DE202006000782U1

DE202006000782U1 - Zuschneidevorrichtung für Flachmaterial

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Publication number: DE202006000782U1
Application number: DE200620000782
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2006-01-19
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2016-01-20

Abstract

Zuschneidevorrichtung für Flachmaterial, insbesondere für in Stapelform vorliegende Papierbögen, mit einer zu einer ab und auf gehenden Arbeitshubbewegung (7) antreibbaren, einen Messerhalter (8) mit daran angeordnetem Schneidmesser (12) aufweisenden Schneideinheit (5), und mit einem von der Schneideinheit (5) getragenen Niederhalter (14), der durch Führungsmittel (16) relativ zur Schneideinheit (5) in Richtung der Arbeitshubbewegung (7) verschiebbar geführt ist und der durch nachgiebige Beaufschlagungsmittel (22) relativ zur Schneideinheit (5) in eine nach unten über das Schneidmesser (12) hinaus ausgefahrene Grundstellung vorgespannt ist, so dass sich die Schneideinheit (5) bei ihrem Abwärtshub zur Ausführung eines Schneidvorganges relativ zu dem auf dem Flachmaterial (2) aufliegenden Niederhalter (14) nach unten bewegen kann, gekennzeichnet durch eine Magnetkopplungseinrichtung (25), durch die der Niederhalter (14) beim nach Beendigung des Schneidvorganges stattfindenden Aufwärtshub der Schneideinheit (5) von der Schneideinheit (5) mitgenommen wird, bevor er erneut seine Grundstellung erreicht hat.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zuschneidevorrichtung für Flachmaterial, insbesondere für in Stapelform vorliegende Papierbögen, mit einer zu einer ab und auf gehenden Arbeitshubbewegung antreibbaren, einen Messerhalter mit daran angeordnetem Schneidmesser aufweisenden Schneideinheit, und mit einem von der Schneideinheit getragenen Niederhalter, der durch Führungsmittel relativ zur Schneideinheit in Richtung der Arbeitshubbewegung verschiebbar geführt ist und der durch nachgiebige Beaufschlagungsmittel relativ zur Schneideinheit in eine nach unten über das Schneidmesser hinaus ausgefahrene Grundstellung vorgespannt ist, so dass sich die Schneideinheit bei ihrem Abwärtshub zur Ausführung eines Schneidvorganges relativ zu dem auf dem Flachmaterial aufliegenden Niederhalter nach unten bewegen kann.
Zuschneidevorrichtung der vorgenannten Art werden vor allem in der Papier verarbeitenden Industrie eingesetzt, beispielsweise in der Druckindustrie, um gestapelt vorliegende Papierbögen oder sonstige Flachmaterialstapel zum Erhalt übereinstimmender Ränder zuzuschneiden. Die einen Messerhalter mit Schneidmesser aufweisende Schneideinheit führt pro Arbeitszyklus eine Abwärtsbewegung und anschließende Aufwärtsbewegung aus, wobei sie während der Abwärtsbewegung anfänglich den an ihr gelagerten Niederhalter mitnimmt, bis dieser sich auf dem zuzuschneidenden Flachmaterial abstützt, um dieses festzuhalten. Bei dem sich daran anschließenden eigentlichen Schneidvorgang bewegt sich die Schneideinheit relativ zu dem an Ort und Stelle verbleibenden Niederhalter weiter nach unten, wobei der Niederhalter an Ort und Stelle verbleibt, bis die Schneideinheit beim Aufwärtshub wieder so weit hochgefahren ist, dass er bezüglich der Schneideinheit neuerlich seine Grundstellung einnimmt. Die hierbei stattfindende Relativbewegung zwischen der Schneideinheit und dem Niederhalter wird durch nachgiebige Beaufschlagungsmittel in Gestalt einer Federeinrichtung hervorgerufen, die während des Schneidvorganges komprimiert wurden.
Ein Nachteil derartiger Zuschneidevorrichtungen besteht darin, dass der Niederhalter das Flachmaterial auch nach Beendigung des Schneidvorganges noch relativ lange festhält. Dadurch ergeben sich Verzögerungen bei der Zu- und Abfuhr des Flachmaterials und infolge dessen Einschränkungen bei der maximal möglichen Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zuschneidevorrichtung zu schaffen, die höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten zulässt.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Zuschneidevorrichtung mit einer Magnetkopplungseinrichtung ausgestattet, durch die der Niederhalter beim nach Beendigung des Schneidvorganges stattfindenden Aufwärtshub der Schneideinheit von der Schneideinheit mitgenommen wird, bevor er erneut seine Grundstellung erreicht hat.
