DE19748789A1 - Vorrichtung zum Querschneiden einer Papierbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querschneiden einer Papierbahn, mit einer kontinuierlich angetriebenen ersten Fördereinrichtung, mittels der die Papierbahn mit einer konstanten, ersten Fördergeschwindigkeit in die Vorrichtung bewegt und dort während des Schneidevorganges in Form einer Schlaufe gespeichert (gepuffert) wird, mit einer stationär angeordneten Schneideinrichtung, mit einer Klemmeinrichtung zum zeitweiligen Festklemmen der Papierbahn, und mit einer zweiten Fördereinrichtung zur Weiterbewegung der Papierbahn nach deren Speicherung, mit einer gegenüber der ersten Fördergeschwindigkeit erhöhten zweiten Fördergeschwindigkeit, bestehend aus einer kontinuierlich angetriebenen Förderwalze und mehreren an diese unter Zwischenschaltung der Papierbahn mittels einer Hubeinrichtung intermittierend andrückbaren Andruckrollen, wobei die Klemmeinrichtung und die Hub­ einrichtung im Arbeitstakt der Schneideinrichtung derart antreibbar sind, daß für die Dauer des Schneidevorganges die Papierbahn durch die Klemmeinrichtung festgeklemmt ist und die Andruckrollen von der Förderwalze abgehoben sind.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Querschneiden einer Papierbahn dieser Art (DE 31 31 101 A1) ist die zweite Fördereinrichtung in Vorschubrichtung der Papierbahn vor der Klemmeinrichtung angeordnet und letztere ist unmittelbar vor der Schneideinrichtung plaziert. Zur Betätigung der Klemmeinrichtung, der Schneideinrichtung und der Hubeinrichtung ist ein gemeinsamer Kurbelantrieb vorgesehen, der über drei Kurbelstangen die Bewegungen der vorgenannten Einrichtungen so koordiniert, daß für die Dauer des Schneidevorganges die Papierbahn durch die Klemmeinrichtung festgeklemmt und die Andruckrollen von der Förderwalze abgehoben sind. Da während der Festklemmung der Papierbahn die erste Fördereinrichtung kontinuierlich weiterläuft und die zweite Förderein­ richtung infolge der abgehobenen Andruckrollen unwirk­ sam ist, bildet sich im Bereich vor der zweiten Förder­ einrichtung eine Schlaufe aus. Sobald der Schneidevorgang beendet ist, werden die Andruckrollen wieder an die Förderwalze der zweiten Fördereinrichtung angedrückt und die Papierbahn durch diese zweite Fördereinrichtung mit einer gegenüber der ersten Fördergeschwindigkeit erhöhten Fördergeschwindigkeit weitertransportiert, wodurch zunächst die Schlaufe aufgelöst und die Papier­ bahn gestrafft wird. Danach erfolgt der Weitertransport der Papierbahn durch die erste Fördereinrichtung und die zweite Fördereinrichtung. Die Andruckrollen der zweiten Fördereinrichtung werden unter Federkraft an die Förderwalze angedrückt, wobei diese Federkraft so schwach eingestellt ist, daß bei straff gespannter Papierbahn sich Schlupf zwischen der mit höherer Geschwindigkeit umlaufenden Förderwalze und der Papierbahn einstellt. Die Fördergeschwindigkeit der Papierbahn wird ausschließlich durch die Förderge­ schwindigkeit der ersten Fördereinrichtung bestimmt. Damit sich der erwähnte Schlupf zwischen der Förder­ walze der zweiten Fördereinrichtung und der Papier­ bahn einstellen kann, ist die zweite Förderwalze als Metallwalze ausgebildet. Die maximal mögliche Zugkraft wird hierbei zum einen dadurch begrenzt, daß sich in der Papierbahn keinerlei Druckstellen abzeichnen dürfen, wenn der erwähnte Schlupf eintritt und zum andern die Papierbahn im Augenblick der Straffung derselben, wenn die Schlaufe gerade abgebaut ist, nicht reißen darf. Die zweite Fördereinrichtung weist also eine verhältnis­ mäßig geringe Zugkraft auf und kann daher die Papier­ bahn, nachdem sie von der Klemmeinrichtung freigegeben ist, aus dem Stillstand nicht rasch genug beschleunigen, wodurch die Schnittleistung dieser bekannten Vorrichtung sehr begrenzt ist. Weiterhin besteht auch die Gefahr eines Papierstaus. Um nämlich eine möglichst hohe Schnittleistung zu erreichen, müssen die Andruckrollen der zweiten Fördereinrichtung nach Beendigung des Schneidevorgangs möglichst schnell wieder an die Förder­ walze angedrückt werden. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Klemmbacken der Klemmeinrichtung noch nicht vollständig geöffnet sind, besteht die Gefahr, daß die Papierbahn an den teilweise geöffneten Klemmbacken hängen bleibt und ein Papierstau eintritt. Deswegen können die Andruckrollen erst dann an die Förderwalze angedrückt werden, wenn die vollständige Öffnung der Klemmeinrich­ tung sichergestellt ist. Dies führt ebenfalls zu einer Beeinträchtigung der Schnittleistung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Querschneiden einer Papierbahn der eingangs erwähnten Art aufzuzeigen, welche eine erheb­ liche Steigerung der Schnittleistung bei wesentlich verringerter Gefahr eines Papierstaus ermöglicht.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die zweite Fördereinrichtung zwischen der Klemmeinrichtung und der Schneideeinrichtung angeordnet ist, daß die Förderwalze der zweiten Fördereinrichtung eine Ober­ flächenschicht mit möglichst großem Reibungsbeiwert gegenüber der Papierbahn aufweist und daß die Hubein­ richtung so ausgestaltet ist oder so steuerbar ist, daß die Andruckrollen von der Förderwalze abgehoben werden kurz bevor die Papierbahn durch Abbau der Schlaufe gestrafft ist.

