DE1173323B

DE1173323B - Vorrichtung zum Anbringen von Schlitzen

Info

Publication number: DE1173323B
Application number: DEK43746A
Authority: DE
Inventors: Henry Davis Ward Jun
Original assignee: Koppers Co Inc
Current assignee: Beazer East Inc
Priority date: 1960-05-19
Filing date: 1961-05-17
Publication date: 1964-07-02
Also published as: US3067643A; FR1290584A; NL264917A; GB959107A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 31 b

Deutsche KL: 54a-2/Ö2

Nummer: 1173 323

Aktenzeichen: K 43746 VII b / 54 a

Anmeldetag: 17. Mai 1961

Auslegetag: 2. Juli 1964

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anbringen von Schlitzen an Werkstücken, insbesondere an Papier oder Pappe, bei der auf einer Hauptantriebswelle mehrere Messerköpfe mit je einem ersten und einem zweiten Messer angeordnet sind, von denen das erste Messer mittels der Nabe des Messerkopfes auf der Hauptantriebswelle unverdrehbar befestigt ist und das zweite Messer auf dieser Nabe in seiner Winkelstellung relativ zum ersten Messer verstellbar angeordnet ist,

Zum Schneiden und Schlitzen von Pappkartonzuschnitten wird gewöhnlich eine Schlitzvorrichtung verwendet, bei der auf einem Paar paralleler, in Abstand voneinander angeordneter umlaufender Wellen in axialem Abstand voneinander Paare von miteinander zusammenwirkenden.Schlitzköpfen angebracht sind, zwischen denen die Pappe hindurchgeführt wird. Der obere Schlitzkopf eines Paares ist gewöhnlich mit zwei radialen, in Abstand voneinander angeordneten Messern versehen, und der untere Schlitzkopf des Paares besitzt eine Umfangsnut zur Aufnahme der Schneidkanten der Messer.

Das eine Messer schneidet einen Schlitz in die vorausgehende Kante und das andere Messer einen gleich langen Schlitz in das hintere Ende des ZuschnitteSi Diese Schlitze begrenzen die Lappen, die später umgefaltet werden und den Deckel und den Boden des Behälters bilden. Wenn die Schachtelgröße oder die Vorschubgeschwindigkeit verändert wird, ist es notwendig, den Winkelabstand zwischen den Messern zu verändern, um die gewünschten gleichen Längen und Lagen der Schlitze zu erhalten.

Bekannte Vorrichtungen der vorgenannten Art haben den Nachteil, daß eine Winkelverstellung der einzelnen Messer eines jeden Messerkopfes nur bei Stillstand der Maschine auf umständliche Weise durch Lösen von Befestigungsschrauben der verstellbaren Messer erfolgen kann.

Es ist ferner bereits eine Verstellvorrichtung bekanntgeworden, die zwar zur Verstellbewegung der Messer während des Laufs geeignet ist, bei der jedoch die zur Verstellbewegung notwendige Reaktionskraft nur durch das Beharrungsvermögen der in einer Richtung umlaufenden Teile des Messerantriebs aufgebracht wird. Hierdurch ergibt sich der Nachteil, daß eine Verstellbewegung des Messerwinkels ausschließlich dann möglich ist, wenn die Verstellbewegung in einem der Drehrichtung der die Messerkraft tragenden Wellen entgegengesetzten Richtung eingeleitet wird, da nur dann die zum Wirksamwerden der Verstellkraft notwendige_s auf dem Beharrungsvermö-

Vorrichtung zum Anbringen von Schlitzen

Anmelder:

Koppers Company, Inc.,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,

Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,

Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Als Erfinder benannt:
Henry Davis Ward jun.,
Timonium, Md. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 19. Mai 1960 (30217)