Durch die Magnetkopplungseinrichtung wird der Niederhalter beim Aufwärtshub der Schneideinheit frühzeitig mitgenommen und nicht erst, wenn er bezüglich der Schneideinheit die Grundstellung erreicht hat. Es ist insbesondere eine Ausle gung möglich, bei der der Niederhalter von Beginn des Aufwärtshubes der Schneideinheit an deren Aufwärtsbewegung mitmacht. Da somit das Flachmaterial schon frühzeitig vom Niederhalter freigegeben wird, ergibt sich eine merkliche Reduzierung der Totzeiten, in denen am Flachmaterial keine Handhabungen vorgenommen werden können. Folglich ermöglicht die Zuschneidevorrichtung ein Zuschneiden von Flachmaterial mit verkürzten Zykluszeiten und somit höherer Bearbeitungsgeschwindigkeit. Hinzukommt, dass durch das magnetische Kopplungsprinzip die auftretende Reibung und mithin der Verschleiß relativ gering gehalten werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Es wäre prinzipiell denkbar, die Magnetkopplungseinrichtung elektrisch ansteuerbar auszuführen, wobei sie mindestens eine Elektromagneteinrichtung aufweisen kann, die in Abhängigkeit vom Hub der Schneideinheit aktivierbar ist. Vorzugsweise basiert die Magnetkopplungseinrichtung jedoch auf permanentmagnetisch erzeugten Magnetkräften, so dass sie ohne elektrische Ansteuerung arbeitsfähig ist, was die Kosten für Herstellung und Unterhalt der Zuschneidevorrichtung äußerst gering hält.
Die permanentmagnetische Magnetkopplungseinrichtung verfügt vorzugsweise über eine oder mehrere Magnetkopplungseinheiten mit jeweils einer ersten und zweiten Magneteinheit, wobei die erste Magneteinheit mit dem Niederhalter und die zweite Magneteinheit mit der Schneideinheit bewegungsgekoppelt ist. Die beiden Magneteinheiten sind dabei insbesondere so angeordnet, dass sie in der Grundstellung des Niederhalters nicht in gegenseitigem magnetischem Mitnahmeeingriff stehen und erst während des Schneidvorganges aufgrund der dabei zwischen ihnen auftretenden Relativbewegung miteinander in magnetischen Mitnahmeeingriff gelangen. Dieser Mitnahmeeingriff wird während oder nach Beendigung des Aufwärtshubes der Schneideinheit wieder aufgehoben.
Die beiden Magneteinheiten können insbesondere so angeordnet sein, dass sie in der Grundstellung des Niederhalters eine axial aufeinanderfolgende Position einnehmen und bei Beendigung des Schneidvorganges vor Beginn des Aufwärtshubes der Schneideinheit im wesentlichen auf gleicher Höhe liegen. Es ist insbesondere denkbar, dass sich die beiden Magneteinheiten bei vorhandenem Magneteingriff koaxial umschließen.
Die beiden Magneteinheiten sind zweckmäßigerweise jeweils Bestandteil eines Paketes axial aufeinanderfolgender permanentmagnetischer Magnetelemente mit dazwischen jeweils angeordnetem weichmagnetischem Jochelement. Auf diese Weise kann bei kompakten Abmessungen eine relativ hohe magnetische Kopplungskraft erzielt werden. Die Magnetelemente sind bevorzugt scheiben- und/oder ringförmig ausgebildet und können insbesondere axial polarisiert sein. Andere Polarisierungen sind jedoch ebenfalls möglich.
