Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Polstermaterial sowie Polstermaterial

Abstract

 Es wird ein Verfahren zur Herstellung von Polstermaterial aus Karton o. dgl. beschrieben. Dabei wird der Karton in parallele Streifenabschnitte zerschnitten, die im Bereich von in Längsrichtung der Streifen beabstandete Verbindungsbereichen teilweise miteinander verbunden bleiben. Zwischen den Verbindungsbereichen werden die Streifenabschnitte senkrecht zur Kartonausdehnung so verformt, daß in Querrichtung benachbarte Streifenabschnitte in entgegengesetzten Richtungen verbogen werden. Eine bevorzugte Herstellungsvorrichtung ist nach Art eines Dokumentenvernichters mit einem Schneidwerk mit zusammenwirkenden Schneidwalzen ausgebildet, wobei die Schneidwalzen Umfangsnuten haben, die bei Durchlauf des Kartons in regelmäßigen Abständen zu einer Schnittunterbrechung führen. Zum Betreiben des Antriebs-Elektromotors kann ein einphasiger Wechselstrom über einen Gleichrichter und einen Wechselrichter in einen Drehstrom beliebiger Art umgewandelt werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Polstermaterial, insbesondere für Verpakkungszwecke, sowie ein entsprechendes Polstermaterial.

[0002] In vielen Bereichen des Warenverkehrs, beispielsweise in Produktionsbetrieben, im Handel oder bei Endverbrauchern fallen häufig in großer Anzahl Verpackungen an, die nach Entnahme der Waren meist ungenutzt entsorgt werden. Verpackungen aus eigensteifem Flachmaterial, wie Pappe, Wellpappe, Karton o. dgl. werden hierzu meist zerissen oder auf andere Weise zerstückelt und gesammelt dem Altpapierkreislauf zugeführt. Eine vorschriftsgemäße Entsorgung ist mit nicht unerheblichem Arbeits- und Kostenaufwand verbunden.

[0003] Ein weiteres Problem im Verpackungsbereich ergibt sich bei Polstermaterialien, die bei der Verpackung von gegen mechanische Einwirkungen empfindlichen Produkten verwendet werden, um diese Produkte z.B. während des Transports gegen Stöße und ähnliche Einwirkungen zu schützen. Häufig werden hierzu Kunststoffchips als Polstermaterial verwendet, die sowohl bei der Herstellung, als auch bei der Entsorgung Kosten verursachen und insbesondere bei nicht ordnungsgemäßer Entsorgung eine Belastung für die Umwelt darstellen.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbesserungen im Bereich des Verpackungswesens vorzuschlagen.

[0005] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1, eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 4 sowie ein Polstermaterial mit den Merkmalen von Anspruch 11, insbesondere in Verbindung mit einem Verfahren nach Anspruch 16 und eine Einrichtung nach Anspruch 22 zum Betreiben der Vorrichtung nach Anspruch 4.

[0006] Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein insbesondere für Verpackungszwecke geeignetes Polstermaterial aus eigensteifem Flachmaterial wie Pappe, Karton o. dgl. hergestellt, indem das Flachmaterial derart in Streifenabschnitte teilweise zertrennt wird, daß in Querrichtung der Streifen benachbarte Streifenabschnitte im Bereich von in Längsrichtung der Streifen mit Abstand zueinander liegenden Verbindungsbereichen miteinander verbunden bleiben und indem die Streifenabschnitte in einer Richtung quer zu einer Neutralfläche des Flachmateriales zwischen den Verbindungsbereichen derart verformt werden, daß in Querrichtung benachbarte Streifenabschnitte in entgegengesetzten Richtungen ausgelenkt werden.

[0007] Durch die erfindungsgemäße Umformung des Flachmaterials kann bzgl. des Ausgangs-Flachmateriales ggf. ein Entsorgungsproblem und durch das entstehende Polstermaterial ein Herstellungsproblem gelöst werden. Ein an sich störendes, weil überflüssig gewordenes Ausgangsmaterial, wie eine Verpakkungskartonage, wird nicht kostspielig entsorgt, sondern unmittelbar für eine neue Nutzung auf zweckmäßige Weise umgewandelt. Aus dem im wesentlichen zweidimensionalen Flachmaterial, das beispielsweise eine Dicke zwischen ca. 0,5 mm und ca. 5 mm haben kann und senkrecht zur Flächenausdehnung in der Regel nur geringfügig zusammenpreßbar ist, wird durch die erfindungsgemäße Umformung ein Polstermaterial mit einer im wesentlichen dreidimensionalen Struktur geschaffen, wobei nun die durch die Umhüllungsfläche des verformten Materiales bestimmte "Dicke" des Materials ein Mehrfaches der Ausgangsdicke betragen kann und eine stoßdämpfende Nachgiebigkeit im Bereich der ausgelenkten Streifenabschnitte geschaffen ist. Weiterhin wird durch die Zertrennung in Längsstreifen das Polstermaterial in Querrichtung gut biegsam, so daß es sich beispielsweise zur Verpackung von Flaschen hervorragend um die Flaschenkontur legen läßt. Auch in Längsrichtung ist eine Verbiegung und/oder Stauchung der aus zusammenhängenden Streifen bestehenden Struktur möglich. Die Polsterwirkung wird im wesentlichen im Bereich der gegenläufig ausgelenkten Streifenabschnitte erzeugt, die nach Zertrennung und Verformung im wesentlichen bleibend ausgelenkt sind und durch Kantenreibung reibschlüssig in Form gehalten werden. Eine verbesserte Erhaltung der Auslenkung kann dadurch erzielt werden, daß der Schnitt an den Kanten leicht ausgefranst oder fein gezahnt ausgeführt wird. Hierfür eignen sich entsprechend bearbeitete Schneidscheiben der Vorrichtung.

[0008] Obwohl es möglich ist, mehrere benachbarte Streifen als Gruppe in eine Richtung und eine anschließende Gruppe oder einen Einzelstreifen in die entgegengesetzte Richtung auszulenken, werden bevorzugt einzelne Streifenabschnitte abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen ausgelenkt, wodurch sich eine besonders gute Polsterwirkung ergibt.

[0009] Die offene, dreidimensionale Polstermaterialstruktur kann beispielsweise durch einen Stanzprozeß erzeugt werden, bei dem die Umformung im wesentlichen gleichzeitig über eine größere, insbesondere die gesamte Fläche des Ausgangsmaterials erfolgt. Bevorzugt ist eine Zertrennung durch Streifenschnitt mit einer parallel zur Neutralfläche des Flachmaterials verlaufenden Schnittrichtung, wobei zur Erzeugung der Verbindungsabschnitte der Streifenschnitt abschnittsweise unterbrochen wird. Hierdurch ist die Umformung des Ausgangsmaterials in einem kontinuierlich fortschreitenden Prozeß energiesparend möglich und es können auch zur Erzeugung größerflächiger Polstermaterialteile relativ kleine, platzsparend aufstellbare Schneideinrichtungen genutzt werden. Zur Polstermaterialherstellung können geeignete modifizierte, für Streifenschnitt ausgelegte Dokumentenvernichter o. dgl. verwendet werden.

[0010] Eine besonders vorteilhafte Materialstruktur kann bei einer Weiterbildung dadurch erzeugt werden, daß Gruppen von beispielsweise drei in Querrichtung benachbarten Verbindungsbereichen jeweils in Querrichtung voneinander getrennt werden. Hierdurch kann die Biegsamkeit des Polstermaterials in Längsrichtung, also mit einer Krümmung um eine querrichtungsparallele Achse, verbessert werden, da im Trennungsbereich eine gegenseitige Bewegung der jeweils an den Verbindungsbereichen zusammengehaltenen Gruppen von Streifen ermöglicht wird. Zudem wird eine reversible Dehnbarkeit des Materials in Querrichtung geschaffen.

