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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiete der Schneidtechnik und betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss den Oberbegriffen der entsprechenden,
unabhängigen
Patentansprüche
1 und 11 zum Schneiden von kontinuierlich geförderten, flächigen Produkten aus Papier
oder ähnlichen
Materialien.
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Produkte
aus Papier wie beispielsweise Druckprodukte in Form von Zeitschriften,
Heften, Broschüren,
Signaturen etc. werden vielfach entlang mindestens einer Produktekante
beschnitten. Verfahrensökonomisch
ist es, wenn die Produkte geschnitten werden, während sie in einem möglichst
dichten Strom kontinuierlich gefördert
werden, und wenn die Vorrichtungen für das Schneiden derart ausgestaltet und
angeordnet sind, dass die Produkte für das Schneiden nicht oder
nur geringfügig
umgeordnet werden müssen.
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Sehr
gute Schnittqualitäten
beim Schneiden von kontinuierlich geförderten Produkten werden beispielsweise
erreicht durch einen Schneideingriff zwischen der kreisförmig geschlossenen
Schneidekante eines rotierenden Schneidmesser und der Anlegekante
eines Gegenmessers, welche Anlegekante eine zur Rotationsachse des
Schneidmessers im wesentlichen parallele Anlegefläche begrenzt.
Dabei wird jedes zu schneidende Produkt auf der Anlegefläche derart
angelegt, dass die Schnittlinie (vorgegebene Linie, entlang derer
das Produkt geschnitten werden soll) auf der Anlegekante liegt.
Dann wird das Produkt mit der Anlegefläche parallel zu dieser Schnittlinie
gegen das rotierende Schneidmesser geführt und im Schnitteingriff
zwischen Schneidekante und Anlegekante entlang der Schnittlinie
zerschnitten. Die Schnittkante des Schneidmessers bewegt sich im
Bereiche des Schneideingriffes gegen die Anlegefläche des
Gegenmessers mit einer Geschwindigkeit, die grösser ist als die Geschwindigkeit
des Produktes, sodass die Schneidwirkung die eines ziehenden Kreuzschnittes
ist.
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Produkte,
die in der oben beschriebenen Art und Weise geschnitten werden sollen,
müssen
derart gefördert
werden, dass die Schnittlinie parallel zur Förderrichtung ausgerichtet ist,
das heisst also beispielsweise als Strom einzelner oder einander schuppenförmig überlagernder
Produkte, wobei einzeln geförderte
Produkte einen wenig dichten Förderstrom
darstellen und wobei für
einander schuppenförmig überlagerte
Produkte das genaue Anlegen der Schnittlinien an die Anlegekante
schwierig ist und auch die variierende Dicke des Stromes zu Schneidschwierigkeiten
führen
kann. Ferner können
auf diese Art und Weise von einem rechteckigen Produkt nur zwei
einander gegenüberliegende
Kanten beschnitten werden, während
für das
Beschneiden der anderen beiden Kanten die Produkte umgeordnet werden.
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Auch
die
DD 112380 offenbart
eine Vorrichtung, mit der kontinuierlich geförderte Produkte entlang von
parallel zur Förderrichtung
verlaufenden Schnittlinien geschnitten werden.
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Es
sind nun auch Schneidverfahren an Produkteströmen bekannt, in welchen Produkteströmen die
Hauptflächen
der Produkte nicht parallel, sondern meist im wesentlichen quer
zur Förderrichtung
angeordnet sind, derart, dass alle denkbaren Schnittlinien in Ebenen
liegen, die nicht parallel zur Förderrichtung ausgerichtet
sind, sodass das oben beschriebene Schneidverfahren nicht zur Anwendung
kommen kann. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden entlang
von drei senkrecht aufeinanderstehenden Schnittlinien derartig geförderter
Produkte ist beispielsweise in der EP-0367715 A1 und in den nachveröffentlichten
CH 690296 A5 und
EP 0686463 A1 derselben
Anmelderin beschrieben. Gemäss
dieser Beschreibung werden den zu schneidenden Produkten je ein
Gegenmesser mit mindestens einer Anlegekante zugeordnet, wird das
Produkt derart an das Gegenmesser angelegt, dass eine Schnittline auf
der mindestens einen Anlegekante liegt und werden das Produkt und
das Gegenmesser zusammen an einem Schneidmesser vorbeigeführt, derart,
dass die Schneidekante des Schneidmessers und die Anlegekante des
Gegenmessers in einen Schneideingriff gebracht werden, in dem das
Produkt entlang der Schnittlinie geschnitten wird. Die beschriebenen Schneidmesser
sind rotierende Messerscheiben mit kreisfömig geschlossenen Schneidekanten
und senkrecht zur Fläche,
die die Schnittlinien der zu schneidenden Produkte aufspannen, angeordneter Rotationsachse,
oder es sind rotierende Schneidwalzen mit mindestens einer, schraubenförmig darauf angeordneten
Schneidekante, wobei die Rotationsachsen der Schneidwalzen im wesentlichen
parallel zur Fläche
der Schnittlinien liegen. Dabei sind Schneidwalzen (nicht aber Messerscheiben)
auch anwendbar, wenn die Fläche
der Schnittlinien nicht eben ist, sondern beispielsweise einen Zylindermantel
darstellt.