Wenn die Magneteinheiten miteinander in Mitnahmeeingriff gelangen, können unter Umständen kurzzeitig Kräfte auf den Niederhalter einwirken, die der Niederhaltekraft entgegengesetzt sind. Um diesem Umstand vorzubeugen, kann eine der Magneteinheiten mit in Richtung der Arbeitshubbewegung vorhandenem begrenztem Bewegungsspielraum an der sie tragenden Komponente angeordnet sein, wobei die Magneteinheit durch Federmittel in Richtung der beim Aufwärtshub auf sie einwirkenden Magnetkräfte gegen an der sie tragenden Komponente vorgesehene Anschlagmittel vorgespannt ist. Somit ergibt sich eine Entkopplung des Niederhalters von den beim Eintritt der magnetischen Kopplung eventuell in ungünstiger Richtung auftretenden Kräf ten, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, dass der Niederhalter bei der Aufwärtsbewegung der Schneideinheit von dieser verzögerungsfrei mitgenommen werden kann.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform befindet sich die erste Magneteinheit in einem ortsfest am Niederhalter angeordneten, nach oben ragenden Führungsrohr, während die zweite Magneteinheit Bestandteil eines Schlittens ist, der ortsfest an der Schneideinheit sitzt und das Führungsrohr linear verschiebbar umschließt.
Die Zuschneidevorrichtung verfügt zweckmäßigerweise über Rückstellmittel, durch die der Niederhalter während des Aufwärtshubes der Schneideinheit unter Überwindung der herrschenden Magnetkopplungskräfte und somit unter Entkopplung der Magnetkopplungseinrichtung in seine relativ zur Schneideinheit eingenommene Grundstellung zurückbewegt wird. Diese Rückstellmittel sind insbesondere so ausgebildet und angeordnet, dass der Entkopplungsvorgang beginnt, nachdem der Niederhalter bei der Aufwärtsbewegung der Schneideinheit in derjenigen vertikalen Position angelangt ist, in der er sich vor der Ausführung des Abwärtshubes der Schneideinheit befunden hat. Dadurch ist sichergestellt, dass der Niederhalter beim Entkopplungsvorgang nicht neuerlich auf das Flachmaterial einwirken kann.
Verfügt die Magnetkopplungseinrichtung über eine oder mehrere Magnetkopplungseinheiten, enthalten die Rückstellmittel zweckmäßigerweise je Magnetkopplungseinheit eine Beaufschlagungseinrichtung, die auf die mit dem Niederhalter bewegungsgekoppelte erste Magneteinheit einwirken kann, um eine das magnetische Entkoppeln bewirkende Relativbewegung zwischen den beiden Magneteinheiten hervorzurufen. Die Beaufschlagungseinrichtung könnte eine aktiv bewegbare Komponente sein, die von Fall zu Fall durch entsprechende Ansteuerung aktiviert wird. Bei einer besonders einfachen und kostengünstigen Variante ist die Beaufschlagungseinrichtung hingegen derart ortsfest angeordnet, dass sie in den Hubweg der ersten Magneteinheit ragt und letztere während des Aufwärtshubes der Schneideinheit auf die Beaufschlagungseinrichtung auftrifft, so dass sie an einer gemeinsamen Weiterbewegung mit der Schneideinheit gehindert wird und der Entkopplungsvorgang stattfindet. Die ortsfeste Fixierung der Beaufschlagungseinrichtung kann beispielsweise am Vorrichtungsgestell vorgenommen werden oder an einer anderen im Betrieb der Vorrichtung ortsfest bleibenden Vorrichtungskomponente. Die Beaufschlagungseinrichtung fungiert in diesem Fall quasi als Anschlag, der die Weiterbewegung der ersten Magneteinheit behindert, so dass die zusammen mit der Schneideinheit weiter bewegte zweite Magneteinheit von ihr magnetisch gelöst wird.
Besonders vorteilhaft ist eine stößelartige Ausgestaltung der Beaufschlagungseinrichtung. Befindet sich die erste Magneteinheit in einem Führungsrohr, kann die stößelartige Beaufschlagungseinrichtung in Abhängigkeit von der Hubposition des Niederhalters mehr oder weniger weit in das Führungsrohr eintauchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zuschneidevorrichtung in einer Seitenansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil I aus 2,
2 die Zuschneidevorrichtung aus 1 in einer Vorderansicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II,
3 bis 6 in einer der 2 entsprechenden Darstellungsweise mehrere Momentaufnahmen während eines von der Zuschneidevorrichtung ausgeführten Arbeitszyklus, und
7 wiederum in einer der 2 entsprechenden Darstellungsweise eine hinsichtlich der Magnetkopplungseinrichtung modifizierte Bauform der Zuschneidevorrichtung.