[0011] Das durch die Erfindung ermöglichte Polstermaterial kann ausschließlich aus dem eigensteifen Ausgangs-Flachmaterial bestehen, da bei der Polstermaterialerzeugung weder neue Stoffe, wie Kleber o. dgl., zugefügt noch bei Temperaturen oder Umgebungsbedingungen gearbeitet werden muß, bei denen sich möglicherweise ungünstige Änderungen ergeben könnten. Geeignete Ausgangsmaterialien sind insbesondere Verpackungsmaterialien wie Steifpapier, Feinpappe, Pappe oder Wellpappe, wobei die Materialien jeweils einschichtig oder mehrschichtig sein können. Typische Ausgangsdicken liegen zwischen ca. 0,5 und ca. 5 mm, können in Ausnahmefällen jedoch auch größer oder kleiner sein. Typische Dicken des erzeugten Polstermaterials können etwa zwischen dem Doppelten und dem Fünffachen der Ausgangsmaterialdicke und/oder zwischen ca. 1 mm und ca. 25 bis 30 mm liegen. Besonders geeignete Streifenbreiten der normalerweise im wesentlichen parallelseitig begrenzten Streifenabschnitte können zwischen ca. 0,5 und 4 mal der Dicke des Flachmaterials liegen, insbesondere zwischen 1 und 2 mal dieser Ausgangedicke. Derartige relativ kompakte Querschnitte sind besonders formhaltig und dämpfungsfördernd.

[0012] Die mittlere Streifenlänge zwischen aufeinanderfolgenden Verbindungsbereichen kann mehr als 5 mal, vorzugsweise zwischen 20 mal und 40 mal so groß sein wie die Dicke des Flachmaterials und/oder zwischen ca. 3 und ca. 20 mal, insbesondere zwischen ca. 10 und ca. 15 mal so groß sein wie die Streifenbreite. Dadurch ist ein guter Kompromiß zwischen der durch die freie Streifenlänge mitbestimmten erreichbaren Polstermaterialdicke und der Dämpfungswirkung erzielbar. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß erfahrungsgemäß die Polsterung mit größer werdender Streifenlänge geringer wird.

[0013] Durch die dank der Erfindung mögliche Verwendung von im wesentlichen zweidimensionalem, eigensteifem Flachmaterial bzw. Verpackungsmaterial zur Herstellung von im wesentlichen dreidimensionalem, stoßdämpfendem Polstermaterial wird nicht nur die Entsorgungsproblematik bzgl. nicht mehr nutzbarer Verpackungskartonagen o. dgl. gelöst, sondern es wird auch kostengünstig herstellbares Polstermaterial geschaffen, das ggf. mehrfach verwendet werden und, falls eine weitere Nutzung nicht erforderlich oder gewünscht ist, umweitschonend in die für Verpackungsmaterialien bereits etablierten Entsorgungskreisläufe rückgeführt werden kann. Selbstverständlich kann als Ausgangsmaterial auch Flachmaterial verwendet werden, das vorher keine andere Nutzung erfahren hat.

[0014] Eine insbesondere zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Herstellung von Polstermaterial basiert auf dem Prinzip der bekannten, auch als Reißwolf bezeichneten Dokumentenvernichter. Sie hat ein Schneidwerk mit zwei zusammenwirkenden, gegenläufig antreibbaren Schneidwalzen, von denen jede eine Mehrzahl von Schneidscheiben hat, die von Schneidkanten axial begrenzt sind und zwischen denen axiale Zwischenräume vorgesehen sind, in die jeweils die Schneidscheiben der anderen Schneidwalze in einem Überschneidungsbereich bis zu einer maximalen Überschneidungstiefe zur Erzeugung eines Schneideingriffes eingreifen. Bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind die Schneidwalzen derart ausgebildet, daß der Schneideingriff zwischen benachbarten Schneidscheiben während eines Umlaufs mindestens einmal unterbrochen ist. Dadurch wird während eines normalerweise überwiegenden Teiles des Umlaufs ein Streifenschnitt nach Art der bekannten StreifenschneiderDokumentenvernichter erzeugt, wobei jedoch während der Unterbrechung des Schneideingriffs eine verbindende Brücke zwischen direkt benachbarten Streifen verbleibt. Die Verformung benachbarter Streifenabschnitte in entgegengesetzten Richtung wird ohne weitere Arbeitsschritte dadurch erreicht, daß die Flachmaterialstreifen von den Schneidscheiben jeweils in die gegenüberliegenden Zwischenräume bzw. Einstiche der jeweils anderen Schneidwalze gedrückt werden.

[0015] Besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung, bei der Schneidscheiben vorzugsweise kreisförmige Umfangsflächen haben, die durch mindestens eine Umfangsnut bzw. Randausnehmung unterbrochen sind, wobei die Nut eine Nuttiefe hat, die gleich oder größer ist als die maxiamle Überschneidungstiefe zusammenwirkender Schneidscheiben. Dadurch kommt es außerhalb des Nutbereiches im Bereich des Schneidspaltes zu einer Überschneidung und damit zu einer Trennung benachbarter Materialbereiche, während im überschneidungsfreien Umfangsabschnitt im Bereich der Nut kein Schneideingriff stattfindet und dementsprechend eine die Streifenabschnitte in Querrichtung verbindende Brücke bleibt. Deren Längsausdehnung wird im wesentlichen durch die Umfangslänge des Nutbereiches bestimmt, der gleich oder tiefer als die Überschneidungstiefe ist. Diese Umfangslänge kann z.B. zwischen ca. 2 % und ca. 5 % der Schneidscheibenumfangslänge betragen. Bei einer bevorzugten Weiterbildung haben die Schneidscheiben jeweils zwei diametral gegenüberliegende Nuten, wobei allgemein bevorzugt ist, wenn eine Schneidscheibe eine vorzugsweise gerade Anzahl von regelmäßig um den Umfang der Schneidscheibe verteilten Nuten hat, beispielsweise zwei, vier, sechs oder acht solcher Nuten.

[0016] Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Schneidwalzen derart zueinander angeordnet sind, daß in einem Überschneidungsbereich von Schneidscheiben zumindest bei einigen Schneidscheiben neben einer Nut einer Schneidscheibe der einen Schneidwalze eine Nut einer Schneidscheibe der anderen Schneidwalze liegt. Dadurch treffen bei Drehung der Schneidwalzen an manchen Axialschnitten der Schneidwalzen die Nuten versetzt gegenüberliegender Schneidwalzen aufeinander. Hierdurch wird eine für ein gleichmäßiges Polsterungsverhalten des Polstermateriales besonders bevorzugte Verformung im wesentlichen symmetrisch zur Ausgangsmaterialfläche erzielbar. Zudem wird bei aufeinandertreffenden Nuten ein Schneideingriff auch dann vermieden, wenn jede Nut für sich flacher als die maxiamle Überschneidungstiefe ist, solange nur die Summe der Nuttiefen größer als die maximale Überschneidungstiefe ist, so daß im Schneidspalt ein lichter Abstand zwischen den Nutgründen bzw. Nutböden bleibt.

[0017] Besonders vorteilhaft ist es, wenn Nuten benachbarter Schneidscheiben einer Schneidwalze in Umfangsrichtung um einen geradzahligen Bruchteil von 180° gegeneinander versetzt sind, beispielsweise um 45, 60 oder 90°. Durch diesen Versatz der Nuten kann erreicht werden, daß die Verbindungsbereiche einzelne Streifen oder Streifengruppen in Längsrichtung gesehen im Wechsel quer gegeneinander versetzt sind. Dadurch wird das geschnittene Polstermaterial in Längs- und in Querrichtung gut biegsam und in Querrichtung reversibel dehnbar.

