möglichkeiten
der vorliegenden Erfindung.
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Auf
das rechte Ende der Welle 147 ist ein Zahnrad 164 aufgesetzt,
das mit einem Zahnrad 138 auf der ortsfesten Prägewalze
kämmt.
Das Zahnrad ist an einer Nabe 165 befestigt, die auf der
Welle mit dieser drehbar festgelegt ist. Die Nabe liegt an einer Schulter 166 auf
der Welle an, mit deren Ende eine Endkappe 167 verschraubt
ist.
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Wie
die 12 zeigt, handelt es sich beim Zahnrad 164 um
ein geteiltes Zahnrad aus zwei Zahnradhälften 168, 169.
Die beiden Hälften
weisen die Zahnungen 170 bzw. 171 sowie radial
einwärts vorstehende
Ringflansche 172 bzw. 173 auf. Die Flansche erstrecken
sich rechtwinklig zur Drehachse 150 und liegen mit quer
verlaufenden ebenen Stirnflächen 174 aneinander
an.
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Die
beiden Zahnradhälften
sind auf die Nabe 165 durch sechs Sperrbolzen 176 (vergl.
auch 11) aufgespannt. Die Bolzen verlaufen jeweils durch
ovale Öffnungen 177, 178 in
den Zahnradhälften
und sind in die Nabe 165 einge schraubt. Zwischen den Bolzenkopf
und die Zahnradhälfte 168 ist jeweils
eine Sicherungsscheibe 179 eingelegt.
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Die
beiden Zahnradhälften
lassen sich fächern,
d.h. gegeneinander verdrehen, um das Spiel zum paarigen Zahnrad 138 auf
der festen Prägerolle auszugleichen.
Ein Spieleinstellstift 181 ist an der linken Zahnradhälfte 169 befestigt
und verläuft
durch eine übergroße Öffnung 182 in
der rechten Zahnradhälfte 168.
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Ein
Paar Spieleinstellschrauben 183, 184 (11)
ist auf der rechten Zahnradhälfte 168 mittels eines
Winkels 185 gelagert, der eine Öffnung 186 enthält, durch
die der Stift 181 verläuft.
Die Einstellschrauben 183, 184 sind entgegengesetzt
in den Winkel 185 eingeschraubt und liegen an diametral gegenüberliegenden
Stellen am Spieleinstellstift 181 an. Muttern 187,188 auf
den Schrauben sind auf den Winkel festziehbar, um die Schrauben
in ihrer Solllage zu kontern.
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Soll
das Spiel der Zahnräder 138, 164 justiert werden,
werden die Sperrbolzen 176 gelöst und dann die Einstellschrauben 183, 184 gedreht,
um den Einstellstift 181 und die linke Zahnradhälfte 169 in
die gewünschte
Richtung relativ zur rechten Zahnradhälfte 168 zu bewegen.
Die übergroße Öffnung 182 in
der rechten Zahnradhälfte
ist so bemessen, dass ein zum Einstellen des Spiels ausreichende
Bewegung des Stifts 181 möglich ist.
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Die
Spieleinstellung bewirkt ein Verdrehen der Zahnungen 170, 171 der
beiden Zahnradhälften gegeneinander
und damit eine Änderung
der effektiven Breite bzw. Teilung der Zahnung des Zahnrads 164 und
ein Verstellen des Spiels zwischen den Zahnrädern 164, 138.
Nach Abschluss der Spieleinstellung werden die Muttern 187 und
die Sperrbolzen 176 festgezogen, um die Zahnradhälften auf
der Nabe 165 festzulegen.
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Die
Umfangseinstellung der schwenkbaren Prägewalze 95 relativ
zur festen Prägewalze 194 erfolgt
mittels eines Umfangeinstellstifts 191 (11 und 12),
der an der rechten Zahnradhälfte 168 befestigt
ist. Ein Ringflansch 192 ist an die Nabe angesetzt und
weist einen radial vorstehenden Ansatz 193 auf, der den
Stift 191 umgibt. Der Stift 191 steht in ein bogenförmiges Langloch 194 im
Ansatz hinein vor. Einstellschrauben 195, 196 sind
entgegengesetzt zueinander in den Ansatz eingeschraubt und sitzen
an diametral entgegengesetzten Stellen auf dem Einstellstift 191 auf.
Muttern 197, 198 auf den Schrauben werden auf
den Ansatz festgezogen, um die Schrauben in der Solllage festzulegen.
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Soll
die Prägewalze 95 relativ
zur Prägewalze 94 in
Umfangsrichtung verstellt werden, löst man die Sperrbolzen 177 und
dreht die Einstellschrauben, um den Einstellstift 191 weit
genug in der gewünschten
Richtung zu bewegen. Beide Zahnradhälften 168, 169 bewegen
sich dabei gemeinsam, da die Spieleinstellschrauben 183, 184 fixiert
bleiben.
