DE19738693A1

DE19738693A1 - Vorrichtung zum Schneiden von Papier, Pappe o. dgl.

Info

Publication number: DE19738693A1
Application number: DE1997138693
Authority: DE
Inventors: Eberhard Kegel
Original assignee: KG SCHNEIDER SENATOR VERKAUFS
Current assignee: KG SCHNEIDER SENATOR VERKAUFS
Priority date: 1997-09-04
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 1999-03-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Papier, Pappe oder dergleichen gemäß den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Schneidmaschinen dieser Art werden insbesondere zum Schneiden von Blattgutstapeln eingesetzt. Sie weisen ein Maschinengestell mit einem daran geführten Messerträger auf, in dem das eigentliche Messer aufgenommen ist. Der Messerträger wird mittels eines Antriebs aus seiner oberen Stellung in eine untere verfahren, bei der er sich gleichzeitig seitwärts bewegt und je nach Maschinentyp ggf. auch eine Schwenkbewegung vollzieht. Bei diesem Arbeitshub wird der zwischen Maschinentisch und einem Preßbalken fixierte Blattgutstapel einseitig beschnitten.

Um die beim Schnitt auftretenden Kräfte zu erzeugen und auf das mit hoher Schnittgenauigkeit arbeitende Messer zu übertragen ist einer seits eine präzise Führung zwischen Messerträger und Maschinenge stell erforderlich und andererseits ein geeigneter durchzugskräftiger Antrieb. Während früher als Führungen im Maschinengestell schwenk bar gelagerte Gleitsteine eingesetzt wurden, die in Nuten des Mes serträgers laufen, werden bei modernen Schneidmaschinen wälzkörper gelagerte Linearführungen zwischen Messerträger und Maschinenge stell eingesetzt. Auch die früher verwendeten Kurbelantriebe werden vermehrt durch hydraulische Antriebe ersetzt, bei denen bei konstruk tiv einfacher und kompakter Bauweise hohe Kräfte übertragen werden können. Derartige Maschinen sind beispielsweise aus DE 44 40 764 A1 oder DE 44 40 754 C1 bekannt.

Zwar haben sich Hydraulikantriebe in Verbindung mit Linearführun gen bei derartigen Maschinen bestens bewährt, doch ist man bemüht, die Maschinen konstruktiv weiter zu vereinfachen und damit die Herstellungskosten zu senken.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß der konstruktive Aufwand für die Vorrichtung sowie auch der schaltungstechnische Aufwand zur Ansteuerung derselben vereinfacht werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale erfüllt. Weitere Lösungen, die für sich oder auch in Kombination diese Aufgabe lösen, sind in den Ansprüchen 3 und 4 sowie den Unteransprüchen angegeben.

Der erfindungsgemäße Einsatz mindestens eines Linearmotors bei einer Schneidmaschine bringt nicht nur konstruktiv erhebliche Vor teile mit sich, da Antrieb und Führung in einem gemeinsamen Bauteil vereint sein können, sondern darüberhinaus auch steuerungstechnisch erhebliche Vorteile. Bei geeigneter Auslegung der Maschine können eine hydraulische Steuerung sowie hydraulische Antriebsaggregate vollständig entfallen. Dies ist nicht nur kostengünstig, sondern auch in der Praxis von Vorteil, da keinerlei Vorkehrungen zum Auffangen von Hydraulikflüssigkeit getroffen werden müssen und keinerlei Gefahr besteht, daß Hydraulikflüssigkeit mit papierführenden Teilen der Maschine in Verbindung kommt. Darüberhinaus kann die Kraft einleitung nahezu optimal erfolgen, da sie gerichtet innerhalb der durch den Linearmotor gleichzeitig gebildeten Führung erfolgt, es entstehen also nur geringe Momentbelastungen in der Führung bzw. im Antrieb, was- eine kompakte Bauweise ebenfalls begünstigt. Me chanische Kraftübertragungsmittel sind ebenfalls entbehrlich.

Eine gute Kraftverteilung und Messerführung ergibt sich, wenn der Messerträger mit mindestens zwei Linearmotoren am Maschinengestell geführt und angetrieben ist, die vorzugsweise nahe den seitlichen Enden zwischen Messerträger und Maschinengestell angebracht sind.