[0018] Zur Vermeidung eines ungewollten Querschnittes oder Querrisses an den Streifenabschnitten im Bereich der Nutkanten ist bei einer Weiterbildung vorgesehen, daß im Übergangsbereich zwischen einer Nut und der Umfangsfläche der Schneidscheibe eine Abschrägung und/oder eine Abrundung vorgesehen ist.

[0019] Für die Bequemlichkeit der Bedienung bei der Materialzufuhr und der Entnahme des Polstermaterials ist bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, daß die Schneidscheiben übereinander bzw. im wesentlichen vertikal übereinander angeordnet sind, wodurch eine Materialzufuhr des in der Regel ebenen Flachmaterials sowie eine Abfuhr des hergestellten Polstermaterials in horizontaler Richtung möglich ist. Bei horizontalem Materialdurchsatz ist es z.B. besonders einfach, dem Materialaustritt eine geeignete Sammel- und/oder Transporteinrichtung o. dgl. nachzuschalten.

[0020] Ein vorzugsweise zum Betreiben der beschriebenen Vorrichtung geeignetes Verfahren für den Antriebs-Elektromotor für das Schneidwerk der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß aus einem Gleichstrom, insbesondere beliebigen Ursprungs, durch Umformen ein wenigstens einphasiger Wechselstrom erzeugt wird, mit dem der Antriebs-Elektromotor gespeist wird.

[0021] Vorrichtungen für bauartenähnliche Reißwölfe zur Dokumentenvernichtung weisen oftmals sogenannte Universalmotoren auf, deren spezielle Bauweise einen Betrieb auch mit Wechselspannung erlaubt. Üblicherweise werden sie bei Anwendungen wie im Bürobereich mit der üblichen gebäudeinternen Wechselspannung (230 Volt, einphasig) betrieben. Bauartenbedingte Nachteile von Universalmotoren wie Verschleiß und Funkstörungsprobleme werden teilweise durch die Verwendung von Drehstrom-Asynchron-Motoren, beispielsweise Kurzschlußläufermotoren, vermieden. Hierfür sind jedoch separate Drehstromanschlüsse zu installieren, was vor allem im Bürobereich in vielen Fällen mit hohem Aufwand verbunden ist.

[0022] Andere Lösungen sehen vor, das Drehfeld mittels eines phasenverschobenen Magnetfelds zu erzeugen. Die erforderliche Phasenverschiebung wird durch Vorschalten eines Kondensators erreicht, um damit einen Einphasenmotor zu betreiben. Dabei ist jedoch die Leistungscharakteristik solcher Antriebe wegen der großen Stromwärmeverluste im Läufer und des großen Leerlaufstromes nicht besonders gut. Die Leistung entspricht in etwa 65 % der Leistung eines vergleichbaren Drehstrommotors.

[0023] Durch die Erfindung des Verfahrens für den Antriebs-Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 16 kann ein Verfahren geschaffen werden, mit dem die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden, mit dem ein Antriebs-Elektromotor mit höherer Leistung betrieben werden kann, wobei dieser insbesondere an eine Vielzahl von Versorgungsanschlüssen anschließbar sein soll.

[0024] Ausgehend von dem Gleichstrom ermöglicht dies einen weiten Gestaltungsspielraum zur Erzeugung des wenigstens einphasigen Wechselstroms. Bevorzugt wird dreiphasiger Wechselstrom erzeugt, also Drehstrom. Der Gleichstrom kann in einen Wechselstrom variabler Frequenz umgewandelt werden. Dies ermöglicht eine Anpassung an einen jeweils geforderten Betriebszustand des Elektromotors. Vorzugsweise wird bei geringer Belastung des Elektromotors im Betrieb eine hohe Frequenz eingestellt, wodurch sich vor allem bei der Verwendung von Kurzschlußläufermotoren eine höhere Drehzahl und somit eine schnellere Vernichtung von Dokumenten ergibt. Es können mehrere Festdrehzahlen vorgesehen sein, mit denen unterschiedliche Drehzahlen (langsam, mittel, schnell) für unterschiedliche Betriebsweisen eingestellt werden können. Die Getriebeübersetzungen für das Schneidwerk können anders gewählt werden, insbesondere für hohe Drehmomente bei normaler Drehzahl. Durch Frequenzerhöhung ist dann eine höhere Drehzahl möglich. Weitere Vorteile, insbesondere beim Anlauf des Elektromotors, können durch eine kontinuierliche Veränderung der Frequenz und somit der Drehzahl erzielt werden. Der Verschleiß des gesamten Gerätes kann reduziert werden durch den Wegfall von plötzlich auftretenden Spitzenbelastungen bzw. ruckartigen Drehzahländerungen. Weiters wird der Betriebskomfort erhöht.

[0025] Spezielle Vorteile dieses Verfahrens für Vorrichtungen zur Erzeugung von Polstermaterial liegen unter anderem darin, daß damit auch professionelle, leistungsfähige und robuste Drehstrommotoren für Büroanwendungen ohne Drehstromanschluß verfügbar werden. Vorteile von Drehstrommotoren liegen auch in der niedrigeren Geräuschentwicklung, was wiederum Vorteile für den Bürobereich bringt. Insbesondere wird eine sehr gute Regelbarkeit der Drehstrommaschine erzielt durch Veränderung der Frequenz des Ausgangs-Drehstromes am Wechselrichter. Damit kann dünnes Kartonmaterial sehr schnell, dickes oder gar sehr dickes mit niedriger Geschwindigkeit und sehr hohem Drehmoment bearbeitet werden. Dies ermöglicht es, aus verschieden dicken Ausgangsmaterialien das jeweils benötigte Polstermaterial nach individuellen Anforderungen herzustellen, eine Vorhaltung eines Vorrats an fertigem Polstermaterial ist überflüssig. Das Ausgangsmaterial wiederum ist sehr viel platzsparender als das Polstermaterial. Durch die Erfindung ist es erstmals möglich, diese Vorteile mit einer bürotauglichen Vorrichtung zu erzielen.

[0026] Darüber hinaus kann die Amplitude der Wechselspannung variabel sein zur Anpassung an das von einem Benutzer geforderte Betriebsverhalten des Elektromotors. Bevorzugt ist der erzeugte Wechselstrom sinusförmig, wobei durch die Leistungselektronik des Umformers auch andere, insbesondere beliebige Formen bzw. Wellenformen, erzeugt werden können.

[0027] Einerseits ist es möglich, den Gleichstrom aus einem fest installierten Gleichstromnetz, evtl. aus einer Notstromversorgung bzw. einem Akkumulator heraus, zu beziehen. Bevorzugt wird der Gleichstrom aus einer beliebigen Wechselstrom-Versorgung erzeugt, insbesondere einer einphasigen Wechselstrom-Versorgung. Auf diese Weise kann beispielsweise über den Gleichstrom-Zwischenkreis aus einem normalen 230 Volt-Anschluß ein gewünschter, beispielsweise dreiphasiger, Wechselstrom erzeugt werden. Mit einem derartigen Verfahren kann eine Vorrichtung zur Herstellung von Polstermaterial mit einem Drehstrommotor an einer normalen Steckdose betrieben werden. Weitere Vorteile, die sich bei einer Umformung eines Wechselstroms über einen Gleichstrom-Zwischenkreis in einen Versorgungs-Wechselstrom für den Elektromotor ergeben, sind die in weiten Grenzen beliebige Einstellbarkeit von Frequenz, Amplitude sowie Form des erzeugten Wechselstroms. Detaillierte Erläuterungen hierzu finden sich nachfolgend in der Figurenbeschreibung.

