DE1928966A1

DE1928966A1 - Vorrichtung zur Beseitigung von Abfallstuecken bei der Bearbeitung von Materialbahnen

Info

Publication number: DE1928966A1
Application number: DE19691928966
Authority: DE
Inventors: Hornung Helmut O
Original assignee: FL Smithe Machine Co Inc
Current assignee: FL Smithe Machine Co Inc
Priority date: 1968-06-27
Filing date: 1969-06-07
Publication date: 1970-02-12
Also published as: US3548696A

Description

Smithe Nachine Company, Inc., Duncansville, Pennsylvania 16635, (U.S.A.)

Vorrichtung zur Beseitigung von Abfallstücken bei der Bearbeitung von Materialbahnen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beseitigung abgeschnittener Abfallstücke bei der Bearbeitung von sich bewegenden Materialbahnen.

Bei der Bearbeitung sich bewegender Bahnen oder Bänder, insbesondere bei Schneideprozessen, fallen Abfallstücke, beispielsweise aus Papier, an, welche von den aktiven Teilen der Vorrichtung entfernt werden müssen, damit die Abfallstücke nicht in die nachfolgenden Behandlungsschritte gelangen und hier zu Störungen Anlaß geben.

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ORIGINAL SUSPECTED

Es ist bekannt, zur Beseitigung der Abfallstücke von einem gespannten Band Luftbläser oder Absaugevorrichtungen zu verwenden.

Wenn derartige Bearbeitungsschritte Jedoch an einem einzelnen sich bewegenden Blatt vorgenommen werden, wird die Frage der Beseitigung der Abfallstücke problematisch, weil das Blatt nicht unter einer Bandspannung steht und daher die Tendenz aufweist, dem abgeführten Abfallstück nachzufolgen. Dies kann darin seine Ursache haben, daß die Blätter nioht vollkommen geschnitten worden sind oder auch darin, daß die Vakuumquelle oder der Bläser zu nahe dem Ort der Schneideoperation angeordnet sind. Hinzu kommt das Problem, daß größere Abfallstücke nicht erfaßt werden können, wenn beispielsweise eine Vorrichtung mit einer hohlen Achswelle verwendet wird, wie sie beispielsweise in der Hochgeschwindigkeits-Rotationsmesser-Blattschneidemaschine gemäß US-Patent 3 302 503 vorgesehen ist.

Andere bekannte Vorrichtungen zur Entfernung von Abfallstücken sind bekannt beispielsweise aus den US-Patenten 3 106 121, 3 274- 971 und 2 302 855. Auch bei diesen bekannten Vorrichtungen sind Kanäle zur Entfernung der Abfallstücke vorgesehen und dargestellt.

Es gibt weitere bekannte Vorrichtungen, bei welchen Unterdruck benutzt wird, um damit jedes einzelne der Abfallstückchen solange festzuhalten, bis ein jedes in das für die Aufnahme des Abfalls vorgesehene Gebiet verbracht worden ist. Wenn das Abfallstück dann in der geeigneten Position ist, wird ein Hochdruckluft strom durch denselben Kanal gegeben, in welchem vorher das Vakuum aufrechterhalten worden war, so daß die Abfalletücke von den Messern weggeblasen werden»

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Die beschriebene Vorrichtung benötigt Ventile, hohle Achswellen, Schläuche und Unter- und Überdruck-Pumpen. Dadurch wird die Vorrichtung sehr teuer. Außerdem wird bei dieser bekannten Vorrichtung auch erhebliche Energie benötigt , um beispielsweise die ganzen Reibungsverluste innerhalb der Ventile zu überwinden.

Schließlich sind noch mechanisch wirkende Vorrichtungen gemäß US-Patent 2 J81 955 bekannt, bei welchen auch die Abfallstücke mechanisch erfaßt v/erden. Diese mechanischen Vorrichtungen werden jedoch regelmäßig beschädigt, wenn die Maschine einmal frißt oder verklemmt und nicht mehr weiter läuft.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der vorgenannten bekannten Vorrichtungen zu vermeiden. Insbesondere sollen sperrige und zusätzlich erforderliche Hilfsmittel vermieden werden« Die Konstruktion soll preiswert sein und ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit aufweisen, was durch ein Minimum an aktiven Maschinenteilen erreicht werden kann.