Es hat sich herausgestellt, daß es beim Einsatz moderner Fertigungs techniken entbehrlich ist, daß das Messer bei seiner Abwärtsbewegung auch gleichzeitig eine Schwenkbewegung (Wiegeschnitt) vollführt, sondern daß es ausreicht, wenn das Messer gleichzeitig in vertikaler und horizontaler Richtung bewegt wird. Dann können die Linearmoto ren in gleichem Winkel, also parallel zueinander am Maschinengestell angebracht werden, wodurch sich nicht nur in der Fertigung, sondern auch in der Steuerung aufgrund der gleichmäßigeren Schnittkraftver teilung während des Schnitts Vorteile ergeben. Um jedoch mögliche Nichtparallelitäten auszugleichen, ist es zweckmäßig, zwischen Line armotor und Messerträger ein Schwenklager vorzusehen.

Von Vorteil ist es, wenn nicht nur der Messerträger linearmotorenge trieben ist, sondern auch weitere Teile der Maschine, so daß auf hydraulische Antriebe nach Möglichkeit vollständig und auf Rota tionsmotorantriebe und die damit erforderlichen mechanischen Über setzungen und Verbindungen weitgehend verzichtet werden kann. So ist es beispielsweise zweckmäßig, den Preßbalken, mit dem das Schneidgut am Schneidtisch festgelegt wird, ebenfalls mittels eines Linearmotors oder auch mittels Linearmotoren anzutreiben. Wenn beispielsweise nur ein Linearmotor eingesetzt wird, so wird noch eine entsprechende mechanische Hebelübertragung zum Preßbalken hin erforderlich sein, wobei diese Hebel ggf. noch zur wegunabhängigen Gewichtskraftentlastung mittels Federn herangezogen werden kann, wie dies an sich bekannt ist. Soll jedoch auch auf eine solche mecha nische Hebelanordnung verzichtet werden und die Preßbalkenbewe gung ausschließlich und unmittelbar durch Linearmotorantrieb erfol gen, so ist es zweckmäßig, zu beiden Seiten des Preßbalkens jeweils einen Linearmotor zwischen Preßbalken und Maschinengestell an zuordnen. Über eine entsprechende Sensorik in Verbindung mit einer elektronischen Regelung kann dann eine Gewichtskraftentlastung des Preßbalkens ohne Federkraft, ausschließlich mittels der Linearmotoren erfolgen. Bei direktem Antrieb ist darüberhinaus noch dafür zu sor gen, daß bei ungewolltem Spannungsabfall der Preßbalken in seiner aktuellen Position selbsttätig gehalten wird. Dies kann durch eine mechanische Arretierung in oder am Linearmotor bzw. der dadurch gebildeten Führung in Verbindung mit einer z. B. federkraftbeauf schlagten elektrischen Selbsthaltung erfolgen, so daß bei Unterbre chung der Versorgungsspannung die federkraftbeaufschlagte Arretie rung wirksam wird.

Der Antrieb des Preßbalkens mittels Linearmotoren ist grundsätzlich nicht abhängig von den Antriebsmitteln des Messerträgers, doch ist es besonders vorteilhaft, wenn beide Antriebsmittel durch Linearmotoren gebildet sind, da sich dann die konstruktiven Vorteile beider Anord nungen addieren und lediglich eine elektronische Steuerung erforder lich ist. Entsprechendes gilt für den Antrieb der Schneidgutvorschu beinrichtung, der vorzugsweise ebenfalls mittels eines Linearmotors erfolgt.

Schon aus Gründen der Energiezufuhr (Kabelführung) ist es zweck mäßig, den Stator eines jeden Linearmotors maschinengestellseitig festzulegen, da dann keine Vorkehrungen zur Beweglichkeit der Kabelführungen getroffen werden müssen. In bestimmten Fällen können jedoch die Vorteile der umgekehrten Anordnung überwiegen.