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Es
zeigt sich nun, dass nach der in der
EP 0367715 A1 beschriebenen Methode die Produkte ebenfalls
in einem ziehenden Kreuzschnitt geschnitten werden können, dass
aber die Schneidparameter wenigstens teilweise durch die Schneidanordnung
in sehr engem Rahmen vorgegeben und/oder unabdingbar miteinander
gekoppelt, das heisst nicht unabhängig voneinander einstellbar
sind. So kann beispielsweise mit einer sinnvollen Einrichtung bei
Verwendung einer Messerscheibe weder die Schneidgeschwindigkeit
noch der Schneidwinkel (Winkel zwischen den beiden im Schneideingriff
stehenden Kanten) während
dem Schneiden konstant gehalten werden. Bei Verwendung einer Schneidwalze
können Schneidgeschwindigkeit
und Schneidwinkel während einem
Schnitt zwar konstant gehalten werden, sind aber durch die Schrauben steigung
der Schneidekanten und die Fördergeschwindigkeit
bereits eindeutig bestimmt.
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Die
Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein Verfahren aufzuzeigen,
mit dem in einem dichten Strom kontinuierlich geförderte,
flächige
Produkte aus Papier oder ähnlichen
Materialien entlang von nicht parallel zur Förderrichtung ausgerichteten Schnittlinien
in einem ziehenden Kreuzschnitt schneidbar sind, wobei eine sehr
hohe, über
die ganze Länge
eines Schnittes konstante Schnittqualität erreicht werden soll, welche
hohe Schnittqualität
für möglichst
verschieden beschaffene Produkte erreichbar sein soll. Ferner soll
eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens geschaffen werden.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch das Verfahren und die Vorrichtung, wie sie in den Patentansprüchen 1 und
11 definiert sind.
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Das
erfindungsgemässe
Verfahren beruht darauf, den kontinuierlich geförderten Produkten (es kann
sich auch um Produktegruppen mit aufeinanderliegenden Schnittlinien
handeln) je ein Gegenmesser mit einer Anlegefläche und mindestens einer die
Anlegefläche
begrenzenden Anlegekante derart zuzuordnen, dass eine Hauptfläche der
Produkte auf der Anlegefläche
des Gegenmessers und eine auf den Produkten vorgegebene Schnittlinie
auf der mindestens einen Anlegekante anliegt. Die Produkte werden
dann zusammen mit den Gegenmessern an einer Schneidklinge mit einer
nicht geschlossenen Schneidekante vorbeigeführt, wobei die Schneidekante
im wesentlichen in der durch die sich bewegenden Anlegekanten der
Gegenmesser aufgespannten Fläche
liegt und mit den Gegenmessern einen Winkel (Schneidwinkel) bildet.
Jedes Gegenmesser, an dessen gegen das Schneidmesser gerichteten
Anlegefläche
ein Produkt anliegt, kommt während
diesem Vorbeiführen
mit dem Schneidmesser zum Schneideingriff und zwar in einem Schneidbereich,
in dem sich die Anlegekante und die Schneidekante schneiden. Dieser
Schneidbereich bewegt sich während
dem Schneiden entlang der Anlegekante bzw. entlang der Schnittlinie
und verschiebt sich von deren einem Ende zum anderen, wodurch das
Produkt in einem Kreuzschnitt zerschnitten wird. Damit ein ziehender
Kreuzschnitt entsteht, wird das Schneidmesser gleichzeitig in entgegengesetzter
Richtung zur Verschiebungsrichtung des Schneidbereiches parallel
zur Anlegekante des Gegenmessers oder entlang seiner Schneidekante
oder mit einer Bewegungsrichtung zwischen Anlegekante und Schneidekante
bewegt.