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Soll
die Prägewalze 95 relativ
zur Prägewalze 94 um
einen Winkel verstellt werden, der größer ist als die Zahn-an-Zahn-Abmessung
des Zahnrads 164 in Umfangsrichtung, lässt sich durch Verschwenken
des Schwenkarms 96 das Zahnrad 164 aus dem Eingriff
mit dem Zahnrad 138 lösen.
Der Umfangeinstellstift 191 und die Einstellschrauben 195, 196 dienen
zum Feinabstimmen der Umfangseinstellung um einen Betrag, der kleiner
ist als die Zahn-an-Zahn-Abmessung
in Umfangsrichtung. Daher lässt
das Prägemuster
auf der Prägewalze 95 sich
leicht und schnell in Umfangsrichtung relativ zu dem auf der Prägewalze 94 in
eine präzise
Solllage justieren.
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Der
Spalt zwischen den beiden Prägewalzen 94, 95 lässt sich
ebenfalls präzise
justieren, und zwar mittels der Anschlagkeil-Einstellmechanik, die
die 13 zeigt. Ein Keil 201 ist gleitend verschiebbar auf
dem Lagergehäuse 202 für die feste
Walze 94 angeordnet. Der Keil 201 ist zwischen
zwei beabstandeten Schie nen 203 auf dem Lagergehäuse verschiebbar
und in der Lage mit einer Schraube 204 verstellbar, die
durch einen Stützarm 205 auf
dem Lagergehäuse
hindurch geschraubt ist. Das untere Ende der Schraube ist in einer
festen Lage auf dem Keil 201 drehbar festgelegt. Muttern 206, 207 auf
der Schraube lassen sich gegen den Stützarm 205 festziehen,
um die Schraube zu fixieren. Der Keil sitzt auf einem Anschlag 209 auf,
der auf dem Lagergehäuse 210 der
schwenkbaren Walze 95 angebracht ist. Der Anschlag 209 hat
eine konvex vorgewölbte
Oberfläche,
an der der Keil 201 anliegt.
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Der
Spalt zwischen den beiden Prägewalzen lässt sich ändern, indem
man die Muttern 206, 207 löst und die Schraube 204 dreht,
um den Keil 201 in der Sollrichtung zu verschieben. Nach
dem Einstellen des Spalts kann es wünschenswert sein, eine Spieleinstellung
für die
Zahnräder
der Prägewalzen durchzuführen, wie
oben beschrieben.
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Die
Kombinations-Prägevorrichtung
kann sowohl geschachtelte als auch Fußan-Fuß-Prägungen mittels der gleichen
Prägewalzen
erzeugen, indem man letztere mit einem Prägemuster nach der vorgenannten
US-Patentanmeldung mit dem Titel "Two-ply paper products with either nested
or foot-to-foot embossments and method of making" versieht. Die Lage des Musters auf
der schwenkbaren Walze 95 relativ zu dem auf der ortsfesten
Walze 94 wird auf die richtige Musterpassung für das geschachtelte
oder das Fuß-an-Fuß-Prägen ausgewählt, indem
man die schwenkbare Prägerolle
in Axial- und/oder Umfangsrichtung verstellt, wie oben beschrieben.
Die Prägeart
lässt sich
auf einfache Weise umstellen, indem man einfach eine andere Axial- und/oder
Umfangseinstellung durchführt.
Die Prägeart
lässt sich
daher schnell und leicht ohne wesentliche Ausfallzeiten oder hohen
Arbeitsaufwand wechseln. Sind die Prägewalzen nach der genannten US-Patentanmeldung
gemustert, ist ein Wechsel der Prägeart in weniger als zwei Stunden
möglich.
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Da
sich die Lage der ortsfesten Walze 94 nicht ändert, braucht
auch die relative Lage der zulaufenden Bahnen 108, 114 oder 134,
der gummibezogenen Rollen 92, 93 oder der Klebstoffauftragrolle 112 nicht
geändert
zu werden. Ein Wechsel der Antriebsverbindung zur ortsfesten Walze
ist ebenfalls überflüssig.
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In
der vorgehenden Beschreibung wurden spezielle Ausführungsformen
der Erfindung zur Erläuterung
ausgeführt.
Es ist einzusehen, dass sich zahlreiche der angegebenen Einzelheiten
vom Fachmann erheblich variieren lassen, ohne die Erfindung, wie
sie von den folgenden Ansprüchen
definiert ist, zu verlassen. ZEICHNUNGSBESCHRIFTUNGEN/LEGENDE Fig.
6
Fig.
7
Fig.
13
| Pivoting
Roll Bearing House | Schwenkbare
Walze-Lagergehäuse |
| Fixed
Roll Bearing House | Ortsfeste
Walze-Lagergehäuse |