Dies wird dadurch erreicht, daß eine im Zeitpunkt des Schneidens angreifende Vorrichtung zur Erfassung der Abfallstücke vorgesehen wird, und die erfaßten Abfallstücke anschließend zu einem Absaugesystem transportiert werden.

Insbesondere wird dies dadurch erreicht, daß direkt an den drehbaren. Schneidemessern mindestens ein Kanal vorgesehen wird, mittels welchem die Abfallstücke erfaßbar sind, wobei dann nicht mehr die Achswelle des Schneidemessers hohl

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sein muß, wodurch de sonst auftretende Schwächung vermieden wird. Zur Bildung des Kanals werden auf dem rotierenden zylindrischen Schneideelement abgedeckte, sich dem Umfang des zylindrischen Elementes anpassende Rippen vorgesehen, welche mit öffnungen in der Schneidefläche des Schneidewerkzeuges in Verbindung stehen. Es ist dann weiter ein Gehäuse mit Unterdruck vorgesehen, welches mit den rotierenden Schneidewerkzeugen bzw. den darauf angebrachten Luftkanälen derart zusammenwirkt, daß der zunächst wirksame Saugstrom bis auf Null abnimmt bzw. sogar in einen Blasstrom übergeht, so daß im richtigen Augenblick das Abfallstück von der Schneidefläche des Schneidewerkzeuges in den Absaugbereich geblasen wird.

Nähere und weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus den nachstehend anhand von Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Vertikal schnitt durch eine Vorrichtung mit rotierenden Schneidewerkzeugen bei einer Papierbearbeitungsmaschine ,

Fig. 2 eine Frontansicht, zum Teil im Schnitt, der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung gemäß Fig. 1, ά ' dewerkzeugen,

maß Fig. 1, jedoch mit um 90° verdrehten Schnei-

Fig. 4 eine Frontansicht der in Fig. J dargestellten Vorrichtung,

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Fig, 5 einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art, wobei jedoch die Schneidewerkzeuge wiederum in einer anderen Position befindlich sind,

Fig. 6 eine Frontansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 5»

Fig. 7 eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei und 8 welcher aus einer Bahn dünnen Materials, beispielsweise Papier, Stücke herausgeschnitten und durch einen sich umkehrenden Luftstrom von dem Schneidewerkzeug abgeblasen werden, und

Fig. 9 einen Vertikalschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung. ■

In den Zeichnungen ist die Drehmesser-Schneidevorrichtung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Die dargestellte Schneidevorrichtung ist besonders geeignet für die Verwendung.bei einer Papierbearbeitungsmaschine, welche Jedoch nicht dargestellt ist. Es handelt sich dabei um Bearbeitungsmaschinen beispielsweise des Typs, wobei sich bewegendes Material 12 beispielsweise in Form einer Bahn oder eines Bandes einer Schneideoperation unterworfen wird. Die Drehmesser-Schneidevorrichtung 10 hat ein oberes Messer 14 auf einer drehbaren Achswelle 15 und ein unteres Messer 16 auf einer drehbaren Achswelle 17-

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, beginnt das obere Messer gerade seinen Schneideeingriff in das untere Messer 16. Das zu schneidende Material 12 kann dabei bereits über diesen Punkt des Schneidebeginns hinaus transportiert sein oder auch nicht· ,.

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An dem unteren Messer 16 ist eine Mehrzahl von. Rippen 18 vorgesehen, welche sich einem Teil der drehbaren Achswelle 17 anschmiegen. Ein Unterdruck-Absauggehäuse 20 umfaßt die Achswelle 17 und kann sich gegebenenfalls bis zur unteren Oberfläche der Papier-Trage-Platte 22 erstrecken.