Bei dieser neuen Vorrichtung zum Querschneiden einer Papierbahn können die Andruckrollen der zweiten Förder­ einrichtung sofort nach Beendigung des Schneidevorganges wieder an die Förderwalze der zweiten Fördereinrichtung angedrückt werden. Sobald dies geschehen ist, wird der zunächst ruhenden Papierbahn durch die Förderwalze eine hohe Beschleunigung erteilt. Diese hohe Beschleu­ nigung ist möglich, weil die Oberflächenschicht der Förderwalze einen hohen Reibungsbeiwert gegenüber der Papierbahn aufweist und daher eine große Zugkraft auf diese übertragen kann. Die Beschleunigung der Papier­ bahn kann bereits zu einem Zeitpunkt erfolgen, zu dem die Klemmeinrichtung erst teilweise geöffnet ist, da die zweite Fördereinrichtung hinter der Klemmeinrich­ tung angeordnet ist und deshalb die Papierbahn durch die Klemmeinrichtung hindurchzieht. Die Gefahr eines Papierstaus an der Klemmeinrichtung wird damit ausge­ schaltet. Wesentlich ist auch, daß die Andruckrollen durch die Hubeinrichtung wieder von der Förderwalze abgehoben werden kurz bevor die Papierschlaufe abge­ baut und die Papierbahn gestrafft ist. Andernfalls würde nämlich durch die hohe Beschleunigung der Papier­ bahn und die hohe Zugkraft der Förderwalze die Papier­ bahn reißen. Insgesamt wird durch die hohe Beschleuni­ gung der Papierbahn die für den Abbau der Schlaufe benötigte Zeit stark verkürzt, was insbesondere bei kurzen Formularlängen zu einer erheblichen Steigerung der Schnittleistung führt. So kann z. B. bei einer For­ mularlänge von 10 cm eine Schnittleistung bis zu 100.000 Schnitten pro Stunde oder mehr als 27 Schnitten pro Sekunde erreicht werden. Dies bedeutet, daß inner­ halb einer Zeit von nur 0,038 Sekunden die Papierbahn nach Beendigung eines Schneidvorganges vom Stillstand beschleunigt, durch die zweite Fördereinrichtung um 10 cm vorgeschoben, mittels der Klemmeinrichtung fest­ geklemmt und durch die Schneideinrichtung geschnitten wird. Bei einer Formularlänge von ca. 30 cm läßt sich mit der neuen Vorrichtung noch eine Schnittleistung bis zu etwa 38.000 Schnitten pro Stunde erreichen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird in folgendem, anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spieles näher erläutert.