gen der umlaufenden Teile basierende Reaktionskraft wirksam aufgebracht werden kann. Wenn hingegen die Verstellkraft in derselben Richtung wirkt wie die Drehrichtung der genannten Wellen, so ist eine erfolgreiche Messerwinkelverstellung nicht möglich, da auf Grund der gleichgerichteten Kräfte eine ausreichende Reaktionskraft nicht zur Verfügung steht. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist also eine Messerwinkelverstellung nur durch Verstellung eines Messers in einer Richtung, d.h. entweder nur ein Vergrößern oder nur ein Verkleinern des Messerwinkels, nicht jedoch ein wahlweises Vergrößern oder Verkleinern des Messerwinkels möglich. Aus diesem Grunde müssen bei der bekannten Vorrichtung zwei Verstellvorrichtungen vorgesehen sein, die gesondert betätigt werden müssen. Darüber hinaus ist der Getriebeaufbau dieser Vorrichtung störanfällig: Der Getriebeaufbau wird dabei dadurch kompliziert, daß der Antrieb vor der die Messerköpfe tragenden Welle auf mehrere andere Wellen übertragen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verstellvorrichtung zu schaffen, durch die bei voller Tourenzahl der Maschine ein sicheres und genaues Verstellen des Messerwinkels, und zwar in beiden Drehrichtungen, also wahlweise ein Vergrößern oder Verkleinern des Messerwinkels ermöglicht wird und

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die gleichzeitig in konstruktiver Sicht die Forderung nach einem einfachen, unempfindlichen und platzsparenden Aufbau in optimaler Weise erfüllt.

Bei einer Vorrichtung, mit der diese Aufgabe gelöst wird, müssen folgende Punkte berücksichtigt werden:

a) Die Verstellbewegung für die Messer muß direkt und formschlüssig erfolgen, und die zur Verstellung des Messerwinkels notwendige »äußere« Kraft muß unabhängig von den durch die vom Messerantrieb her resultierenden »inneren« Kräfte wirken können.

b) Es darf deshalb nur ein Messer relativ zu der den Messerkopf mit beiden Messern tragenden Welle verstellbar sein, während das andere Messer in bezug auf die die Messer tragende Welle feststehen muß, wodurch außerdem eventuell auftretende Fehler bei der Winkelverstellung und die zur Winkelverstellung notwendigen Getriebeteile auf eine Fehlerquelle (statt auf zwei bei zwei Verstellvorrichtungen) begrenzt werden.

c) Der der Vorrichtung erteilte Antrieb soll unmittelbar der die Messerköpfe tragenden Welle zugeführt werden und nicht vor der die Messer tragenden Welle auf andere Wellen umgeleitet werden.

Zuordnung zwischen den Messern der Schneidköpfe gezeigt.

Die Schlitzvorrichtung 10 besteht aus einer Mehrzahl zusammenwirkender Schneid- oder Schlitzköpfe mit Schneid- oder Messerköpfen 11, die als Umlaufwerkzeuge auf einer Welle 13 befestigt sind, die ihrerseits passend mit ihren Enden in Maschinengestellteilen 15 gelagert ist. Auf den Messerköpfen 11 angeordnete Messer 17 und 19 wirken mit fluchtend darunter auf einer umlaufenden (nicht gezeigten) unteren Welle befestigten, als Gegenwerkzeuge ausgebildeten Köpfen 21 zusammen. Die die Köpfe tragenden Wellen werden von einem Hauptantriebsgetriebe angetrieben, von dem das zum Antrieb der Welle 13 dienende Zahnrad 12 gezeigt ist. Die Gegenwerkzeugköpfe sind mit je einer Umfangsnut 23 versehen, die die Schneide des Messers 17 bzw. 19 so aufnimmt, daß, wenn der Pappezuschnitt zwischen den Köpfen eines Paares hindurchgeht, das eine Messer im Vorderende des Zuschnitts und das andere Messer im Hinterende des Zuschnitts einen Schlitz anbringt.

Bei der Bearbeitung eines Zuschnittes für die Schachtelherstellung ist es üblich, drei solcher Schlitzköpfe zu verwenden, von denen zwei in F i g. 1 gezeigt sind. Die Schlitzköpfe sind mit axialem Abstand auf ihren entsprechenden Wellen gemäß den Ausmaßen der herzustellenden Schachtel angeordnet. Wie schon erwähnt, besitzen die Schlitze im vor-

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß auf der Nabe des Messerkopfes frei drehbar ein das zweite Messer tragendes Zahnrad gelagert 30 deren und hinteren Teil des Zuschnitts gleiche Länge, ist, das mit einem weiteren Zahnrad kämmt, das auf und die Länge bestimmt sich aus der Größe der hereiner von der Hauptantriebswelle in einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis über ein Planetengetriebe angetriebenen Verstellwelle befestigt ist, wo-