Die insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Zuschneidevorrichtung des Ausführungsbeispiels ist insbesondere konzipiert, um Flachmaterial 2 in Form von Materialbögen, insbesondere Papierbögen, randseitig zu beschneiden. Im Betrieb wird das Flachmaterial 2 der Zuschneidevorrichtung 1 einzeln oder – in aller Regel – in Form von Materialstapeln 3 zugeführt, um, insbesondere in aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgängen, an mehreren Randseiten beschnitten zu werden. Die Zu- und Abführrichtung 4 des Flachmaterials 2 ist in 1 durch einen Pfeil angedeutet.
Die Zuschneidevorrichtung ist beispielsweise Bestandteil einer Druckmaschine oder einer solchen nachgeordnet und dient zum Beschneiden bedruckter Papierbögen. Sie kann auch Bestandteil einer gesonderten Finishing-Anlage sein. Sie eignet sich prinzipiell auch zum Zuschneiden von Flachmaterial anderer Werkstoffe, beispielsweise solche aus Kunststoff bestehend.
Die Zuschneidevorrichtung 1 besitzt ein schematisch angedeutetes und im Betrieb der Vorrichtung ortsfestes Vorrichtungsgestell 9. An diesem ist eine insgesamt mit Bezugsziffer 5 bezeichnete Schneideinheit in vertikaler Richtung bewegbar gelagert, die mittels schematisch angedeuteter Antriebsmittel 6, beispielsweise ein Kurbelantrieb, zu einer zyklisch ab und auf gehenden Arbeitshubbewegung 7 antreibbar ist.
Die Schneideinheit 5 umfasst einen sich horizontal erstreckenden Messerhalter 8 und ein daran, bevorzugt in austauschbarer weise, fest angebrachtes Schneidmesser 12 mit nach unten weisender Schneide 13.
Im Rahmen der Arbeitshubbewegung 7 kann die Schneideinheit 5 zwischen einer aus 1, 2 und 7 ersichtlichen, maximal angehobenen Position und einer aus 4 ersichtlichen, maximal abgesenkten Position verlagert werden. Die Abwärtsbewegung sei als Abwärtshub und die Aufwärtsbewegung als Aufwärtshub bezeichnet.
Die Schneideinheit 5 trägt einen Niederhalter 14, der dazu dient, das zuzuschneidende Flachmaterial 2 während des Schneidvorganges von oben her gegen eine Unterlage 15 zu drücken und gegen Verrutschen zu sichern.
Der Niederhalter 14 ist durch Führungsmittel 16 relativ zur Schneideinheit 5 in vertikaler Richtung verschiebbar geführt. Insbesondere als Bestandteil der Führungsmittel 16 ausgebildete Anschlagmittel 17 definieren eine bezüglich der Schneideinheit 5 maximal abgesenkte Stellung des Niederhalters 14, die als Grundstellung bezeichnet wird und beispielsweise den 1, 2 und 7 entnommen werden kann.
Die Führungsmittel 16 sind beispielsweise als Stangenführungsmittel konzipiert. Sie beinhalten exemplarisch mehrere mit dem Niederhalter 14 fest verbundene und vertikal nach oben ragende Führungsstangen 18, die am Messerhalter 8 ausgebildete Führungsbohrungen 21 linear verschiebbar durchsetzen. An ihren nach oben aus dem Messerhalter 8 herausragenden En den tragen sie jeweils eine zu den Anschlagmitteln 17 gehörende Anschlagmutter, die auf einer nach oben weisenden Anschlagfläche des Messerhalters 8 aufliegen kann, um den Abwärtshub des Niederhalters 14 zu begrenzen und dessen Grundstellung vorzugeben.
Durch nachgiebige Beaufschlagungsmittel 22 ist der Niederhalter 14 in seiner Grundstellung stabilisiert. Die nachgiebigen Beaufschlagungsmittel 22 wirken zwischen der Schneideinheit 5 und dem Niederhalter 14 und beaufschlagen letzteren nach unten in Richtung der Grundstellung. Diese Grundstellung zeichnet sich im übrigen dadurch aus, dass der Niederhalter 14 nach unten über das Schneidmesser 12 vorsteht, die Schneide 13 des Schneidmessers 12 also bezüglich der nach unten weisenden Niederhalterfläche 23 nach oben zurückgesetzt ist.