[0028] Ein mögliches Verfahren nach der Erfindung kann vorsehen, daß der Wechselstrom für den Elektromotor durch einen Wechselrichter als erster Umrichter aus dem Gleichstrom erzeugt wird, wobei der Wechselrichter vorzugsweise über einen Zwischenkreis mit einem Gleichrichter als zweiter Umrichter zur Erzeugung des Gleichstroms aus der Netzspannung verbunden ist. Die Umrichter sind vorzugsweise Leistungselektronik-Baugruppen, beispielsweise mit TRIACS, Leistungstransistoren oder Thyristoren als Ventile bestückt. Einerseits können die Umrichter über eine Art Puffer miteinander verbunden sein, andererseits kann es möglich sein, sie direkt miteinander zu koppeln, evtl. über einen Gleichstromzwischenkreis. Der Wechselrichter ist abhängig Von dem zu erzeugenden Wechselstrom ausgebildet, in der Regel mit sechs Ventilen zur Erzeugung von Drehstrom.

[0029] Eine insbesondere zur Durchführung des Verfahrens zum Betreiben des Antriebs-Elektromotors geeignete Einrichtung weist wenigstens einen Umrichter auf, der aus einem Gleichstrom einen Wechselstrom mit wenigstens einer Phase für den Elektromotor erzeugt. Der Umrichter arbeitet als Wechselrichter und erzeugt bevorzugt Drehstrom. Vorteilhaft können ein Drehstrommotor bzw. ein Asynchron-Motor verwendet werden. Insbesondere ist ein Asynchron-Motor mit einem Kurzschlußläufer zum Betrieb an einem dreiphasigen Wechselstrom von Vorteil. Durch einen Umrichter mit Leistungselektronik kann ein Wechselstrom mit im wesentlichen beliebiger Form erzeugt werden. Neben dem bereits genannten Wechselrichter als erster Umrichter kann ein Gleichrichter als zweiter Umrichter vorgesehen sein, durch den es möglich ist, den Gleichstrom aus einer Wechselstrom-Versorgung zu erzeugen. Diese kann beispielsweise einphasig sein, beispielsweise als übliche im Haus- bzw. Bürobereich installierte Steckdose. Der zweite Umrichter kann über einen verschiedenartig ausgeführten Zwischenkreis mit dem ersten Umrichter verbunden sein. Eine Frequenzverstellung des ersten Wechselrichters zur Drehzahländerung des Motors kann von Hand eingestellt werden, beispielsweise eine mindestens drei- bis maximal zehnfache Überhöhung der Frequenz.

[0030] Weiters ist es möglich, an dem Antriebs-Elektromotor einen Drehzahlgeber anzuordnen, insbesondere an einem seiner Wellenenden zur Regelung wenigstens eines der Umrichter in Abhängigkeit vom Lastfall und/oder der Lage der Welle des Motors. Eine Belastungserfassung kann durch einen Drehzahlgeber, eine Stromerfassung oder eine andere geeignete Sensorik erfolgen. Vorteilhaft wird der erste Umrichter damit ausgesteuert.

[0031] Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

[0032] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1

eine schrägperspektivische Gesamtansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Polstermaterial,

Fig. 2

einen vertikalen Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3

einen vertikalen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1 im Bereich ihres Schneidwerks,

Fig. 4

eine perspektivische Ansicht eines axialen Ausschnitts einer Schneidwalze des Schneidwerks,

Fig. 5

einen Ausschnitt aus einer Schneidscheibe einer anderen Ausführungsform im Bereich einer Umfangsnut,

Fig. 6

eine horizontale Draufsicht auf einen axialen Abschnitt einer Ausführungsform eines Schneidwerks,

Fig. 7

einen Detailschnitt durch das Schneidwerk gemäß Fig. 6 beim Durchtrennen von Flachmaterial,

Fig. 8

eine schrägperspektivische Ansicht eines Ausschnitts von Polstermaterial, das mit der Vorrichtung gemäß Figuren 1 bis 7 herstellbar ist,

Fig. 9

eine schematische Darstellung eines Gleich- und eines Wechselrichters, die einen Antriebs-Elektromotor für die Vorrichtung gemäß Fig. 2 speisen,

Fig. 10

eine Kennlinie eines Drehstrommotors im Vergleich zu der eines Kondensatormotors und

Fig. 11

ein Betriebskennlinienfeld für einen erfindungsgemäß versorgten Drehstrommotor.

[0033] Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Vorrichtung 1 zur Herstellung von stoßdämpfendem Polstermaterial aus Verpackungskartonagen oder anderem geeigneten, eigensteifen Flachmaterial. Die Vorrichtung hat ein auf feststellbaren, lenkbaren Rollen aufgesetztes Gehäuse mit einem kastenförmigen Gehäuseunterteil 2 mit weitgehend ebener Oberseite 3 und einem mit einem Abstand einiger Zentimeter oberhalb des Gehäuseunterteils horizontal angeordneten, flachen Gehäuseoberteil 4, an dessen Vorderseite Bedienelemente für die Maschine angeordnet sind.

[0034] Eine integrierte Zuschnitteinrichtung 20 für das Flachmaterial umfaßt eine auf der Oberseite 3 angebrachte, längsverlaufende Anschlagleiste 21 und ein mit einem Querabstand von ca. 40 cm zur Anschlagleiste angeordnetes, vertikales Schneidmesser 22, daß einen auf der Schneidmesserseite offenen, horizontalen Spalt 23 zwischen Unterteiloberseite 3 und Gehäuseoberteil 4 überbrückt und auch als Abstützung für das Gehäuseoberteil dient. Die Zuschnitteinrichtung 20 ermöglicht es, aus ggf. großen Stücken von Flachmaterial Streifen mit einer der Arbeitsbreite des Schneidwerks entsprechenden Breite zuzuschneiden bzw. abzulängen.

[0035] Im Gehäuseunterteil ist unmittelbar unterhalb seiner Oberseite 3 etwa mittig zwischen Vorderwand und Rückwand ein Schneidwerk 5 angeordnet, das eine um eine horizontale Achse 6 drehbar gelagerte obere Schneidwalze 7 und vertikal darunterliegend eine um eine zur Achse 6 parallele Achse 8 drehbare untere Schneidwalze 9 hat. Die übereinanderliegenden Schneidwalzen werden von einem unterhalb des Schneidwerks an der Gehäusevorderwand befestigten Elektromotor 10 über ein Synchronisations-Zahngetriebe 11 gegenläufig drehend angetrieben.

[0036] Jede der durch Drehen (Einstechen) aus metallischem Vollmaterial gefertigten Schneidwalzen (Fig. 6) hat eine durchgehende Schneidwelle 12 und in regelmäßigen Abständen davon abstehende Schneidscheiben 13, zwischen denen ringnutförmige Zwischenräume 14 gebildet sind. Je Schneidwalze sind ca. 50 Schneidscheiben mit ca. 78 mm Durchmesser und eine Breite von ca. 4 mm vorgesehen, was eine Gesamtarbeitsbreite des Schneidwerks von ca. 43 cm ergibt. Jede der Schneidscheiben hat eine im Bereich von später erläuterten Nuten unterbrochene, im wesentlichen zylindrische radiale Umfangsfläche 15 und ist axial durch die Zwischenräume begrenzende, im wesentlichen ebene und senkrecht auf den Wellenachsen stehende Schneidkanten 16 begrenzt.