In Fig. 2 sind Speiseräder 24 und 26 dargestellt, welche dazu dienen, Papier in Form einzelner Bogen 12 durch die Papierbearbeitungsmaschine hindurch zu führen. Diese Speiseräder sind jedoch nicht notwendig, wenn das Material in Form eines Bandes bzw. einer Bahn durch die Schneidevorrichtung hindurchgezogen wird.

In Fig. 2 ist weiterhin ein Abfallstück 12' dargestellt. Es befindet sich am Anfang der Schneidewirkung zwischen den Messern 14 und 16 in einer abwärts gebogenen Position. Bei Fortgang der Schneidewirkung wird, während in dem Gehäuse 20 ein Unterdruck erzeugt wird, das Abfallstück 12* durch den Umgebungsdruck oben auf die Rippen 18 gepreßt (Fig. 3)» wobei die Rippen derart gestaltet sind, daß sie sich bis etwas unterhalb des Außendurchmessers des unteren Messers 16 erheben.

In Fig. 1 ist nun gut zu sehen, wie die Messer 14 und 16 zur Bewirkung des Schneidens ineinandergreifen, wobei dann das entstehende Abfallstück 12', welches vom Material 12 abgeschnitten wird, an dem Außendurchmesser der unteren drehbaren Achswelle 17 festgehalten wird. Eine verhältnismäßig dünne Platte 28 ist an den äußeren Oberflächen bzw. Durchmessern der Rippen 18 angeordnet, und zwar vor dem angepreßten Abfallstück 12*, jedoch nicht in dem Bereich, wo das Abfallstück 12 · an der Außenfläche der Hippe 18 festgehalten wird. Die Platte bildet dann ein© Abdeckung_s wlt-

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tels welcher Luftpassagen 30 erhalten werden. Wie zu erkennen ist, erstreckt sich die Platte 28 also beim Beginn der Schneideoperation der Schneidemesser 14 und 16 bis in den Bereich des Vakuums bzw. subatmosphärischen Drucks in dem Vakuum-Absauggehäuse 20. Auf diese Weise wirkt auf das Abfallstück 12' über die Passäge 30 ein Unterdruck ein und hält das Abfallstück 12'an den Hippen 18 fest, bis die Eingänge zu den Luftpassagen bzw. Luftkanälen -30 durch die Rotation zur Mittel- bzw. 180°-Position der Achswelle 17 verbracht worden sind (Fig. 5)· Es ist einsehbar, daß auf diese Weise die Zeit des Pesthaltens des Abfallstückes 12' dadarch verändert werden kann, daß die Länge der Platte 28 auf den Passen. 30 vergrößert oder verkleinert wird. Im übrigen ist zu beachten, daß Luft atmosphärischen Druckes beständig durch die öffnungen 32 und 34- zwischen der unteren Achswelle 17 und ihren Aufbauten und dem Absaugkanal 20 eintritt.

In Fig. 3 sind die Sehneidemesser 14 und 16 um 90° verdreht. Auf das Abfallstück 12' wirkt auf der einen Seite der Umgebungsdruck, auf der anderen Seite der Unterdruck ein, und es wird auf diese Weise festgehalten. Die durch die Luftwege 30 eingesogene Luft strömt in Richtung der Drehung der Achswelle 17· Wenn nun die Vorderkante der Luftwege 30 die 180°-Stellung der Rotation der Achswelle 17 erreicht hat, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, beginnt wie sich wieder nach oben, und zwar entgegengesetzt zum Luftstrom, zu bewegen. Nunmehr wirkt die abgedeckte Rippensektion als ein Luftschöpfer, und die Richtung des Luftstromes innerhalb der Luftwege beginnt sich umzudrehen. Durch diese Umdrehung des Luftstromes wird das Abfallstück 12¹ vom Außendurchmesser der Rippensektion abgeblasen, so

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daß die vollständige Abfuhr des Abfallstückes beginnen kann. Kurz bevor das Abfallstück 12^f weggeblasen wird, hält der atmosphärische Umgebungsdruck also den rückwärtigen Teil des Abfallstückes 12' noch fest an der Hippe 18. Erst dann, bei weiterer Rotation der Achswelle 17 und fortdauerndem Luftstrom, wird das Abfallstück 12' völlig von dem Außendurchmesser der Rippen abgestreift.