Die nachgiebigen Beaufschlagungsmittel 22 sind zweckmäßigerweise als Federmittel ausgeführt. Beim Ausführungsbeispiel beinhalten sie mehrere sich vertikal zwischen dem Messerhalter 8 und dem sich ebenfalls in einer Horizontalebene erstreckenden Niederhalter 14 verlaufende Schraubendruckfedern, die sich gegen die beiden vorgenannten Komponenten abstützen, wobei sie jeweils von einem Stabilisierungsstößel 24 koaxial durchsetzt sein können, der am Niederhalter 14 befestigt ist und sich nach oben verschiebbar in ein Durchgangsloch 25 des Messerhalters 8 hinein erstreckt.
Bei ihrem Abwärtshub nimmt die Schneideinheit 5 ausgehend von der maximal angehobenen Position zunächst den in der Grundstellung befindlichen Niederhalter 14 mit. Die beiden Komponenten bewegen sich dabei als Einheit mit gleicher Geschwindigkeit.
Die gemeinsame Abwärtsbewegung endet, wenn der Niederhalter 14 gemäß 3 auf dem Materialstapel 3 zur Anlage gelangt ist. Der Niederhalter 14 ist nun an einer weiteren Absenkbewegung gehindert.
Bei fortgesetztem Abwärtshub der Schneideinheit 5 führt selbige einen Schneidvorgang aus, dessen Endzustand aus 4 ersichtlich ist. Hierbei senkt sich die Schneideinheit 5 relativ zum nunmehr ortsfesten Niederhalter 14 ab und durchtrennt mit ihrem Schneidmesser 12 den Materialstapel 3. Dabei verringert sich der vertikale Abstand zwischen dem Niederhalter 14 und dem Messerhalter 8. Gleichzeitig werden die nachgiebigen Beaufschlagungsmittel 22 stärker vorgespannt und im Falle von Federmitteln komprimiert. Im Endzustand der Schneidphase befindet sich die Schneideinheit 5 in der maximal abgesenkten Position.
Nun schließt sich, verursacht durch die Antriebsmittel 6, eine Bewegungsumkehr der Schneideinheit 5 an und diese beginnt ihren Aufwärtshub, wobei das Schneidmesser 15 nach oben zurückgezogen wird, so dass es außer Eingriff mit dem Materialstapel 3 gelangt. Eine Zwischenphase des Aufwärtshubes geht aus 5 hervor, wobei ein Zustand gezeigt ist, bei dem sich das Schneidmesser 12 mit seiner Schneide 13 geringfügig oberhalb des Materialstapels 3 befindet. Bei weiterer Aufwärtsbewegung kehrt die Schneideinheit 5 gemäß 6 in die maximal angehobene Position zurück.
Eine Magnetkopplungseinrichtung 25 sorgt in vorteilhafter Weise dafür, dass der Niederhalter 14 von der Schneideinheit 5 bei deren Aufwärtshub nach Beendigung des Schneidvorganges nach oben mitgenommen wird. Zweckmäßigerweise ist die Magnetkopplungseinrichtung 25 so konzipiert, dass der Mitnahmeeffekt unmittelbar zu Beginn des Aufwärtshubes einsetzt, so dass der Aufwärtshub ohne oder mit nur minimaler Relativbewegung zwischen der Schneideinheit 5 und dem Niederhalter 14 beginnt. Jedenfalls setzt der Mitnahmeeffekt ein, bevor der Niederhalter 14 bezüglich der Schneideinheit 5 erneut seine Grundstellung eingenommen hat, also bevor sich beim Ausführungsbeispiel der maximale Vertikalabstand zwischen dem Messerhalter 8 und dem Niederhalter 14 einstellt.
Dies hat zur Folge, dass die vertikale Relativposition zwischen der Schneideinheit 5 und dem Niederhalter 14 zunächst konstant bleibt und sich erst zum Ende des Aufwärtshubes hin auf das ursprüngliche Maß zurückstellt. Bevorzugt ist die Anordnung so getroffen, dass die Magnetkopplungseinrichtung 25 erst dann wieder entkoppelt wird, wenn der Niederhalter 14 im Rahmen der Aufwärtsbewegung diejenige Vertikalposition einnimmt, die er auch schon ursprünglich, vor Beginn des Abwärtshubes der Schneideinheit 5, inne hatte.