Mittels einer ersten Fördereinrichtung 1, bestehend aus einer angetriebenen Förderwalze 1a und einer Andruckrolle 1b, wird die Papierbahn P kontinuierlich der Vorrichtung zum Querschneiden zugeführt. Die Förder­ walze 1a wird kontinuierlich mit einer ersten Umfangs­ geschwindigkeit V1 angetrieben und erteilt der Papier­ bahn eine Fördergeschwindigkeit V1, die z. B. der Liefer­ geschwindigkeit eines vorgeschalteten, nicht dargestell­ ten Laserdruckers entspricht. Bei der ersten Förderein­ richtung kann es sich auch um einen sogenannten Traktor handeln, bestehend aus zwei parallel zueinander angeord­ neten Förderbändern, die mit ihren Stacheln in Perfo­ rationen an beiden Längsrändern der Papierbahn ein­ greifen. Im Anschluß an die erste Fördereinrichtung 1 ist eine Schlaufenausbildungsstation 3 angeordnet, deren Funktion bei der Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung noch näher erläutert wird. Nach der Schlaufenausbildungsstation 3 folgt eine Klemmein­ richtung 4, bestehend aus mindestens einer feststehenden Klemmbacke 4a und einer beweglichen Klemmbacke 4b. Zwischen der Klemmeinrichtung 4 und einer Schneidein­ richtung 5 ist eine zweite Fördereinrichtung 6 vorge­ sehen. Bei der Schneideinrichtung 5 handelt es sich vorzugsweise um eine Schneideinrichtung mit einem rotierenden Messer 5a, welches mit einem feststehenden Messer 5b zusammenwirkt. Es kann jedoch auch eine Schneideinrichtung mit einem auf- und abbeweglichen Messer und einem stationären Messer vorgesehen sein.

Die zweite Fördereinrichtung 6 besteht aus einer kon­ tinuierlich angetriebenen Förderwalze 6a und mehreren an diese unter Zwischenschaltung der Papierbahn P andrückbaren Andruckrollen 6b. Die Andruckrollen 6b sind auf einer gemeinsamen Achse 7 in Abstand vonein­ ander angeordnet. Die Förderwalze 6a weist eine Ober­ flächenschicht oder einen Belag 8 auf, die gegenüber der Papierbahn P einen möglichst großen Reibungsbei­ wert hat. Vorzugsweise besteht die Oberflächenschicht 8 aus einem gummielastischen Material, insbesondere aus Polyurethan-Elastomer auf der Basis von Naphthalin-1,5-diyl­ diisocyanat (bekannt unter der eingetragenen Marke Vulkollan).

Die Andruckrollen 6b sind gemäß der Erfindung inter­ mittierend an die Förderwalze 6a unter Zwischenschal­ tung der Papierbahn P andrückbar. Hierfür ist eine Hubeinrichtung 9 vorgesehen. Diese besteht aus einer drehbaren Kurvenscheibe 10 und einer Schwinge 11, an deren freiem Ende die Achse 7 angeordnet ist. Die Schwinge 11 stützt sich über eine Stützrolle 12 an der Kurverischeibe 10 ab. Eine Feder 13 sorgt dafür, daß die Stützrolle 12 immer in Anlage an der Kurven­ scheibe 10 gehalten wird. Der Antrieb der beweglichen Klemmbacke 4b der Klemmeinrichtung 4 erfolgt in ähn­ licher Weise über eine Kurvenscheibe 14, eine Schwinge 15 und eine Stützrolle 16.

Die Kurvenscheiben 10 und 14 sowie das rotierende Schneidmesser 5a werden von einem gemeinsamen Motor 17 angetrieben, wodurch der Antrieb der Hubeinrichtung 9 und der Klemmeinrichtung 4 im Arbeitstakt der Schneid­ einrichtung 5 erfolgt.