[0037] Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform einer Schneidwalze ist die Umfangsfläche durch eine mittige, in Umfangsrichtung verlaufende V-Nut 17 unterteilt und die an die Seitenflanken angrenzenden Umfangsflächenstreifen sind durch eine axiale Rändelung 18 aufgerauht. Die Oberflächenaufrauhung, die auch durch Kugel- oder Sandstrahlung herbeigeführt werden kann, dient der Verbesserung des Einzugsverhaltens des Schneidwerkes. Die Schneidscheiben können auch als einzelne Ringscheiben hergestellt sein, die unter Zwischenlage von den Distanzscheiben o. dgl. auf einer Welle drehtest aufgereiht sind. Der vertikale Abstand der Schneidwalzenachsen 6, 8 ist so bemessen, daß die Schneidscheiben jeweils bis zu einer maximalen Eingriffstiefe oder Überschneidung 49 miteinander in Eingriff stehen und jeweils abwechselnd eine Schneidscheibe der einen Schneidwalze in die Lücke bzw. den Zwischenraum zwischen zwei Schneidscheiben der gegenüberliegenden Walze eingreift. Dabei verbleibt zwischen Schneidscheibenumfangsfläche und dem durch die Schneidwelle der gegenüberliegenden Schneidwalze gebildeten Boden eines Zwischenraums ein lichter Abstand, der etwa der Eingriffstiefe 44 entspricht und/oder zwischen ca. 5 % und 20 % des Schneidscheibendurchmessers betragen kann. Um zwischen den Schneidscheiben einen Schneideingriff herzustellen, sind die Zwischenräume 14 jeweils nur um Zehntelmillimeter breiter als die darin eingreifenden Schneidscheiben. Der Eingriffs- bzw. Überschneidungsbereich 19 der Schneidscheiben wird auch als Schneidspalt des Schneidwerkes bezeichnet.

[0038] Im dargestellten Beispiel wird das zu zerschneidende und in Polstermaterial unzuformende Flachmaterial mittels einer Materialführung 25 in horizontaler Richtung zum Schneidwerk geführt und nach Zertrennung in horizontaler Richtung abgeführt. Hierzu ist etwa auf Höhe des Schneidspaltes im Gehäuseunterteil 4 ein wenige Zentimeter hoher und ca. 40 cm breiter Materialführungskanal 26 vorgesehen, der vor und hinter dem Schneidwerk durch zueinander parallele, ebene horizontale Begrenzungsflächen 27, 28 begrenzt wird und sich sowohl einlaßseitig, als auch auslaßseitig im Bereich von Schrägflächen erweitert, um Materialeinführung bzw. Materialentnahme zu erleichtern.

[0039] Die Schneidwalzen sitzen beidseits des Materialführungskanals in nach unten bzw. oben geöffneten Rechteckausnehmungen 29, 30, die auf Höhe der Begrenzungsflächen 27, 28 durch eingesetzte Leitbleche 31, 32 einer Abstreifeinrichtung 33 überbrückt sind. Die rechteckig U-förmig gewinkelten Leitbleche sind zwischen den beiden Schneidwalzen eingesetzt und verlaufen zwischen den Rändern der Ausnehmungen 29, 30 horizontal in Verlängerung der Begrenzungsflächen 27, 28 und tangential zu den Schneidwellen nahe den wellennahen Böden der Zwischenräume 14. Sie besitzen im Bereich der Schneidscheiben rechteckförmige Schlitze, durch die die Schneidscheiben mit geringem Seitenabstand, jedoch ohne Randberührung in den Bereich des Materialführungskanals 26 hineinragen. Die Leitbleche dienen der Abstreifung des fertiggestellten Polstermaterials von den Schneidwalzen und verhindern eine Mitnahme von Schnittgut durch die Walzen in dem Bereich der Ausnehmungen. Sie sind im Vergleich zu herkömmlichen, einzeln gesteckten Einzelräumern bei vergleichbarer Abstreifwirkung deutlich kostengünstiger herstellbar, da sie beispielsweise einstückig aus einem Blechteil gestanzt und zur Bildung der Rechteckwinkelform gebogen werden können.

[0040] Das Schneidwerk 5 ist ähnlich wie ein Schneidwerk bekannter Dokumentenvernichter für streifenschnitt aufgebaut, wobei jedoch durch eine spezielle Geometrie der Schneidwalzen im Bereich der Schneidscheiben keine durchgehenden, sondern in Langsrichtung abschnittsweise unterbrochene Schnitte erzeugt werden. Dadurch wird das behandelte Flachmaterial in miteinander zusammenhängende Streifenabschnitte aufgeteilt, wobei zur Erzielung einer ausreichenden Polsterung die Streifenabschnitte jeweils abwechselnd in entgegengesetzter Richtung ausgelenkt bzw. verformt sind. Dies kann durch die in Fig. 4 beispielhaft gezeigte Geometrie der Schneidscheiben erreicht werden. Die Schneidscheiben der dortigen Schneidwalze 40 sind jeweils identisch geformt, jedoch sind axial benachbarte Schneidscheiben um jeweils 90° gegeneinander drehversetzt. Die vordere Schneidscheibe 41 hat an ihrem Umfang zwei diametral zur Schneidwellenachse 42 angeordnete Nuten 43, 44, die die aus Vereinfachungsgründen kreiszylindrisch dargestellte, normalerweise jedoch durch eine Rändelung oder eine andere Aufrauhung strukturierte äußere Umfangsfläche in Umfangsrichtung unterbrechen.

[0041] Die Nuten haben jeweils einen weitgehend ebenen, senkrecht zum Wellenradius ausgerichteten Nutgrund 45, der sich über einen Umfangswinkel von beispielsweise ca. 10 bis 15° erstreckt und der durch parallel zueinander und senkrecht zum Nutgrund verlaufende Randabschnitte 46 in Umfangsrichtung begrenzt wird. Diese gehen etwa auf halber Höhe in ca. 45° zur Radialrichtung geneigte Schrägflächen 47 über. Diese Schrägabflachung, die auch durch einen Übergangsradius ersetzt werden kann, bricht die Nutkanten und dient der Vermeidung eines ungewollten Querrisses bei Überschneidung benachbarter Schneidscheiben im Nutbereich.

[0042] Die Nuttiefe 48, die dem radialen Abstand zwischen Nutgrund 45 und der gedachten kreisbogenförmigen Verlängerung der radialen Umfangsfläche im Mittelbereich der Nut entspricht, ist bei der gezeigten Ausführungsform so an den Achsabstand der Schneidwellen und den Durchmesser der Schneidscheiben angepaßt, daß sie größer ist als die maximale Überschneidung 49 der im Schneideingriff stehenden benachbarten Schneidscheiben. Diese Überschneidung 49 (Fig. 6) errechnet sich als Differenz zwischen der Summe der maximalen Schneidscheibenradien zusammenwirkender Schneidwalzen und dem Achsabstand der Schneidwalzen. Die der Schneidscheibe 41 benachbarte Schneidscheibe 50 ist gegenüber dieser um 90° um die Achse 42 verdreht, während die nachfolgende Schneidscheibe 51 wieder mit der vorderen Schneidscheibe 41 fluchtet und die hintere Schneidscheibe 52 mit der zweiten Schneidscheibe 50 u.s.w.

[0043] Die axiale Abfolge gegeneinander versetzter Schneidscheiben ist auch in Fig. 6 gut zu erkennen. Diese Darstellung zeigt einen axialen Ausschnitt des Schneidwerkes in Materialzufuhrrichtung betrachtet, wobei die Schneidwalzen gegenüber der Darstellung in Fig. 4 um beispielsweise ca. 30° verdreht sind, so daß die Nuten in schrägem Einblick erkennbar sind. Bei einer kurz vor Einlauf in den Überschneidungsbereich stehenden Nut 44 der Scheibe 41 sind zur Verdeutlichung die nutbegrenzenden Flächen mit den in Fig. 4 angegebenen Bezugszeichen gekennzeichnet. Es ist zu erkennen, daß bei weiterer gegenläufiger Drehung der Schneidwalzen die Nuten sich versetzt gegenüberliegender Schneidscheiben jeweils gleichzeitig in den Schneidspalt 19 einlaufen bzw. aufeinandertreffen (vgl. Fig. 7). Dabei ergibt sich in Axialrichtung eine sich wiederholende Abfolge unterschiedlicher Eingriffsbedingungen zwischen jeweils zusammenwirkenden Schneidscheiben. Im Überschneidungsbereich I treffen nutfreie Umfangsabschnitte der zusammenwirkenden Schneidscheiben aufeinander, während im Überschneidungsbereich II ein nutfreier Abschnitt der oberen Schneidscheibe auf eine Nut 53 der unteren Schneidscheibe trifft. Im Bereich III trifft die Nut 53 auf eine Nut 54 einer oberen Schneidscheibe, wobei diese Nut im Bereich IV auf einen nutfreien Abschnitt einer unteren Schneidscheibe trifft. Schließlich treffen im Abschnitt V wieder zwei nutfreie Umfangsabschnitte von Schneidscheiben aufeinander. Nach weiterer Drehung der Schneidwalzen um 90° tritt diese Eingriffsreihenfolge in Achsrichtung der Schneidwalzen um zwei Schneidscheibenbreiten versetzt auf, so daß dann z.B. im Bereich III ein durchgehender Schnitt erfolgt. Diese Periodizität mit einer Periodizitätslänge von vier Schneidscheibenbreiten schlägt sich in der Ausbildung des in Fig. 8 gezeigten Polstermaterials nieder.