Wie schon erwähnt, wird die Zeitspanne, während welcher das Abfallstück 12' vor Entlassung in den Abführungsbereich festgehalten wird, durch die Länge der Abdeckung 28 bestimmt. Außerdem weist Jedoch die Platte 28 noch eine zusätzliche Verlängerung auf, um damit das zu bearbeitende Material vom Bereich des Absaugekanals fernzuhalten.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung. Es ist hier ein rotierendes Glied 35 vorgesehen, welches ein Schneidewerkzeug 36 aufweist. Dieses ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dqrart ausgebildet, daß es zum Ausschneiden von Fenstern in Briefumschlag-Blättern geeignet ist. Das Schneidewerkzeug 36 hat mehrere öffnungen 38 in seiner Schneidefläche, welche mit Luftwegen öder Kanälen 40 verbunden sind, die durch abgedeckte Rippen 42 gebildet werden. Ein Gegenstück 44 wirkt mit dem sich drehenden Schneidewerkzeug 36 in bekannter Weise zusammen. Weiterhin ist ein Gehäuse 43 dargestellt, in welchem subatmosphärischer Druck, also Unterdruck, herrscht. Wenn das Glied 35 in Richtung des Pfeiles A rotiert, herrscht auch in dem Luftweg 40 in der Position X subatmosphärischer Druck und das Abfallstück 0 haftet an dem Schneidewerkzeug 36 an. Wenn jedodh der

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Luftweg 40 in die Position Y rotiert, wird Luft atmosphärischen Druckes in den Luftweg 40 geschöpft und das Abfallstück 0 vom Schneidewerkzeug weggeblasen. Dieser Vorgang ist gut in Fig. 8 zu erkennen. Es ist damit ohne weiteres der Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion ersichtlich, wonach die Notwendigkeit einer hohlen Achswelle zur Ausbildung einer Unterdruckpassage entfällt, wodurch, wie schon erwähnt, eine erhebliche Schwächung der ganzen Konstruktion eintritt.

In Fig. 9 ist schließlich noch eine dritte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hier fehlt die Abdeckplatte 28, während die Rippen 18 aber noch vorhanden sind. In der dargestellten Konstruktion erstreckt sich das Gehäuse 20 bis an eine Stelle in unmittelbarer Nachbarschaft der unteren ' Oberfläche der Papier-Trage-Platte 22. Aus Fig. 9 ist ersichtiich, daß der Umgebungsdruck, der durch Pfeil A angedeutet ist, auf das Abfallstück 12' einwirkt, nachdem es aus dem Bogen 12 ausgeschnitten worden ist. In dem dargestellten Beispiel trennt die Trageplatte 22 den¹ Bereiph des Umgebungsdruckes von dem subatmosphärischen Druckes. Die Umgebungsluft tritt in und zwischen die Rippen 18 ein. Damit wird das Abfallstück 12' abgebogen und auf den Rippen 18 festgehalten und haftet an den Rippen an, bis sich die Achswelle 17 umd 180° gedreht hat, wobei dann ein entgegengesetzter Luftstrom atmosphärischer Luft das Abfallstück 12' von den Rippen 18 abstreift.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Γ1.j Vorrichtung zur Beseitigung abgeschnittener Abfallstücke bei der Bearbeitung von sich bewegenden Materialbahnen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein rotierendes Messer (16; 35) und an mindestens einem dieser Messer eine gerippte Oberfläche (18; 4-2) vorgesehen ist sowie ein Gehäuse(20), welches ein Gebiet subatmosphärischen Drucks anschließend an das Messer (16; 35) umfaßt, wobei die sich bewegende Materialbahn (12) durch das rotierende Messer (16, 35) geschnitten wird und das Abfallstück (12¹·; C) während einer vorgegebenen Zeitspanne einer Umdrehung des Messers (16; 35) mittels Unterdruck an seiner dem Messer zugewandten Oberfläche festgehalten und in dem Augenblick von dem Messer (16; 35) weggeblasen wird, wenn mindestens atmosphärischer Druck auf das Abfallstück einwirkt, derart, daß das Abfallstück aus dem Gebiet des sub atmosphärische η Druckes in das Gehäuse hineingeblasen wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß obere und untere relativ zueinander rotierende, zusammenwirkende Messer (14-;16), eine Mehrzahl voneinander entfernter Rippen (18) auf dem unteren Messer (16) und ein Gehäuse (20) mit einem sich bis zu der bewegten Materialbahn (12) erstreckenden Absaugkänal vorgesehen sind, wobei die bewegte Materialbahn (12) durch die zusammenwirkenden Messer (14- und 16) geschnitten und das abgeschnittene Abfallstück (12*) durch den subatmosphärischen Druck im Gehäuse (20) an den Rippen (18) festgehalten, durch den Umgebungsdruck abgebogen und