Somit wird erreicht, dass sich der Niederhalter 14 frühzeitig vom Flachmaterial 2 abhebt und nicht erst, wenn er bezüglich der Schneideinheit 5 wieder die Grundstellung einnimmt. Folglich lassen sich an dem Flachmaterial 2 schon dann Handhabungen vornehmen, wenn die Schneideinheit 5 sich noch beim Aufwärtshub befindet, und insbesondere schon dann, wenn die Schneide 13 noch tiefer liegt als die Oberseite des Materialstapels 3. Damit verbunden ist ein erheblicher Zeitgewinn beim Zuführen und Abführen des zuzuschneidenden bzw. bereits zugeschnittenen Flachmaterials 2.
Die Magnetkopplungseinrichtung 25 basiert vorzugsweise ausschließlich auf permanentmagnetischem Kopplungsprinzip. Ihre Aktivitäten können daher rein mechanisch gesteuert werden und bedürfen keinerlei elektronischer Steuerungselemente. Dies macht die Zuschneidevorrichtung 1 unanfällig für technische Störungen.
Die Magnetkopplungseinrichtung 25 setzt sich beim Ausführungsbeispiel aus mehreren über die quer zur Arbeitshubebewegung 7 gemessene Länge der Schneideinheit 5 verteilten Magnetkopplungseinheiten 26 zusammen, die gleichzeitig wirksam sind, so dass man von einer funktionellen Parallelschaltung sprechen kann. Die Zeichnungsfiguren zeigen stets nur einen Ausschnitt der Zuschneidevorrichtung 1, wobei nur eine der Magnetkopplungseinheiten 26 sichtbar ist. Es versteht sich, dass die Zuschneidevorrichtung 1 auch mit nur einer einzigen solchen Magnetkopplungseinheit 26 ausgestattet sein kann.
Die Magnetkopplungseinheit 26 umfasst mindestens eine mit dem Niederhalter 14 in vertikaler Richtung bewegungsgekoppelte erste Magneteinheit 27 und mindestens eine mit dieser kooperierende zweite Magneteinheit 28, die mit der Schneideinheit 5 in vertikaler Richtung bewegungsgekoppelt ist.
Die erste permanentmagnetische Magneteinheit 27 ist beim Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise im Innern eines ortsfest am Niederhalter 14 angeordneten Führungsrohres 32 angeordnet, das sich ausgehend vom Niederhalter 14 vertikal nach oben erstreckt. Die erste Magneteinheit 27 befindet sich am unteren Endbereich des Führungsrohres 32, wobei das Führungsrohr 32 unten zweckmäßigerweise durch eine Bodenwand 33 verschlossen ist.
Bei den Ausführungsbeispielen der 1 bis 6 ist die erste Magneteinheit 27 axial unbeweglich mit dem Führungsrohr 32 verbunden. Sie kann sich mit ihrer Unterseite an der Innenfläche der Bodenwand 33 abstützen. Durch nicht gezeigte Befestigungsmaßnahmen, beispielsweise durch Einkleben oder durch mechanische Verbindungsmittel, ist die erste Magneteinheit 27 ständig absolut ortsfest bezüglich dem Führungsrohr 32 und mithin bezüglich dem Niederhalter 14 fixiert.
Beim Ausführungsbeispiel der 7 besitzt die erste Magneteinheit 27 gegenüber dem Führungsrohr 32 und mithin bezüglich dem Niederhalter 14 einen begrenzten Bewegungsspielraum in Richtung der Arbeitshubewegung 7. Allerdings ist die erste Magneteinheit 27 dabei nicht axial frei beweglich, sondern wird durch Federmittel 34 vertikal nach oben gerichtet gegen an dem Führungsrohr 32 vorgesehene Anschlagmittel 35 vorgespannt. Durch die Federmittel 34 ergibt sich eine nachgiebige Vorspannung derart, dass die erste Magneteinheit 27 nach unten von den Anschlagmitteln 35 abheben kann, wenn sie eine entsprechende Stellkraft erfährt.