[0044] Anhand von Fig. 7 wird nun das mit dieser Vorrichtung durchführbare Verfahren zur Herstellung von Polstermaterial erläutert, wobei beispielhaft der Fall dargestellt ist, daß bei gegenläufiger Drehung der Schneidwalzen in den durch die Pfeile 55 angegebenen Richtungen eine Umfangsnut 56 der dem Betrachter zugewandten oberen Schneidscheibe 57 im Schneidspalt auf eine Nut 58 einer hinten liegenden unteren Schneidscheibe 59 trifft.

[0045] Das Flachmaterial 60, beispielsweise eine einlagige Wellpappe, tritt in horizontaler Zufuhrrichtung 61 in den Überschneidungsbereich der Schneidscheiben ein und wird überall dort, wo sich die Schneidflanken zusammenwirkender Schneidscheiben ggf. reibend überschneiden, durch Abscherung zertrennt, wobei jeweils die Breite der entstehenden Streifenabschnitte im wesentlichen der Breite der Schneidscheiben entspricht. Dabei beginnt die schneidende Auftrennung des Materials jeweils bei Eintritt des Materials in den generell linsenförmigen Überschneidungsbereich (zwischen den Punkten 62 und 63 in Fig. 7) und setzt sich bei fortschreitender Drehung der Schneidwalzen unter Einziehen von Material in den Schneidspalt fort, so lange Schneidflanken einander axial gegenüberliegen. Dabei wird das Material beidseitig des Schnittes von den jeweils benachbarten Schneidscheiben in den jeweils der Schneidscheibe zugeordneten, gegenüberliegenden Zwischenraum hineingedrückt, was zu einer Verformung benachbarter Streifenabschnitte in entgegengesetzte Richtungen relativ zur normalerweise ebenen Neutralfläche 64 des Flachmaterials führt.

[0046] Im Beispiel wird der dem Betrachter zugewandte Streifenabschnitt 65 durch die obere Schneidscheibe 57 bzw. deren zylindrischen Umfang nach unten gedrückt, während der hintere Streifenabschnitt 66 durch die untere Schneidscheibe 59 nach oben gedrückt wird. Der in Längsrichtung fortschreitende Streifenschnitt wird unterbrochen, sobald der Schneideingriff zwischen zusammenwirkenden Schneidscheiben aufgehoben wird. Dies ist im gezeigten Beispiel dort der Fall, wo die Nuten 56, 58 aufeinandertreffen. Das in diesem Bereich befindliche Flachmaterial bleibt weitgehend unversehrt und ungeschnitten und bildet einen Verbindungsbereich 67, der in Querrichtung benachbarte Streifenabschnitte verbindet und zusammenhält. Es ist offensichtlich, daß die Länge der Unterbrechung des Längsschnittes von der Umfangsausdehnung des Nutabschnittes abhängt, der tiefer als die maximale Überschneidungstiefe ist. Durch die Länge der Verbindungsabschnitte wird auch die Steifigkeit des entstehenden Polstermaterials in Längsrichtung mitbestimmt. Es ist weiter erkennbar, daß die Länge der jeweils zwischen den Verbindungsbereichen voneinander getrennten Streifenabschnitte vom Umfangsabstand aufeinanderfolgender Nuten abhängt. Diese Dimensionen können entsprechend dem verwendeten Flachmaterial und der gewünschten Polsterwirkung durch entsprechende Auslegung von Wellendurchmesser, Schneidscheibenbreite und Nutanzahl in weiten Grenzen variiert werden.

[0047] Das in Fig. 8 gezeigte, aus einlagiger Wellpappe 60 mittels der beschriebenen Vorrichtung hergestellte Polstermaterial besteht aus in Längsrichtung 68 parallel zueinander verlaufenden Streifenabschnitten 65, 66, deren Breite in Querrichtung 69 durch die Breite der Schneidscheiben bestimmt wird und im Beispiel ca. 4 mm beträgt. In Querrichtung 69 benachbarte Streifenabschnitte hängen im Bereich von in Längsrichtung beabstandeten Verbindungsbereichen 67 miteinander zusammen, wobei die Länge der Verbindungsbereiche im wesentlichen durch die Nutbreiten der Messerscheiben bestimmt ist und beispielsweise ca. 6 bis 8 mm betragen kann. Durch die im Zusammenhang mit Fig. 7 beschriebene gegenseitige Verschränkung bzw. Verformung benachbarter Streifenabschnitt entgegengesetzten Richtungen sind die Streifen in Querrichtung gesehen abwechselnd in entgegengesetzter Richtung verbogen, wobei die Biegung teilweise durch reibschlüssiges Aneinanderhalten der verbogenen Streifenabschnitte nahe den Verbindungsbereichen aufrechterhalten bleibt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nur die vier dem Betrachter zugewandten Streifen in ihrem Verformungszustand dargestellt.

[0048] Aufgrund des im Zusammenhang mit Figuren 4 und 6 erläuterten Versatzes der Umfangsnuten sind die Verbindungsbereiche bzw. Schnittunterbrechungen zwischen einzelnen Streifen im Wechsel gegeneinander versetzt. Bei der etwa mittig quer über den gezeigten Bereich verlaufenden Verbindungszone 70 ist der vordere Streifenabschnitt 65 mit dem nächsten Streifenabschnitt 66 verbunden. Auch zum darauffolgenden Streifenabschnitt 71 und dem danebenliegenden Streifen 72 besteht eine Verbindungszone etwa gleicher Breite. Zwischen Streifen 72 und dem Nachbarstreifen 73 verläuft dagegen ein in Längsrichtung verlaufender Schnitt quer zur Verbindungszone 70, durch den die zusammenhängende Gruppe von vier benachbarten Streifen 65, 66, 71, 72 in diesem Bereich von der benachbarten Vierergruppe in gleicher Weise zusammenhängender Streifen getrennt ist. Die Trennung bewirkt, daß diese Streifengruppen sich bei Bedarf in entgegengesetzte Richtungen bezogen auf die Flachmaterialfläche verbiegen können. Diese vier Streifen umfassende Periodizität wird durch die im Zusammenhang mit Fig. 6 erläuterte Abfolge von Schneideingriffen I, II, III, IV und V bewirkt, wobei die die Verbindungszone 70 durchlaufenden Längsschnitte jeweils im Bereich der Schneideingriffe I und V erzeugt werden.