Zwischen der Klemmeinrichtung 4 und der Schneidein­ richtung 5 ist zweckmäßig noch eine dritte Förder­ einrichtung 18 vorgesehen, die zweckmäßig benachbart zur Klemmeinrichtung 4 angeordnet ist, während die zweite Fördereinrichtung 6 benachbart zur Schneid­ einrichtung 5 vorgesehen ist. Die dritte Förderein­ richtung 18 besteht aus einer kontinuierlich angetrie­ benen Förderwalze 18a und mehreren Federn an dieser angedrückten Andruckrollen 18b. Die Förderwalze 18a weist eine Metalloberfläche auf. Die Andrückkraft, mit welcher die Andruckrollen 18b unter Zwischenschal­ tung der Papierbahn P an die Förderwalze 18a angedrückt werden, ist so gewählt, daß sich die Förderwalze 18a auch bei festgeklemmter Papierbahn weiterdrehen kann, ohne Druckstellen auf der Papierbahn zu hinterlassen.

Die beiden Förderwalzen 6a und 18a werden kontinuier­ lich mit einer Umfangsgeschwindigkeit V2 angetrieben, die höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit V1 der ersten Fördereinrichtung 1.

Hinter der Schneideinrichtung 5 ist eine vierte Förder­ einrichtung 19, bestehend ebenfalls aus einer konti­ nuierlich angetriebenen Förderwalze 19a und mehreren federnd an diese unter Zwischenschaltung der Papierbahn P andrückbaren Andruckrollen 19b, vorgesehen. Die Umfangs­ geschwindigkeit V2 der Förderwalze 19a entspricht der Umfangsgeschwindigkeit der Förderwalzen 6a und 18a.

Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Vorrichtung ist folgende:
Die Papierbahn P wird mit konstanter Geschwindigkeit von der ersten Fördereinrichtung in die erfindungs­ gemäße Vorrichtung zum Querschneiden transportiert. Dort wird die Papierbahn zyklisch von der Klemmein­ richtung 4 festgeklemmt, während die Schneideinrich­ tung 5 den Schneidvorgang durchführt. Während die Papierbahn durch die Klemmeinrichtung 4 geklemmt ist, wird die Papierbahn P durch die erste Fördereinrichtung 1 kontinuierlich weitergefördert und die dabei geförderte Papiermenge in der Schlaufenausbildungsstation 3 in Form einer Schlaufe 20 gespeichert (gepuffert). Während die Papierbahn durch die Klemmeinrichtung 4 geklemmt ist, dreht sich die Förderwalze 18a der dritten Förder­ einrichtung 18 auf der Papierbahn schleifend weiter, wobei jedoch die Andruckrollen 6b der zweiten Förder­ einrichtung 6 von der Förderwalze 6a abgehoben sind und letztere somit keine Förderwirkung auf die Papier­ bahn ausübt. Das von der Schneideinrichtung 5 abge­ trennte Papierblatt wird durch die vierte Förderein­ richtung 19 weitertransportiert. Nachdem der Schneide­ vorgang ausgeführt ist, wird die Klemmeinrichtung 4 durch die Kurvenscheibe 14 gelöst und gleichzeitig werden die Andruckrollen 6b an die Förderwalze 6a durch die Kurvenscheibe 10 angedrückt. Infolge des hohen Reibungsbeiwertes der Oberflächenschicht 8 übt die Förderwalze 6a eine hohe Zugkraft auf die Papier­ bahn P aus und beschleunigt die Papierbahn in kürzester Zeit auf eine erhöhte Fördergeschwindigkeit, die der Umfangsgeschwindigkeit V2 der Förderwalze 6a und auch der Förderwalze 18 entspricht. Da die Umfangsgeschwin­ digkeit V2 größer ist als die Fördergeschwindigkeit V1 der ersten Fördereinrichtung 1 wird die während der Klemmung der Papierbahn gebildete Papierschlaufe 20 abgebaut. Kurz bevor die Papierschlaufe abgebaut und die Papierbahn gestrafft ist, müssen die Andruckrollen 6b wieder von der Förderwalze 6a abgehoben werden, da sonst die Papierbahn reißen würde. Das rechtzeitige Abheben der Andruckrollen 6b erfolgt durch entsprechende Ausgestaltung der Kurvenscheibe 10. Bei abgehobenen Andruckrollen 6b wird die Papierbahn durch die dritte Fördereinrichtung 18 und bei größeren Formularlängen auch durch die vierte Fördereinrichtung 19 weitertrans­ portiert bis die vorbestimmte Formularlänge erreicht ist. Anschließend erfolgt wieder das Festklemmen der Papierbahn mittels der Klemmeinrichtung 4 und das Schneiden mittels der Schneideinrichtung 5. Durch die intermittierend wirksame Förderwalze 6a mit einer Oberflächenschicht 8 mit hohem Reibungsbeiwert gegen­ über der Papierbahn wird dieser in kürzester Zeit eine hohe Beschleunigung erteilt, wodurch die Dauer für den Abbau der Schlaufe 20, insbesondere bei kurzen Formularlängen, stark verkürzt wird. Dies führt zu einer erheblichen Leistungssteigerung der gesamten Vorrichtung.