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Zwischen
dem Eingriff der Schneidklinge mit einem Gegenmesser und dem Eingriff
mit einem folgenden Gegenmesser wird das Schneidmesser wieder in
die Ausgangsstellung zurückbewegt.
Das Schneidmesser führt
also eine alternierende Bewegung in zueinander entgegengesetzten
Richtungen parallel zur Anlegekante, entlang der Schneidekante oder
dazwischen durch, wobei die Bewegung in entgegengesetzter Richtung
zur Verschiebung des Schneideingriffs als Ziehbewegung ausgenützt wird und
die Bewegung in der Gegenrichtung eine Rückstellbewegung ist.
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Das
erfindungsgemässe
Verfahren und die erfindungsgemässe
Vorrichtung sollen anhand der folgenden Figuren beschrieben werden.
Dabei zeigen:
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1 die
bekannte Durchführung
eines ziehenden Kreuzschnittes an Produkten, die parallel zur Schnittlinie
gefördert
werden;
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2 die
bekannte Durchführung
eines ziehenden Kreuzschnittes an Produkten mit quer zur Förderrichtung
ausgerichteten Schnittlinien;
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3 das
erfindungsgemässe
Verfahren zur Durchführung
eines ziehenden Kreuzschnittes an Produkten mit quer zur Förderrichtung
ausgerichteten Schnittlinien;
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4 weitere,
schematisch dargestellte Varianten für die Durchführung des
erfindungsgemässen
Verfahrens;
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5 ein
detailliert dargestellter Bewegungsablauf des Schneidmessers der 3;
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6 ein
Getriebe zur Erzeugung der Schneidmesserbewegung gemäss 5.
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1 zeigt
schematisch eine Anordnung zur Durchführung eines ziehenden Kreuzschnittes
an Produkten, die parallel zu vorgegebenen Schnittlinien gefördert werden.
Dies ist ein allgemein übliches Verfahren
zur Durchführung
eines ziehenden Kreuzschnittes. Das Gegenmesser 1 hat dabei
eine Anlegefläche
(beispielsweise senkrecht zur Papierebene ausgerichtet), die seitlich
durch eine Anlegekante 11 (in der Papierebene) begrenzt
ist. Die Produkte 2 liegen derart auf der Anlegefläche auf,
dass eine vorgegebene Schnittlinie auf der Anlegekante 11 liegt.
Die Produkte werden zusammen mit der Anlegefläche und einer Geschwindigkeit
v gegen ein scheibenförmiges
Schneidmesser 3 mit kreisförmig geschlossener Schneidekante 31 gefördert, wobei
das Schneidmes- ser 3 um eine beispielsweise parallel zur
Anlegefläche
angeordnete Rotationsachse 32 derart rotiert, dass die
Schneidekante 31 sich in einem Schneidbereich 4 mit
der Anlegekante 11 schneidet. Die Rotationsrichtung des
Schneidmessers 3 ist dabei derart, dass die Schneidekante 31 sich
gegen die Anlegefläche
des Gegenmessers 1 bewegt. Ist die Umfangsgeschwindigkeit
des Schneidmessers etwa gleich der Fördergeschwindigkeit v, wird
ein Kreuzschnitt durchgeführt.
Meist ist die Umfangsgeschwindigkeit des Schneidmessers (v + z)
erheblich grösser als
die Fördergeschwindigkeit
v, wodurch ein ziehender Kreuzschnitt entsteht, bei dem die Schneidekante 31 mit
einer Geschwindigkeit z durch den Schneidbereich 4 gezogen
wird und zwar gegen die Anlegefläche
des Gegenmessers 1.
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In
der 1 ist auch der Schneidwinkel α eingezeichnet, das heisst derjenige
Winkel zwischen den sich schneidenden Anlege- und Schneidekanten (11, 31),
in dem die zu schneidenden Produkte sich in den Schneidbereich 4 bewegen.