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bei das Planetengetriebe ein von der Hauptantriebswelle angetriebenes innenverzahntes Rad und ein mit der Verstellwelle in Wirkverbindung stehendes außenverzahntes Rad aufweist und einen Steg besitzt, der in an sich bekannter Weise durch eine das letztgenannte außenverzahnte Rad tragende, auf der Verstellwelle gelagerte Exzenterbüchse verkörpert ist, die zur vorübergehenden Änderung des Drehzahlverhältnisses zwecks Verstellung des Winkels zwischen dem ersten und dem zweiten Messer vorüberzustellenden Schachtel. Die Schlitze begrenzen diejeniger Lappen, die den Deckel und den Boden der Schachtel bilden. Wenn eine Änderung der Schachtelgröße oder der Maschinengeschwindigkeit vorgenommen werden soll, müssen die relativen Winkellagen der Messer verstellt werden. Gewöhnlich kann dies durch Verstellen der relativen Winkelstellungen der Messer 17 und 19 auf dem Kopf 11 erfolgen.

Es ist vorgesehen, solche Messerverstellungen auf den Köpfen gleichzeitig und vorzugsweise bei laufender Maschine, d. h. ohne die Maschine stillzusetzen, vorzunehmen. Hierzu wird jeweils das Messer 17 in bezug auf die Welle'festgehalten, während die anderen

gehend von außen in beiden Drehrichtungen zusatz- 45 Messer 19 relativ zur Welle drehbar angeordnet sind, lieh antreibbar und nach beendeter Messereinstellung so daß der Winkelabstand zwischen den Messern 17 festsetzbar ist.

Durch die Erfindung wird

die oben präzisierte Aufgabe vollkommen gelöst.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung nur beispielsweise dargestellt ist, und zwar zeigt

und 19 entsprechend der gewünschten Schlitzlänge verändert werden kann.

Wie in den F i g. 1 bis 3 gezeigt ist, wird dies dadurch erreicht, daß jeder der Messerköpfe 11 mit einer Nabe 24 versehen wird, die in ihrer Umfangsfläche einen ringförmig abstehenden Flansch 25 besitzt. Die Nabe ist zum Umlauf zweckmäßig mittels eines (nicht gezeigten) Keils auf der Welle 13 und

F i g. 1 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen 55 gegen axiale Verschiebung durch eine Stellschraube Schlitzvorrichtung mit einigen Teilen im Querschnitt, 27 gehalten. Das Messer 17 ist auf der einen Front-Maßstab

F i g. 2 in größerem Maßstab und teilweise im Schnitt eine Ansicht der Verstelleinrichtung für die beweglichen Messer, wie sie im rechten Teil der F i g. 2 gezeigt ist,

F i g. 3 eine Ansicht des Messerkopfes im Schnitt nach der Linie III-III der F i g. 1,

F i g. 4 im Schnitt nach der Linie V-V der F i g. 2 eine radial frei bewegliche Scheibe der Kreuzschleifenscheibenkupplung der Verstelleinrichtung für die Verstellwelle.

In der Zeichnung ist eine Schlitzvorrichtung 10 gemäß der Erfindung zum Verstellen der Winkelseite des Flansches 25 mittels Schrauben 29 befestigt. Somit ist das Messer 17 mit der Welle 13 drehfest verbunden und läuft mit dieser um.

Auf der Nabe 24 ist ein Zahnrad 31 drehbar gelagert, das aus mehreren bogenförmigen Zahnsegmenten 33 gebildet ist, die durch Verbindungsplatten 35 miteinander verbunden sind. Die Stirnseite 36 ist mit einer axialen Ausnehmung 37 versehen, die den Flansch 25 so aufnimmt, daß die Stirnseite 36 in die gleiche Ebene zu liegen kommt wie die Außenseite des Flansches. Auf der Stirnseite 36 ist das bewegliche Messer 19 mittels Schrauben 38 befestigt.