[0049] Bei der in Längsrichtung nachfolgenden Verbindungszone 74 liegen die die Verbindungszone in Längsrichtung zerteilenden Längsschnitte in Querrichtung um zwei Streifenbreiten versetzt, so daß z.B. zwischen den Streifen 66 und 71 ein durchgehender Schnitt liegt. Diese durch den Versatz der Nuten herbeigeführte, im Wechsel versetzte Verbindung bzw. Trennung benachbarter Streifen führt dazu, daß das geschnittene Polstermaterial in Längs- wie in Querrichtung gut biegsam ist, wobei die Biegsamkeit um die Längsachse jedoch größer ist. In Querrichtung ergibt sich eine elastische Dehnbarkeit, so daß das Material ohne zu zerreißen z.B. auf das Doppelte seiner Breite auseinandergezogen werden kann. Dabei stellt sich eine streckmetallartige Struktur des auseinandergezogenen Polstermaterials ein, wobei die Verbindungsbereiche sich schräg zur Dehnungsrichtung anstellen.

[0050] Die Fig. 9 zeigt eine mögliche Anordnung mit einem Wechselrichter 112 als erster Umrichter, der von einem Gleichstrom gespeist wird und dreiphasigen Wechselstrom bzw. Drehstrom beliebiger Frequenz, Form und Amplitude erzeugt. Über den Gleichstrom-Zwischenkreis 113 wird der Wechselrichter 112 von dem Gleichrichter 114 gespeist, welcher aus einphasigem Wechselstrom einen Gleichstrom macht. Dazu ist er an einen Wechselstromanschluß 115 angeschlossen, beispielsweise an eine übliche einphasige Netzsteckdose in einem Büroraum.

[0051] Der Wechselrichter 112 ist über eine dreiphasige Verbindungsleitung 117 mit einem Drehstrommotor 118 als Antriebs-Elektromotor (entspricht dem Motor 10 aus Fig.2) verbunden. Der Drehstrommotor 118 weist, insbesondere an einem Wellenende 119, einen Drehzahlgeber 120 auf, der Drehzahl und/oder Lage des Läufers des Motors 118 erfaßt. Die Daten werden über eine Rückführung 121 an den Wechselrichter 112 zurückgegeben. Sie können zur Regelung der Versorgung des Drehstrommotors 118 verwendet werden. Der Motor 118 treibt gemäß Fig. 2 das Schneidwerk 5 an, das die von dem Motor über das Getriebe 11 angetriebene, ineinander eingreifende Schneidwalzen 7 und 9 aufweist.

[0052] Evtl. kann in dem Gleichstrom-Zwischenkreis 113 ein sogenannter Hochsetzsteller enthalten sein, der die Spannung erhöht. Dies ermöglicht eine Versorgung des Wechselrichters 112 mit einer unter Umständen wesentlich höheren als der am Wechselstromanschluß 115 liegenden Spannung.

[0053] Die Fig. 10 zeigt gestrichelt eine Kennlinie 123 eines Kondensatormotors im Vergleich zu einer Kennlinie 125 eines Drehstrommotors. Aufgetragen ist das Drehmoment M über der Drehzahl n, welche mit der Betriebsfrequenz korreliert ist. Wie zu erkennen ist, ist bei der Kennlinie 125 des Drehstrommotors das Anlaufmoment höher als bei der Kennlinie 123 des Kondensatormotors, ebenso das Kippmoment, das ist der Bereich des maximalen Moments M. Darüber hinaus fehlt der ausgeprägte Sattelbereich der Kennlinie 123, der im Bereich niedriger Drehzahlen auf das Anlaufmoment folgt.

[0054] Die Fig. 11 zeigt ein Diagramm, in dem ein Betriebskennlinienfeld dargestellt ist. Dazu wird das Drehmoment M über dem Verhältnis der Betriebsfrequenz f zur Nennfrequenz f_N aufgetragen. Es ergeben sich seitlich verschobene Kennlinien, ähnlich der Kennlinie 125 aus Fig. 2. Deren Maxima, also die Kippmomente, bilden eine strichpunktiert dargestellte Einhüllende, welche zuerst waagerecht verläuft und dann in etwa parabelförmig abfällt.

[0055] Ebenso ist die Leistung P des Motors über f/f_N aufgetragen, allerdings punktiert. Ein zu beachtender Punkt ist der bei f/f_N gleich 1. Bei einer Nennfrequenz f_N von 50 Hz beträgt die Eckfrequenz f_eck ebenfalls 50 Hz, das Verhältnis der beiden zueinander ist also 1. Die Leistungskurve beginnt als Ursprungsgerade bei Null und verläuft ab f/f_N gleich 1 als Konstante. Dies bedeutet, daß bis zu der Eckfrequenz f_eck bei f/f_N die Leistung des Motors zunimmt und ab der Eckfrequenz in etwa gleich bleibt. Spannung und Ausgangsleistung sind beim Kurzschlußläufermotor proportional zueinander. Bei einer Ausführungsmöglichkeit der Erfindung kann die Nennfrequenz größer als 50 Hz gewählt werden, beispielsweise zu 120 Hz.

[0056] Eingetragen sind zwei Betriebspunkte des Drehstrommotors auf verschiedenen Kennlinien. Der erste Betriebspunkt 127 mit M1 weist bei f/f_N kleiner 1 sein beinahe maximales Drehmoment auf. Dieser erste Betriebspunkt 127 wird durch Einstellung der Frequenz f kleiner als f_N über den Wechselrichter 112 zur Bewältigung großer Mengen Karton oder dicker Qualitäten bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Polstermaterial genommen. Zwar sinkt die Schnittgeschwindigkeit, dafür liegt aber beinahe das maximale Drehmoment an. Durch Spannungserhöhung unter f_N ist eine Momentenerhöhung möglich.

[0057] Der zweite Betriebspunkt 129 wurde bei einer Frequenz deutlich größer als f_N gewählt. Zwar ist das dabei erzielte Drehmoment M₂ erheblich geringer als das des ersten Betriebspunktes 127, dafür ist jedoch die Frequenz f und demzufolge auch die Schnittgeschwindigkeit in etwa doppelt so groß. Dieser zweite Betriebspunkt 129 wird bevorzugt zur Bewältigung von dünnerem zu erzeugendem Polstermaterial gewählt. Die strichpunktierte Kurve 128 ist die Kurve, auf der alle Betriebspunkte liegen.

[0058] Im Bereich bis zu f gleich f_N wird der Motor mit konstantem magnetischem Fluß angetrieben. Das Kippmoment bleibt dabei konstant. Erreicht die Spannung ihren Maximalwert, wird nur noch die Frequenz weiter erhöht. Der magnetische Fluß und damit auch das zur Verfügung stehende Moment nehmen durch Feldschwächung ab. Dadurch nimmt das Kippmoment bei im wesentlichen konstanter Leistung quadratisch ab. Des weiteren können durch entsprechende Wahl der Spannungsregelcharakteristik (Variation der Eckfrequenz) das abgegebene Motordrehmoment erhöht und damit die Motorleistung optimiert werden.

[0059] Registriert der Motor bei anfänglichem Betrieb im Feldschwächebereich eine geringe Belastung bzw. Ausgangsmaterialmenge, so wird er weiterhin in diesem Bereich betrieben. Dazu ist eine Überwachung des Stromes vorteilhaft. Wird dagegen stärkeres Ausgangsmaterial zugeführt, regelt der Wechselrichter 112 die Frequenz zurück bis zu Eckfrequenz. Wird darüber hinaus noch stärkeres oder mehr Ausgangsmaterial zugeführt, regelt der Wechselrichter die Frequenz sowie wahlweise die Spannung zurück um das maximale Drehmoment des Motors anzusteuern. Erreichen Frequenz und/oder Spannung einen unteren Schwellwert bzw. der Motorstrom einen oberen Schwellwert, so wird der Motor 118 abgeschaltet.