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Es
ist aus der 1 einfach ersichtlich, dass die
Geschwindigkeiten v (Schneidgeschwindigkeit) und z (Ziehgeschwindigkeit)
unabhängig
voneinander einstellbar sind und während dem Schneiden konstant
sind. Ebenfalls ist der Schneidwinkel α während des Schneidens konstant
und einfach einstellbar (Einstellen der Distanz zwischen Gegenmesser 1 und
Rotationsachse 32 des Schneidmessers 3). Die Nachteile
des durch die 1 illustrierten Schneidverfahrens
wurden bereits eingangs erwähnt.
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2 zeigt
nun ein ebenfalls bekanntes Verfahren zur Durchführung von ziehenden Kreuzschnitten
an kontinuierlich geförderten
Produkten, wobei die Produkte in einem dichten Förderstrom im wesentlichen quer
(allgemein: nicht parallel) zu ihren Hauptflächen gefördert werden.
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Den
Produkten sind Gegenmesser 1 mit Anlegekanten 11 (in
der Papierebene) und Anlegeflächen 12 (beispielsweise
senkrecht zur Papierebene) zugeordnet, derart, dass je ein Produkt 2 (es
kann auch eine Gruppe von Produkten sein) an der Anlegefläche 12 eines
Gegenmessers 1 anliegt und eine vorgegebene Schnittlinie
auf der Anlegekante 11 liegt. Produkte 2 und Gegenmesser 1 werden
zusammen mit einer Fördergeschwindigkeit
v gegen ein rotierendes, keisscheibenförmiges Schneidmesser 3 bewegt,
welches Schneid messer 3 eine kreisförmig geschlossene Schneidekante 31 und
eine parallel zu den Hauptflächen
der Produkte 2 angeordnete Rotationsachse 32 aufweist.
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Aus
der 2 ist ersichtlich, dass der Schneideingriff an
dem in der Figur unteren Ende der Produkte 2 beginnt mit
einem Schneidwinkel α1 von ca. 0° (Schneidekante 31 etwa
parallel zur Anlegekante 11) und am oberen Produktende
mit einem Schneidwinkel α2 von ca. 90° endet. Aus der Figur ist ebenfalls
ersichtlich, dass am Anfang des Schnittes die Schneidgeschwindigkeit
gross, am Ende des Schnittes klein ist und dass diese Schneidgeschwindigkeit
nicht von der Rotationsgeschwindigkeit des Schneidmessers sondern
nur von der Fördergeschwindigkeit
v abhängig
ist. Die Umfangsgeschwindigkeit des Schneidmessers wirkt sich insbesondere als
Ziehgeschwindigkeit z aus, die über
den ganzen Schnitt etwa konstant ist. Offensichtlich können also die
Schneidparameter für
einen Schnitt nicht konstant gehalten werden, es sei denn, das Schneidmesser
sei verglichen mit der zu schneidenden Produktebreite derart gross,
dass der Schnitt in einem sehr kleinen Sektor des Schneidmessers
durchführbar
ist, was aber vorrichtungsmässig
nicht sehr sinnvoll ist.
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3 zeigt
nun im Gegensatz zu den 1 und 2 das erfindungsgemässe Verfahren
zur Durchführung
eines ziehenden Kreuzschnittes an Produkten, die in einem dichten
Förderstrom
im wesentlichen quer zu ihren Hauptflächen gefördert werden.
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Den
Produkten 2 werden wiederum Gegenmesser 1 zugeordnet
derart, dass je ein Produkt oder eine Produktegruppe an der Anlegefläche 12 (beispielsweise
senkrecht zur Papierebene) eines Gegenmessers 1 anliegt
und die vorgegebene Schnittlinie auf der Anlegekante 11 (in
der Papierebene) liegt. Die Produkte 2 und die Gegenmesser 1 werden
zusammen gegen ein Schneidmesser in Form einer Schneidklinge 5 mit
einer nicht geschlossenen Schneidekante 51 geführt, wobei
die Schneidekante 51 im wesentlichen in der durch die sich
bewegenden Anlegekanten 11 bzw. Schnittlinien aufgespannten Fläche liegt
und derart angeordnet ist, dass sie die vorbeigeförderten
Gegenmesser 1 in einem Schneidbereich 4 mit einem
Schneidwinkel α schneidet
und der Schneidbereich 4 während dem Vorbeifördern von
einem Ende des Produktes 2 zum anderen verschoben wird.