Die Federmittel 34 sind zweckmäßigerweise als Druckfedereinrichtung ausgeführt, die sich im Innern des Führungsrohres 32 axial zwischen der ersten Magneteinheit 27 und der Bodenwand 33 abstützt.
Die zweite Magneteinheit 28 ist bei allen Ausführungsbeispielen in Richtung der Arbeitshubbewegung 7 unbeweglich an der Schneideinheit 5 und insbesondere am Messerhalter 8 angebracht. In bevorzugter weise ist die zweite Magneteinheit 28 bei den Ausführungsbeispielen jeweils Bestandteil eines bezüglich der Schneideinheit 5 ortsfesten Schlittens 36, der das Führungsrohr 32 in linear verschiebbarer Weise umschließt.
Die beiden Magneteinheiten 27, 28 beinhalten jeweils mindestens ein erstes bzw. zweites permanentmagnetisches Magnetelement 27a, 28a. Bei entsprechender Ausgestaltung könnte jeweils ein solches Magnetelement ausreichen. Bevorzugt sind jedoch jeweils mehrere solcher Magnetelemente 27a, 27b in der Richtung der Arbeitshubbewegung 7 aufeinanderfolgend angeordnet, derart, dass sich jeweils ein Paket permanentmagnetischer Magnetelemente 27a, 27b einstellt. Dabei ist von Vorteil, wenn zwischen axial jeweils unmittelbar aufeinanderfolgenden Magnetelementen 27a, 28a je ein weichmagnetisches Jochelement 37 angeordnet ist, so dass sich eine Verstärkung der Magnetkraft ergibt. Obgleich die Polarisation der Magnetelemente 27a, 28a prinzipiell beliebig ist, wird zum Erhalt besonders hoher Magnetkräfte eine axiale Polarisation bevorzugt.
Das Führungsrohr 32 und das die zweite Magneteinheit 28 beinhaltende Schlittengehäuse 38 des Schlittens 36 bestehen vorzugsweise aus nicht ferromagnetischem Material.
Die beiden Magneteinheiten 27, 28 sind insbesondere derart angeordnet, dass sie in der beispielsweise aus 1, 2 und 7 ersichtlichen Grundstellung des Niederhalters 14 nicht in magnetischem Mitnahmeeingriff zueinander stehen. Sie nehmen hier zweckmäßigerweise eine axial zueinander versetzte Lage ein, wobei die zweite Magneteinheit 28 eine axial über der ersten Magneteinheit 27 liegende Position einnimmt. Hierbei beeinflussen sich die beiden Magneteinheiten 27, 28 zweckmäßigerweise gegenseitig nicht oder nur gering.
Dieser Zustand bleibt bis zu dem in 3 illustrierten Beginn des eigentlichen Schneidvorganges. Da nun der Niederhalter 14 und mithin auch die erste Magneteinheit 27 an einer weitergehenden Abwärtsbewegung gehindert ist, wird der sich während des Schneidvorganges zusammen mit der Schneideinheit 5 weiter abwärts bewegende Schlitten 36 zusammen mit der darin untergebrachten zweiten Magneteinheit 28 koaxial über die erste Magneteinheit 27 geschoben. Hierbei gelangen die beiden Magneteinheiten 27, 28 in einen axialen Mitnahmeeingriff. Sie lassen sich also nurmehr unter erhöhtem Kraftaufwand axial voneinander entfernen.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass die ersten Magnetelemente 27a bevorzugt scheibenförmig und die zweiten Magnetelemente 28a bevorzugt ringförmig ausgebildet sind, wobei letztere im Vergleich zum Außendurchmesser der ersten Magnetelemente 27a über einen größeren Innendurchmesser verfügen, so dass die aus 4 ersichtliche Koaxiallage der beiden Magneteinheiten 27, 28 auf gleicher axialer Höhe möglich ist. Letztere hat sich eingestellt, wenn die Schneideinheit 5 die aus 4 ersichtliche abgesenkte Position erreicht hat.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass die beiden Magneteinheiten 27, 28 nicht notwendigerweise koaxial zueinander angeordnet sein müssen. Jede andere Ausgestaltung ist ebenfalls möglich, bei der die Magneteinheiten zwischen einer sich nicht oder zumindest im wesentlichen nicht anziehenden, axial versetzten Position und einer sich gegenseitig anziehenden, mehr oder weniger weit axial überlappenden Position verlagerbar sind. Aus Gründen einer symmetrischen Krafteinleitung hat die koaxiale Anordnung des Ausführungsbeispiels jedoch besondere Vorteile.