Die in der Zeichnung dargestellten Kurvenscheiben 10, 14 können auch eine nach außen begrenzte Steuer­ kurve in Form einer Nut aufweisen, in welche die Rolle 12 bzw. 16 von der Seite her eingreift. Auf diese Weise wird eine Zwangssteuerung der Rollen 12 bzw. 16 nach oben und unten erreicht und die Feder 13 kann entfallen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Querschneiden einer Papierbahn, mit einer kontinuierlich angetriebenen ersten Förderein­ richtung, mittels der die Papierbahn mit einer kon­ stanten, ersten Fördergeschwindigkeit in die Vorrich­ tung bewegt und dort während des Schneidevorganges in Form einer Schlaufe gespeichert (gepuffert) wird, mit einer stationär angeordneten Schneideinrichtung, mit einer Klemmeinrichtung zum zeitweiligen Fest­ klemmen der Papierbahn, und mit einer zweiten Förder­ einrichtung zur Weiterbewegung der Papierbahn nach deren Speicherung mit einer gegenüber der ersten Fördergeschwindigkeit erhöhten zweiten Förderge­ schwindigkeit, bestehend aus einer kontinuierlich angetriebenen Förderwalze und mehreren an diese unter Zwischenschaltung der Papierbahn mittels einer Hubeinrichtung intermittierend andrückbaren Andruck­ rollen, wobei die Klemmeinrichtung und die Hubein­ richtung im Arbeitstakt der Schneideinrichtung derart antreibbar sind, daß für die Dauer des Schneidevor­ ganges die Papierbahn durch die Klemmeinrichtung festgeklemmt ist und die Andruckrollen von der Förderwalze abgehoben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fördereinrichtung (6) zwischen der Klemmeinrichtung (4) und der Schneideeinrichtung (5) angeordnet ist, daß die Förderwalze (6a) der zweiten Fördereinrichtung (6) eine Oberflächenschicht (8) mit möglichst großem Reibungsbeiwert gegenüber der Papierbahn (P) aufweist und daß die Hubeinrichtung (9) so ausgestaltet ist oder so steuerbar ist, daß die Andruckrollen (6b) von der Förderwalze (6a) abgehoben werden kurz bevor die Papierbahn durch Abbau der Schlaufe (20) gestrafft ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (8) aus einem gummi­ elastischen Material besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenschicht (8) aus Polyurethan-Elastomer auf der Basis von Naphthalin-1,5-diyl­ diisocynat besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung (9) ein Kurvengetriebe (10-12) umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Klemmeinrichtung (4) und der Schneideinrichtung (5) eine dritte Förderein­ richtung (18) angeordnet ist, die aus einer kontinuier­ lich antreibbaren Förderwalze (18a) und mehreren federnd an diese angedrückten Andruckrollen (18b) besteht, wobei diese Förderwalze (18a) mit derselben Umfangsgeschwindigkeit (V2) angetrieben wird wie die Förderwalze (6a) der zweiten Fördereinrichtung (6).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fördereinrichtung (6) benachbart zur Schneideeinrichtung (5) und die dritte Fördereinrich­ tung (18) benachbart zur Klemmeinrichtung (4) ange­ ordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Förderwalze (18a) der dritten Förder­ einrichtung (18) eine Metalloberfläche aufweist.