Während
die Schneidekante 51 der Schneidklinge 5 mit der
Anlegekante 11 eines Gegenmessers in schneidendem Eingriff
steht, wird die Schneidklinge 5 zusätzlich parallel zur Anlegekante 11 und
zwar in einer ziehenden Bewegung Z in entgegengesetzter Richtung
zur Verschiebung des Schneidbereiches 4 bewegt. Die Ziehbewegung
(Z') kann auch entlang
der Linie der Schneidekante 51 oder mit einer Ziehrichtung
zwischen Z und Z' durchgeführt werden.
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Zwischen
zwei Schneidvorgängen
wird die Schneidklinge 5 in einer Rückstellbewegung R bzw. R' an den Ausgangspunkt
zurückbewegt.
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Der
Schneidvorgang gemäss 3 ist
ein ziehender Kreuzschnitt mit den folgenden Eigenschaften:
- – Der
Schneidwinkel αund
die Schneidgeschwindigkeit (Verschiebegeschwindigkeit des Schneidbereiches)
sind während
dem Schnitt konstant.
- – Der
Schneidwinkel α ist
einfach einstellbar, die Schneidgeschwindigkeit ist bestimmt durch
den Schneidwinkel α und
die Fördergeschwindigkeit
v, bzw. durch die relative Stellung und Bewegung von Gegenmesser 1 und
Schneidklinge 5.
- – Die
Ziehgeschwindigkeit ist unabhängig
von Schneidwinkel α und
Fördergeschwindigkeit
v und ist durch einen entsprechend steuerbaren Antrieb frei einstellbar.
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Die
Einstellbarkeit des Schneidwinkels α ist begrenzt durch die Bedingung,
dass immer nur ein Gegenmesser 1 mit der Schneidklinge 5 im Schneideingriff
stehen darf und dass zwischen den Schneidvorgängen genügend Zeit für eine Rückstellbewegung R der Schneidklinge
vorhanden sein muss. Das heisst mit anderen Worten, der Schneidwinkel α ist nach
oben begrenzt durch vorrichtungstechnische Parameter wie Fördergeschwindigkeit, Produkteabstand,
Antriebsleistung für
die Rückstellbewegung
etc. Der Schneidwinkel ist gegen unten an sich nicht begrenzt, das
heisst er kann sozusagen 0° sein
(Anlegekante und Schneidekante sind parallel zueinander), wobei
aber dann eigentlich nicht mehr von einem Kreuzschnitt gesprochen
werden kann. Die Ziehgeschwindigkeit ist in weiten Grenzen variierbar,
wenn die Schneidekante 51 der Schneidklinge 5 bedeutend
länger
ist als die Schnittlinie, entlang derer geschnitten werden soll,
und wenn sie mit einem entsprechenden Antrieb wirkverbunden ist.
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Wie
bereits erwähnt,
werden üblicherweise die
Gegenmesser 1 kontinuierlich an der Schneidklinge 5 vorbeigefördert. Dies
ist aber nicht eine Bedingung. Ebenso könnte die Schneidklinge 5 bewegt und
die Gegenmesser 1 stationär sein oder beide Messer (1 und 5)
könnten
während
dem Schneideingriff gegeneinander bewegt werden. Es ist auch vorstellbar,
dass Gegenmesser 1 und Produkte 2 in der 3 von
rechts nach links gefördert
werden und dabei von der Schneidklinge 5, die in der gleichen
Richtung aber schneller bewegt wird, überholt werden. Bedingung ist
eine Relativbewegung zwischen Gegenmesser 1 und Schneidklinge 5,
derart, dass sich das Gegenmesser 1 mit der Anlegefläche voran
der Schneidekante 51 der Schneidklinge 5 nähert.
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In
der 3 sind die Gegenmesser 1 derart dargestellt,
dass sie quer zur Förderrichtung
v stehen. Auch dies ist keine Bedingung für das erfindungsge mässe Verfahren.
Bedingung ist, dass die Schnittlinien bzw. die Anlegekanten 11 der
Gegenmesser 1 nicht parallel zur Förderrichtung v angeordnet sind.
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In
der 3 sind die Gegenmesser 1 parallel zueinander
angeordnet und die Förderrichtung
v verläuft
geradlinig (in der Papierebene). Eine derartige Anordnung ist beispielsweise
eine geradlinige Förderstrecke,
auf der in Förderabteilen,
die durch Trennwände
voneinander getrennt sind, Produkte gefördert werden. Dabei sind die
Förderabteile
beispielsweise gegen oben offen und sind Gegenmesser an den Trennwänden angebracht
oder sind die Trennwände
selbst als Gegenmesser ausgebildet. Die Fläche, die von den bewegten Anlegekanten bzw.
von den bewegten Schnittlinien aufgespannt wird, ist in einer derartigen
Anordnung eine Ebene (Papierebene der Figur). Dies ist ein Spezialfall
und ist ebenfalls keine Bedingung für das erfindungsgemässe Verfahren.