Claims

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Ein Zahnrad 39 ist mittels einer Stellschraube 41 ist. Fest auf der Welle 71 sitzt ein Zahnrad 74, das auf einer frei drehbaren und umlaufenden Verstell- mit einem Stirnzahnrad 75 im Eingriff steht, das am welle 43 befestigt, die im Maschinengestell 15 ge- einen Ende der Büchse 47 mittels Schrauben befestigt lagert ist; das Zahnrad 39 hält das Zahnrad 31 auf ist. Wenn das Handrad 69 gedreht wird, dreht das der Nabe 25 unbeweglich und hält damit auch das 5 Zahnrad 74 das Stirnzahnrad 75 und damit die bewegliche Messer 19 relativ zum Messer 17 fest. Büchse 47, die, wie oben erläutert ist, drehbar auf Am einen Ende der Verstellwelle ist eine als Ganzes der Verstellwelle 43 gelagert ist. Auf diese Weise mit 45 bezeichnete Einrichtung zum Verstellen der wird die Winkelstellung der Exzentrizität des exzen-Drehwinkelstellung der Verstellwelle 43 in bezug auf irischen Teils 53 in bezug auf die Verstellwelle 43 die Welle 13 der Schlitzvorrichtung angebracht. Ein io verändert, und es ergibt sich eine entsprechende Verstellen der Drehwinkelstellung der Verstellwelle Phasenverschiebung des Ritzels 67 in bezug auf die 43 in bezug auf die Welle 13 dreht auch das auf der Innenverzahnung 65 des Zahnkranzes 59. Welle 43 befestigte Zahnrad 39 um ein entsprechen- Diese Phasenverschiebung wird auf die Verstelldes Maß. Eine solche Verstelldrehung des Zahnrades welle 43 und auf die fest auf ihr sitzenden Zahnräder 39 bewirkt, daß das mit diesem im Eingriff stehende 15 39 mittels einer Kupplungseinrichtung (Fig. 2, 4 Zahnrad 31, das das Messer 19 trägt, sich um die und 5) übertragen, die eine radial bewegliche Scheibe Nabe 24, die auf der Welle 13 befestigt ist und das bzw. Kreuzschleifenscheibe 77 mit radial vom Umfeste Messer 17 trägt, dreht. Auf diese Weise wird fang aus nach innen gehenden Führungsschlitzen 79 der Winkel zwischen dem beweglichen Messer 19 besitzt, in die vom Ritzel 67 gehaltene Antriebsund dem festen Messer 17 verändert. 20 zapfen 81 eingreifen. Eine beispielsweise durch eine In dem bevorzugten Beispiel, wie es in den F i g. I Stellschraube auf der Verstellwelle befestigte Anbis 3 gezeigt ist, ist zum Verstellen der Drehwinkel- triebsscheibe 83 trägt an ihr befestigte nach innen stellung der Verstellwelle 43 eine Einrichtung ver- ragende Zapfen 85, die in zum Umfang hin offene wendet, die allgemein bekannt ist als mitlaufende Führungsschlitze 87 der Scheibe 77 eingreifen, die und gegebenenfalls die Einstellung anzeigende Ver- 25 gegenüber den Führungsschlitzen 79 um 90° versetzt stelleinrichtung. Die mitlaufende Verstelleinrichtung bzw. phasenverschoben sind.

45 besitzt eine drehbar nahe dem äußeren Ende der Aus dem oben Gesagten ist ersichtlich, daß, wenn Verstellwelle 43 gelagerte Büchse 47 (Fig. 2). Die die Einstellwinkelzuordnung zwischen den beweg-Büchse 47 sitzt auf der Außenfläche von Lagern 49, lieh angebrachten Messern 19 und den fest angedie fest auf der Verstellwelle 43 sitzen. Um die 30 brachten Messern 17 geändert werden soll, das Hand-Büchse gegen Axialverschiebung festzuhalten, können rad 69 so gedreht wird, daß der Winkelabstand zwigeeignete Mittel, wie Sprengringe, vorgesehen sein. _schen den Messern vergrößert oder verringert wird. Das eine Ende 51 der Büchse ist konzentrisch zur Durch Drehen des Handrades wird die Büchse 47 Verstellwelle 43 und das andere Ende 53 zu dieser mittels der Zahnräder 74 und 75 so gedreht, daß das exzentrisch ausgebildet. 35 Maß der Winkeleinstellung der Exzentrizität des Auf Lagern 55, die fest auf dem konzentrischen exzentrischen Teils 53 relativ zur Verstellwelle 43 Teil 51 sitzen, ist eine Tragscheibe 57 gelagert, auf verändert wird. Diese Änderung des Grades der reladeren Stirnseite mittels Schrauben ein Innenzahn- tiven Winkeleinstellung der Exzentrizität wirkt sich in kranz 59 befestigt ist, der eine Außenverzahnung 61 einer Phasenverschiebung des Ritzels 67 gegenüber besitzt, die mit einem Antriebszahnrad 63 kämmt, 40 der Innenverzahnung 65 des Zahnkranzes aus. Die das fest auf dem Ende der Messerwelle 13 sitzt. Phasenverschiebung wird mittels der Kupplungsein-Auf Lagern 64, die fest auf dem exzentrischen Teil richtung 72 auf die Verstellwelle 43 und die darauf 53 der Büchse sitzen, ist ein Ritzel 67 gelagert, das befestigten Zahnräder 39 übertragen. Diese Bewemit der Innenverzahnung 65 des Zahnkranzes 59 im gung der Verstellwelle 43 und der Zahnräder 39 beEingriff steht und eine geringere Zähnezahl (F i g. 5) 45 wirkt eine relative Drehung gegenüber der Umlaufals die der Innenverzahnung 65 des Zahnkranzes 59 bewegung der Messerkopfwelle 13. Dadurch verbesitzt. Mit diesem Verhältnis der Zähnezahl der drehen die Verstellzahnräder 39, die mit den beweg-Innenverzahnung 65 des Zahnkranzes zur Zähnezahl liehen Zahnrädern 31 der Messerköpfe im Eingriff des Ritzels 67 kann die relative Zuordnung der Dreh- stehen, diese gegenüber den Naben 24 um ein der Winkelstellungen der in diesem Zahneingriff mitein- 50 Phasenverschiebung entsprechendes Maß. Auf diese ander stehenden Teile dadurch verändert werden, Weise werden die an den Zahnrädern 31 angedaß die Drehwinkeleinstellung der Exzentrizität des brachten Messer 19 gegenüber den an den Naben 24 exzentrischen Teils 53 in bezug auf die Verstellwelle befestigten Messern 17, die mit der Messerwelle 13 geändert wird, wie unten ausführlicher erläutert drehfest verbunden sind, relativ verdreht, ist. Diese Änderung der Drehwinkelstellungen der im 55