Grundsätzlich ist es denkbar, Linearmotor und Führungseinheit von einander zu trennen. Bei den heute üblichen Bauformen von Linear antrieben wird jedoch die Führungsfunktion innerhalb des Motors übernommen, so daß sich eine montagefertige Antriebs- und Füh rungseinheit ergibt, die lediglich zwischen den relativ zueinander beweglichen Bauteilen anzuordnen, d. h. in der Regel durch Schrau ben zu befestigen ist. Es versteht sich, daß eine solche Antriebs- und Führungseinheit besonders platzsparend und wie eingangs erwähnt hinsichtlich der Kraftangriffspunkte günstig ist, da der Kraftfluß zwischen Antrieb und Lagern auf im wesentlichen den gleichen Wegen erfolgt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in stark schematischer Darstellung die Anordnung zweier Linearmotoren zwischen Messerträger und Maschinenge stell,

Fig. 2 die Anordnung eines Linearmotors zur Preßbalkenbetäti gung in Darstellung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Ausführung, bei der zwei Linearmotoren zur Preßbalkenbetätigung vorgesehen sind in Darstellung nach Fig. 1 und

Fig. 4 eine Linearmotoranordnung an einer Vorschubeinrichtung einer Schneidmaschine in vereinfachter schematischer Darstellung.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Schneidmaschine weist ein Maschinengestell 1 auf, mit einer Durchgangsöffnung 2, durch die der zu schneidende Blattgutstapel zum Zwecke des Ablängens bis zur Schneidkante der Maschine durchschiebbar ist. Innerhalb des Maschinengestells 1 ist ein Messerträger 3 verfahrbar geführt, der ein Messer 4 in an sich bekannter Weise trägt. Der Messerträger 3 ist mittels zweier Antriebs- und Führungseinheiten 5, welche einen Linearmotor 8 mit entsprechenden Führungen 9 beinhalten, mit dem Maschinengestell 1 verbunden. Die Antriebs- und Führungseinheit 5 ist so angeordnet, daß der statorseitige Teil maschinengestellseitig und der aktorseitige Teil messerträgerseitig 3 angeordnet ist. Zwischen dem jeweiligen Aktor und dem Messerträger 3 ist darüberhinaus noch ein Schwenklager 6 vorgesehen, dessen Lagerachse 7 quer zur Bewegungsrichtung des Messerträgers 3 gerichtet ist. Die beiden Antriebs- und Führungseinheiten 5 sind parallel zueinander und derart schräg angeordnet, daß der Mess erträger 3 mit dem daran befindlichen Messer 4 beim Arbeitshub (von der in Fig. 1 in unterbrochenen Linien dargestellten oberen Stellung zu der in durchgezogenen Linien dargestellten unteren Stellung) eine Bewegung nach unten und gleichzeitig zur Seite macht. Dabei wird der in der Durchgangsöffnung 2 befindliche Blattgutstapel vom Messer 4 beschnitten. Der Rückhub erfolgt in entgegengesetzter Richtung.

Die Darstellung nach Fig. 2 zeigt, wie ein Preßbalken 10, welcher zum Festlegen des Blattgutstapels nahe der Schneidkante der Maschi ne im Bereich der Durchgangsöffnung 2 vorgesehen ist, durch einen Linearmotor 8 antreibbar ist. Bei der in Fig. 2 dargestellten Aus führung ist nur ein Linearmotor 8 zentral im unteren Bereich des Ma schinengestells 1 vorgesehen. Dieser Motor ist statorseitig am Ma schinengestell 1 festgelegt und beaufschlagt mit seinem Aktor zwei Hebel 11, die schwenkbar am Maschinengestell 1 gelagert sind und deren andere Enden mit im wesentlichen vertikalen Hebeln 12 ver bunden sind, die wiederum mit dem vertikal verschiebbar am Maschi nengestell 1 gelagerten Preßbalken 10 verbunden sind. Linearmotor 8 und Preßbalken 10 sind in der oberen Stellung in unterbrochenen Linien und in der unteren, den Blattgutstapel fixierenden Stellung in durchgezogenen Linien dargestellt.