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4 zeigt
am Beispiel einer Schneidtrommel Varianten gegenüber dem Spezialfall von 3. Die
Gegenmesser 1 (z.B. Trennwände von axial an der Trommel
angebrachten Förderabteilen)
und Produkte 2 werden in einer derartigen Trommel auf einem
Kreisbogen (in der Papierebene) gefördert und können dabei beispielsweise entlang
von vier senkrecht aufeinander stehenden Schnittlinien geschnitten
werden. Zwei seitliche Schnittlinien der Produkte (parallel zur
Papierebene verlaufend) werden nicht parallel zueinander sondern
in einer gefächerten
Anordnung in einer Ebene bewegt, während eine innere und eine äussere Schnittlinie
der Produkte (senkrecht zur Papierebene) zueinander parallel aber
auf einer gebogenen Fläche
(Zylindermantel) bewegt werden. Es sind Schneidklingen 5.1 und 5.2 zum Schneiden
entlang der inneren und der äusseren Schnittlinien
der Produkte und eine Schneidklinge 5.3 zum Beschneiden
entlang der einen seitlichen Schnittlinie der Produkte dargestellt.
Vorteilhafterweise wird gleichzeitig entlang beider seitlicher Schnittlinien
geschnitten, ist also verdeckt durch die Schneidklinge 5.3 auf
der anderen Produkteseite eine weitere, gleiche Schneidklinge vorgesehen.
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Die
beiden Schneidklingen 5.1 und 5.2 mit Schneidekanten 51.1 und 51.2 entsprechen
in einer Projektion auf die von den Anlegekanten 11.1 und 11.2 aufgespannte
Fläche
der Schneidklinge 5 der 3, das heisst
in dieser Projektion sind ihre Schneidekanten 51.1 und 51.2 geradlinig.
Um aber der bogenförmigen
Bewegung der Anlegekanten 11.1 und 11.2 folgen
zu können,
müssen
die Schneidekanten 51.1 und 51.2 schraubenförmig an
den Förderbogen
angepasst sein. Da aus diesem Grunde auch eine Ziehbewegung (Z' in 3)
entlang der Schneidekante 51.1 oder 51.2 schraubenförmig verlaufen
müsste,
ist es für
derartig angeordnete Schneideklingen vorteilhaft, die Ziehbewegung
(Z in 3) parallel zu den Anlegekanten 11, das
heisst hier in axialer Richtung der Trommel durchzuführen.
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Die
Schneidklinge 5.3 hat zum Schneiden von gefächert (nicht
parallel) zueinander geförderten Produkten
ebenfalls eine bogenförmige
Schneidekante 51.3 (überzeichnet),
damit mit konstantem Schneidwinkel geschnitten werden kann. Auch
ein derartiger Bogen kann als Kreisbogen angenähert werden und die Zieh- bzw.
Rücksetzbewegung (Z''/R'') können auf
diesem Bogen ausgeführt
werden. Für
das Schneiden von Produkten für
die auch bei nicht genau konstantem Schneidwinkel eine konstante
und gute Schnittqualität
erreicht werden kann, kann eine Schneidklinge 5.3 auch
mit einer geradlinigen Schneidekante ausgeführt sein.
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Je
nach Form und Position der Schnittlinien und je nach Förderverlauf
der zu schneidenden Produkte, sind Schneidklingen mit entsprechend
geformten Schneidekanten vorzusehen und entsprechende Bewegungskulissen
und Antriebe zur Erzeugung einer Ziehbewegung bzw. Rückstellbewegung
der Schneidklinge. Ziehbewegungen entlang der Linie der Schneidekante
der Schneidklinge sind theoretisch nur möglich für Schneidekanten, die auf einer geraden
Linie, auf einem ebenen Kreisbogen oder auf einer Schraubenlinie
mit kreisförmigem
Grundriss verlaufen, innerhalb einer für den Schneidbereich allerdings
engen Toleranz näherungsweise
auch für anders
geformte Schneidekanten.