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solange auf den Rippen (18) des unteren Messers (16) festgehalten wird, "bis das Messer (16) sich in eine Position gedreht hat, in welcher ein Luftstrom das Abfallstück (12*) vom Messer (16) weg in ein Gebiet weiterer Absaugung bläst.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß üb§r mindestens zwei benachbarten Rippen (18) zur Ausbildung eines Luftweges (30) eine Abdeckung (28) vorgesehen ist, wobei dann das Abfallstück (12¹) an den den Luftweg (30) bildenden Rippen (18) durch den Unterdruck in dem Luftweg (30) festgehalten wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspanne, während welcher das Abfallstück (12¹) an den Rippen (18) bis zur Entlassung in das Gebiet weiterer Absaugung anhaftet, durch die Länge der Abdeckung (28) bestimmt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine öffnung des Gehäuses (20) sich bis zu der bewegten Materialbahn (12) erstreckt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die relative Drehbewegung der zusammenwirkenden oberen und unteren Messer (14- und 16) derart eingestellt ist, daß im Zeitpunkt des Schneidens der Materialbahn (12) und der Bildung des Abfallstückes (12¹) die Abdeckung· ^r?8) auf den Rippen (18) zur Bildung des Luftweges Q30) sich bis in das Gebiet subatmosphärischen Drucks erstreckt, wodurch das Abfallstück (12*) zum Anhaften an den Rippen (18) veranlaßt wird.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 3 t dadurch gekennzeichnet, daß Umgebungsdruck auf die äußere Seite und Unterdruck auf die Innenseite des Abfallstückes (12') auf dem unteren Messer (16) solange einwirkt, bis das Abfallstück (12*) von dem unteren Messer entfernt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet»^ daß sie mindestens eine rotierende Schneidevorrichtung (36 auf 35) und ein d*mit zusammenwirkendes Gegenstück (44) aufweist, ferner eine gerippte Sektion (42) an der Schneidevorrichtung (36 auf 35) zur Bildung eines Luftweges (40), welcher direkt mit der rotierenden Schneidevorrichtung (36 auf 35) in Verbindung steht, sowie ein Gehäuse (43) mit einem Gebiet subatmosphärischen Druckes anschließend an die rotierende Schneidevorrich-· tung (36 auf 35)» wobei dann das Abfallstück (0) durch die Schneidevorrichtung (36 auf 35) aufgrund des in dem Luftweg (40) herrschenden subatmosphärischen Drucks während einer vorgegebenen Zeit der Umdrehung der Schneideeinrichtung (36 auf 35) festgehalten und dann von der Schneidevorrichtung (36 auf 35) in das Gehäuse (43) weggeblasen wird, wenn mindestens atmosphärischer Druck auf das Abfallstück (0) einwirkt.
9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidevorrichtung (36 auf 35) mit Öffnungen (38) in der Schneidefläche versehen ist und die öffnungen mit den Luftwegen (40) verbunden sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidevorrichtung (36 auf 35) auf einem zylindrischen Teil (35) angeordnet ist, und die abgedeckte gerippte Sektion (42) zur Bildung des Kanals (40) zur Anpassung an den äußeren Umfang des zylindrischen Teils (35) gebogen ist.

4. Juni 1969/425

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