[0060] Eine erfindungsgemäße Einrichtung kann in einer Vorrichtung zur Herstellung von Polstermaterial den Wechselrichter 112 und den Gleichrichter 114 sowie einen Gleichstrom-Zwischenkreis 113 enthalten. Auf diese Weise kann ein kompaktes sowie unkompliziert anzuschließendes Gerät aufgebaut werden. Dieses ist dann lediglich an eine normale einphasige Netzsteckdose durch Einstecken anzuschließen.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Polstermaterial, insbesondere für Verpackungszwecke, aus eigensteifem Flachmaterial, wie Pappe, Karton o. dgl., mit folgenden Schritten:

teilweise Zertrennung des Flachmaterials in Streifenabschnitte derart, daß in Querrichtung benachbarte Streifenabschnitte im Bereich von in Längsrichtung zueinander beabstandeten Verbindungsbereichen miteinander verbunden bleiben;

Verformung von Streifenabschnitten zwischen Verbindungsbereichen in Richtung quer zu einer Neutralfläche des Flachmaterials derart, daß in Querrichtung benachbarte Streifenabschnitte in entgegengesetzten Richtungen ausgelenkt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zertrennung durch Streifenschnitt erfolgt, wobei zur Erzeugung der Verbindungsabschnitte der Streifenschnitt abschnittweise unterbrochen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zertrennung so erfolgt, daß jeweils mehrere, insbesondere drei, in Querrichtung benachbarte Verbindungsbereiche eine zusammenhängende Gruppe bilden und daß zusammenhängende Gruppen in Querrichtung voneinander getrennt werden.

4. Vorrichtung zur Herstellung von Polstermaterial, insbesondere für Verpackungszwecke, aus eigensteifem Flachmaterial, wie Pappe, Karton o. dgl., mit einem Schneidwerk (5) mit zwei zusammenwirkenden, gegenläufig antreibbaren Schneidwalzen (7, 9), von denen jede eine Mehrzahl von Schneidscheiben (13, 41, 50, 51, 52, 57, 59) hat, die von Schneidkanten (16) axial begrenzt sind und zwischen denen axiale Zwischenräume (14) vorgesehen sind, in die jeweils die Schneidscheiben der anderen Schneidwalze zur Erzeugung eines Schneideingriffes eingreifen, wobei die Schneidscheiben derart ausgebildet sind, daß der Schneideingriff zwischen benachbarten Schneidscheiben während eines Umlaufs der Schneidwalzen mindestens einmal unterbrochen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidscheiben (13, 41, 50, 51, 52, 57, 59) wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweisen:

- sie haben kreisförmige Umfangsflächen, die durch mindestens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut (43, 44, 53, 54, 56, 58) unterbrochen sind,

- die Nut hat eine Nuttiefe (48), die gleich oder größer ist als eine maximale Überschneidung (49) der Schneidscheiben,

- wenigstens eine der Schneidscheiben hat eine vorzugsweise gerade Anzahl von regelmäßig um den Umfang verteilten, ggf. zwei diametral gegenüberliegende Nuten (43, 44, 53, 54, 56, 58),

- eine Nut (43, 44, 53, 54, 56, 58) hat in Umfangsrichtung eine Ausdehnung, die mehr als 1 %, vorzugsweise zwischen ca. 2 % und ca. 5 % der Umfangslänge der Schneidscheibe beträgt,

- die Schneidwalzen (7, 9) sind derart zueinander angeordnet, daß in einem Überschneidungsbereich von Schneidscheiben neben einer Nut (56) einer Schneidscheibe (57) der einen Schneidwalze eine Nut (58) einer Schneidscheibe (59) der anderen Schneidwalze liegt,

- Nuten benachbarter Schneidscheiben (41, 50, 51, 52) einer Schneidwalze sind in Umfangsrichtung um einen geradzahligen Bruchteil von 180°, insbesondere um 90°, gegeneinander versetzt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstreifung von Streitenabschnitten aus den Zwischenräumen (14) der Schneidwalze eine Abstreifeinrichtung (33) vorgesehen ist, die für jede der Schneidwalzen ein tangential zur Schneidwelle in Zwischenräume (14) eingreifendes, vorzugsweise einstückiges Leitelement, insbesondere Leitblech (31, 32), aufweist, das Schlitze zur Durchführung von Schneidscheiben aufweist.

7. Polstermaterial, insbesondere für Verpackungszwecke, vorzugsweise hergestellt oder herstellbar durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und/oder mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus eigensteifem Flachmaterial, wie Pappe, Karton o. dgl. besteht, daß das Flachmaterial (60) derart in parallele Streifenabschnitte (65, 66, 71, 72, 73) zertrennt ist, daß in Querrichtung (69) benachbarte Streifenabschnitte im Bereich von in Längsrichtung beabstandeten Verbindungsbereichen (67) miteinander verbunden sind und daß Streifenabschnitte zwischen den Verbindungsbereichen quer zu einer Neutralfläche des Flachmaterials derart verformt sind, daß in Querrichtung benachbarte Streifenabschnitte in entgegengesetzten Richtungen verformt sind.

8. Polstermaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen von mehreren, insbesondere drei, in Querrichtung (69) benachbarten Verbindungsbereichen (67) in Querrichtung voneinander getrennt sind.

9. Polstermaterial nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsbereiche (67) einzelne Streifen oder Streitengruppen in Längsrichtung (68) gesehen im Wechsel quer gegeneinander versetzt sind.

10. Polstermaterial nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es in Querrichtung (69) elastisch dehnbar und/oder streckmetallartig auseinanderziehbar ist.

11. Verwendung von eigensteifem Flachmaterial, wie Karton, Pappe o. dgl., zur Herstellung von Polstermaterial gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, insbesondere mit einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und/oder mit einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10.

12. Verfahren zum Betreiben eines Antriebs-Elektromotors (10, 118) für das Schneidwerk (5) einer Vorrichtung (1) zur Herstellung von Polstermaterial, insbesondere nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Gleichstrom (113) durch Umformen ein wenigstens einphasiger Wechselstrom (117) erzeugt wird, mit dem der Elektromotor (10, 118) gespeist wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstrom ein dreiphasiger Drehstrom (117) ist.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Wechselstroms (117) variiert wird zur Anpassung an den geforderten Betriebszustand des Elektromotors (10, 118), wobei vorzugsweise bei geringer Belastung des Elektromotors (10, 118) eine hohe Frequenz für hohe Motordrehzahlen eingestellt wird und ggf. die Amplitude des Wechselstroms (117) variabel ist.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom (113) aus einer Wechselstrom-Versorgung (115) erzeugt wird, insbesondere einer einphasigen Wechselstrom-Versorgung, wobei vorzugsweise der Wechselstrom (117) durch einen ersten Umrichter (112) aus dem Gleichstrom erzeugt wird, wobei dieser als Wechselrichter (112) vorzugsweise über einen Zwischenkreis (113) mit einem zweiten Umrichter (114) als Gleichrichter für den Gleichstrom verbunden ist.

16. Einrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 15, zum Betreiben eines Elektromotors (10, 118) einer Vorrichtung (1) zur Herstellung von Polstermaterial nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung wenigstens einen Umrichter (112) aufweist, der aus einem Gleichstrom (113) einen mindestens einphasigen Wechselstrom (117) für den Elektromotor (10, 118) erzeugt.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor ein Drehstrom-Motor (10, 118) ist, vorzugsweise ein Asynchron-Motor, insbesondere mit einem Kurzschlußläufer, wobei der erzeugte Wechselstrom (117) dreiphasig ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Umrichter (112) zur Erzeugung eines Wechselstromes (117) mit im wesentlichen beliebiger Form, insbesondere mit variabler Frequenz, ausgebildet ist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Umrichter (114) vorgesehen ist, der den Gleichstrom (113) aus einer Wechselstrom-Versorgung (115) erzeugt, welche vorzugsweise einphasig ist, wobei er insbesondere über einen Zwischenkreis (113) mit dem ersten Umrichter (112) verbunden ist.

Zeichnung