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Wie
bereits im Zusammenhang mit der 3 erwähnt, müssen die
Schneidklingen 5.1, 5.2 und 5.3 nicht
unbedingt ortsfest angeordnet sein. Beispielsweise um bei vorgegebener
Fördergeschwindigkeit und
eingeschränktem
Schneidwinkel (die zusammen die Schneidgeschwindigkeit an sich bestimmen)
einen langsameren oder schnelleren Schnitt zu ermöglichen,
ist es auch möglich,
die Klingen in derselben Richtung wie die Gegenmesser langsamer
oder schneller als die Gegenmesser im wesentlichen um die Trommelachse
zu rotieren. Je nach Näherungsrichtung
der Schneidekante sind die Produkte auf der einen oder anderen Seite
der Anlegekanten anzulegen. Es sind für eine derartige Ausführungsform
auf einem Rotor mehrere analoge Schneidklingen vorzusehen.
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5 und 6 zeigen
im Detail eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Schneidverfahrens
(5) und einen Antrieb (6) zur Erzeugung
der Zieh/Rückstellbewegungen
der Schneidklinge dieser Vorrichtung.
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5 entspricht
im wesentlichen der 3 und zeigt im Detail die Zieh/-Rückstellbewegung (Z'/R') der Schneidklinge 5.
Zur Vereinfachung der Darstellung ist sie derart ausgelegt, als
ob die Schneidklinge 5 mit einer Geschwindigkeit v und
mit vorausgerichteter Schneidekante 51 an einer Serie von
stationären
Gegenmessern 1.1 bis 1.3 mit gegen die Bewegung
der Schneidklinge 5 gerichteten Anlegekanten 11 bewegt
würde.
Die dadurch erzeugte Relativbewegung zwischen Schneidekante 51 und Anlegekanten 11 ist
dabei die genau gleiche, wie für eine
ortsfest angeordnete Schneidklinge 5 und daran vorbei geführte Gegenmesser 1.1, 1.2, 1.3,
was an sich die bevorzugte Ausführungsform
darstellt.
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Strichpunktiert
sind parallel zur Schneidekante 51 der Schneidklinge 5 von
unten gegen oben aufeinanderfolgende Postitionen dieser Schneidekante 51 dargestellt
und an den Schnittpunkten dieser Positionslinien mit den Anlegekanten 11 der
Gegenmesser von links nach rechts aufeinanderfolgende Positionen 4.1, 4.2 und 4.3 des
Schneidbereichs, der sich während
jedem Schnitt von links nach rechts verschiebt. An den Verschiebungen
der Endpunkte der strichpunktierten Positionslinien sind die vorzusehenden,
alternierenden Zieh/Rückstellbewegungen der
Schneidklinge 5 sichtbar. Diese sind, mindestens während dem
die Schneidekante 51 mit einer Anlegekante 11 im
Schneideingriff ist, gegen die Verschiebung des Schneidbereichs,
also von rechts nach links gerichtet (Ziehbewegung Z') und zwischen dem
Ende des Schneidvorganges mit einem Gegenmesser und dem Anfang des
Schneidvorganges mit dem folgenden Gegenmesser in der entgegengesetzten
Richtung (Rückstellbewegung
R').
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Wie
bereits im Zusammenhang mit der 3 beschrieben,
sind auch alternierende Zieh/Rückstellbewegungen
parallel zu den Anlegekanten 11 möglich, was mit entsprechenden
Pfeilen Z/R angedeutet ist. Bei kleinem Schnittwinkel α ist der
Unterschied der beiden Varianten Z'/R' und
Z/R minim.
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Die
für einen
Bewegungszyklus der Schneidklinge 5 zur Verfügung stehende
Zeit T ist bestimmt durch den Abstand d zwischen den Anlegekanten 11 der
Gegenmesser und durch die Fördergeschwindigkeit
v und beträgt
d/v. Der Anteil TZ an dieser Zykluszeit,
die von der Ziehbewegung Z beansprucht wird, ist abhängig vom
Abstand der Anlegekanten, vom Schneidwinkel α und von der Schnittlänge D (maximal
mögliche
Länge einer
zu schneidenden Schnittlinie) und beträgt etwa D·tgα/d. Die Rückstellbewegung R muss in der
restlichen Zykluszeit TR durchgeführt werden.
Die Amplitude der alternierenden Bewegung ist hauptsächlich bestimmt
durch die gewünschte
Ziehgeschwindigkeit.