Bei der Ausführung nach Fig. 3, die ebenfalls den Preßbalkenantrieb betrifft, ist auf die Hebelanordnung 11 verzichtet worden und an jeder Seite des Preßbalkens 10 eine Antriebs- und Führungseinheit 5 angeordnet, welche über den Hebel 12 oder auch unmittelbar mit dem Preßbalken 10 verbunden werden kann und in gleicher Weise wie die anhand von Fig. 2 beschriebene Anordnung eine vertikale Bewegung des Preßbalkens 10 erlaubt.

Die Steuerung der Linearmotoren 8 kann dergestalt erfolgen, daß eine vollständige Gewichtsentlastung des Preßbalkens erreicht wird, so daß dieser nahezu kraftfrei auf- und abwärts bewegbar ist, wobei eine Sicherungseinrichtung vorgesehen ist, welche ein Herabfahren des Preßbalkens 10 bei Zusammenbruch oder Ausfall der elektrischen Versorgung sicherstellt.

Die Darstellung nach Fig. 4 zeigt das Maschinengestell 1 in Seiten ansicht. Der Messerträger mit dem daran befindlichen Messer 4 sowie der Preßbalken 10 sind in der Darstellung symbolhaft angedeutet. Die Maschine weist einen Hintertisch 13 auf, auf dem das Schneidgut der Maschine zugeführt wird. Um das Schneidgut vom Hintertisch 13 in Richtung auf die Durchgangsöffnung 2 zur Schnittkante innerhalb des Maschinengestells 1 zu befördern, ist eine Vorschubeinrichtung 14 vorgesehen, bestehend aus einem Sattel 15 sowie einer zwischen Sattel 15 und Hintertisch 13 angeordneten Antriebs- und Führungseinheit 5, bestehend aus einem Linearmotor 8 und einer zugehörigen Führung 9. Mit Hilfe dieser Antriebs- und Führungseinheit 5 ist der Sattel 15 auf dem Hintertisch 13 in Richtung zur Durchgangsöffnung 2 bzw. Gegenrichtung verfahrbar.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Linearmotoren mit integrierter Führung jeweils als Antriebs- und Führungseinheit 5 ausgebildet, die Führungen können ggf. auch neben den Motoren angeordnet sein. Es versteht sich, daß diese Einheiten 5 an das jeweilige Anforderungsprofil angepaßt sind. Als Linearmotoren können prinzipiell alle geeigneten handelsüblichen eingesetzt werden, insbesondere geeignet sein werden Linearmotoren in Form von Asynchron- und Gleichstrommotoren, vorzugsweise in zweiseitiger Bauweise.

Bezugszeichenliste

1

Maschinengestell

2

Durchgangsöffnung

3

Messerträger

4

Messer

5

Antriebs- und Führungseinheit

6

Schwenklager

7

Achse

8

Linearmotor

9

Führung

10

Preßbalken

11

Hebel

12

vertikaler Hebel

13

Hintertisch

14

Vorschubeinrichtung

15

Sattel

Claims

1. Vorrichtung zum Schneiden von Papier, Pappe oder derglei chen, insbesondere in Form von Stapeln, mit einem Maschinengestell (1) und einem daran mindestens auf- und abwärts verfahrbar gelager ten Messerträger (3) mit einem Messer (4) und mit Antriebsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel mindestens einen Linearmotor (8) aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerträger (3) mit mindestens zwei Linearmotoren (8) am Maschi nengestell (1) geführt und angetrieben ist.

3. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem am Maschinengestell (1) auf- und abwärts bewegbaren Preßbalken (10) zum Festlegen des Schneidguts, dadurch gekennzeichnet, daß der Preßbalkenantrieb mindestens einen Linearmotor (8) aufweist.

4. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 3 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Schneidgutvor schubeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrich tung (14) als Antrieb mindestens einen Linearmotor (8) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Stator des Linearmotors (8) maschi nengestellseitig festgelegt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Linearmotoren (8) schräge Führungen (9) für den Messerträger (3) bilden, derart, daß der Messerträger (3) bei einer Aufwärts- oder Abwärtsbewegung auch quer dazu bewegt wird.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Preßbalken (10) durch zwei Linearmo toren (8) angetrieben und geführt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Linearmotor (8) als Antriebs- und Führungseinheit (5) ausgebildet ist.