Zahneingriff miteinander stehenden Teile wird nach- Patentanspruch:

stehend als »Phasenverschiebung« bezeichnet. 1. Vorrichtung zum Anbringen von Schlitzen

Wie oben beschrieben, wird die Phasenverschie- an Werkstücken, insbesondere an Papier oder

bung des Stirnzahnrades in bezug auf die Innenver- Pappe, bei der auf einer Hauptantriebswelle

zahnung des Zahnkranzes durch Drehwinkelverstel- 60 mehrere Messerköpfe mit je einem ersten und lungen der Exzentrizität des exzentrischen Teils 53 einem zweiten Messer angeordnet sind, von

der Büchse 47 bewirkt. Solche Verstellungen können denen das erste Messer mittels der Nabe des

während des Laufes oder während des Stillstandes Messerkopfes auf der Hauptantriebswelle unver-

der Maschine durchgeführt werden. drehbar befestigt ist und das zweite Messer auf

Um die Exzentrizität zu verstellen, ist ein Hand- 65 dieser Nabe in seiner Winkelstellung relativ zum rad 69 vorgesehen, das fest auf dem einen Ende einer ersten Messer verstellbar angeordnet ist, d a d u r c h

Welle71 sitzt, die im Maschinengestell 15 und in gekennzeichnet, daß auf der Nabe (24)

einer Gehäusehaube 73 zweckentsprechend gelagert des Messerkopfes (11) frei drehbar ein das zweite

Messer (19) tragendes Zahnrad (31) gelagert ist, das mit einem Zahnrad (39) kämmt, das auf einer von der Hauptantriebswelle in einem vorbestimmten Drehzahlverhältnis über ein Planetengetriebe angetriebenen Verstellwelle (43) befestigt ist, wobei das Planetengetriebe ein von der Hauptantriebswelle angetriebenes innenverzahntes Rad (65) und ein mit der Verstellwelle (43) in Wirkverbindung stehendes außenverzahntes Rad (67) aufweist und einen Steg besitzt, der in an sich bekannter Weise durch eine das Rad (67) tragende, auf der Verstellwelle (43) gelagerte Exzenterbüchse (53) verkörpert ist, die zur vor-

IO

übergehenden Änderung des Drehzahlverhältnisses zwecks Verstellung des Winkels zwischen dem ersten und dem zweiten Messer vorübergehend von außen in beiden Drehrichtungen zusätzlich antreibbar und nach beendeter Messereinstellung festsetzbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 0OO 672;
USA.-Patentschriften Nr. 2701613, 1977 812;
»Ingenious Mechanisms for Designors and Inventors«, Machinery Publishing Co., Brighton, England, 1951, Bd. Ill, S. 327.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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