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In
bevorzugten Anwendungen ist der Schneidwinkel α klein (im Bereiche von ca.
2 bis 10°) und
der Abstand zwischen den Gegenmessern derart, dass ein grösserer Anteil
der Zykluszeit für
die Rückstellbewegung
R zur Verfügung
steht.
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Die
alternierende Klingenbewegung (Zieh/Rückstellbewegung) ist vorteilhafterweise
eine sinusartige Bewegung, in der die steigenden und die abfallenden
Kurventeile gegebenenfalls voneinander verschiedene Steigungen haben.
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Für die in
der 5 dargestellte Ausführungsform wird die ganze Bewegung
in Ziehrichtung für
den ziehenden Kreuzschnitt ausgenützt. Dies bedeutet, dass die
Ziehgeschwindigkeit am Anfang des Schnittes zunimmt und gegen sein
Ende abnimmt. Es ist auch möglich,
nur einen mittleren Teil dieser Bewegung für den Schnitt auszunützen, wodurch
die Ziehgeschwindigkeit über
den Schnitt konstanter wird. Die Amplitude der alternierenden Klingenbewegung
und die Geschwindigkeit der Rückstellbewegung
muss dementsprechend vergrössert
werden.
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6 zeigt
schematisch ein beispielhaftes Getriebe zur Erzeugung einer alternierenden Zieh/Rückstellbewegung
für ein
Verfahren gemäss 5, wobei
also die zu erzeugende Bewegung aus alternierenden schnelleren Ziehbewegungen
und langsameren Rückstellbewegungen
besteht. Es handelt sich um ein Kreuzschleifengetriebe.
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Das
Getriebe weist ein Antriebsrad 60 auf und eine gelenkig
am Umfang des Antriebsrades angeordnete Kurbel 61, die
in verschiedenen Positionen durch entsprechende Linien dargestellt
ist. Die Kurbel ist geführt
durch eine um einen Drehpunkt 62 frei drehbare Führung (nicht
dargestellt). Wenn das Antriebsrad in der Pfeilrichtung angetrieben
wird, bewegt sich das Ende der Kurbel (oder jeder beliebige Punkt
der Kurbel jenseits des Drehpunktes 62) auf einer elliptischen
Bahn 63 in Pfeilrichtung. Auf eine Zeitachse t übertragen
stellt diese Bewegung die gewünschte,
sinusartige Bewegung mit verschiedenen Geschwindigkeiten für steigende
und sinkende Kurventeile dar.
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An
einem derartigen Getriebe ist die Zykluszeit einstellbar durch Einstellung
der Antriebsgeschwindigkeit. Die Kurvenform, das heisst der Unterschied
der Geschwindigkeiten auf steigenden und sinkenden Kurventeilen
ist einstellbar durch Einstellen der Distanz zwischen Drehpunkt 62 und
Rotationsachse 64 des Antriebsrades 60. Die Amplitude der
Bewegung ist einstellbar durch Einstellen der Länge der Kurbel 61,
bzw. durch entsprechendes Positionieren des Punktes auf der Kurbel 61,
an dem die Schneidklinge direkt oder indirekt angeschlossen ist.
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6 zeigt
oben den Bewegungsablauf eines Kurbelpunktes auf einer Zeitachse
t. Diese Bewegung ist im Sinne der 5 in Ziehbewegung
Z und Rückstellbewegung
R eingeteilt (entsprechende Anteile an der Zykluszeit TZ und
TR). Die Zykluszeit T ist ebenfalls in einen
Ziehanteil TZ.1 mit einer im wesentlichen
konstanten Ziehgeschwindigkeit und einen entsprechenden Rückstellanteil
TR.1 aufgeteilt, wobei der Rückstellanteil
TR.1 zusätzlich
zur Bewegung in der entgegengesetzten Richtung zu Z auch noch die
beschleunigten bzw. gebremsten Bereiche der Bewegung in Ziehrichtung
umfasst.
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Das
in der 6 schematisch dargestellte Getriebe ist für einen
Fachmann ohne weiteres ausleg- und herstellbar. Das gleiche gilt
für geeignete Verbindungsmittel
zwischen dem Getriebe und der Schneidklinge. Es sollte für den Fachmann
auch kein Problem darstellen, für
andere Varianten des erfindungsgemässen Verfahrens Getriebe und
Verbindungsmittel entsprechend anzupassen.