Bevorzugt enthält die Zuschneidevorrichtung 1 Rückstellmittel 42, die dafür sorgen, dass der Niederhalter 14 beim Aufwärtshub der Schneideinheit 5 unter Entkopplung der Magnetkopplungseinrichtung 25 in seine ursprüngliche Grundstellung bezüglich der Schneideinheit 5 zurückbewegt wird.
Die Rückstellmittel 42 können eine Beaufschlagungseinrichtung 43 beinhalten, die bevorzugt ein passives Glied ist und ortsfest am Vorrichtungsgestell 9 gehalten ist. Die Beaufschla gungseinrichtung 43 übernimmt eine einfache Anschlagfunktion, indem sie derart im Hubweg der sich aufwärtsbewegenden ersten Magneteinheit 27 angeordnet ist, dass diese erste Magneteinheit 27 beim Aufwärtshub der Schneideinheit 5 nach vorgegebener Wegstrecke auf die Beaufschlagungseinrichtung 43 auftrifft und dadurch an einer weiteren Bewegung gemeinsam mit der Schneideinheit 5 gehindert wird. Somit wird die erste Magneteinheit 27 quasi von der zweiten Magneteinheit 28 axial abgestreift.
Um den oben geschilderten Bewegungsablauf zu erreichen, ist die Beaufschlagungseinrichtung 43 zweckmäßigerweise so ausgebildet, dass ihre Anschlagfunktion beginnt, wenn der Niederhalter 14 bei seiner mit der Schneideinheit 5 gemeinsamen Aufwärtsbewegung die vor der Abwärtsbewegung eingenommene Vertikalposition erreicht hat (siehe 5).
Ab dann wird die erste Magneteinheit 27 und mit ihr der sie tragende Niederhalter 14 an einer weiteren Aufwärtsbewegung gehindert. Diese wird nun von der zweiten Magneteinheit 28 und der diese tragenden Schneideinheit 5 allein fortgesetzt, bis die maximal angehobene Position der Schneideinheit 5 neuerlich vorliegt.
In Verbindung mit den abgebildeten bevorzugten Ausführungsbeispielen ist es zweckmäßig, die Beaufschlagungseinrichtung 43 stößelartig, also als Beaufschlagungsstößel auszuführen, der der ersten Magneteinheit 27 von oben her axial entgegenragt. Er taucht zweckmäßigerweise in verschiebbarer weise koaxial ins Innere des bezüglich dem Niederhalter 14 ortsfesten Führungsrohres 32 ein. Seine der ersten Magneteinheit 27 zugewandte Stirnfläche bildet eine Anschlagfläche 44 zur Abstützung der ersten Magneteinheit 27.
Es wäre prinzipiell möglich, eine aktive Beaufschlagungseinrichtung 43 vorzusehen, die zu einer gesteuerten Bewegung im Sinne einer gegenseitigen Beaufschlagung von Schneideinheit 5 und Niederhalter 14 ausgebildet ist, um diese beiden Komponenten unter Überwindung der magnetischen Anziehungskräfte voneinander weg zu drücken und dadurch die ursprüngliche Relativlage zwischen dem Niederhalter 14 und der Schneideinheit 5 wieder zu erlangen. Die beschriebene passive Bauform hat jedoch den Vorteil eines einfachen Aufbaues und der Möglichkeit eines Verzichtes auf störungsanfällige Steuerungsmittel.
Beim gegenseitigen Ankoppeln der beiden Magneteinheiten 27, 28 werden sich deren Magnetelemente 27a, 28a zunächst axial abstoßen, was jedoch nicht weiter zu Beeinträchtigungen führt, weil die abstoßende Kraft den Niederhalter 14 nach unten zur Anlage gegen den Materialstapel 3 drückt. Im weiteren Verlauf des magnetischen Kopplungsvorganges können allerdings kurzzeitig auch entgegengesetzte magnetische Stellkräfte auftreten, die die nach unten gerichtete Beaufschlagungskraft bezüglich des Niederhalters 14 schwächen können. Diesem Effekt kann mit der aus 7 ersichtlichen modifizierten Bauform einer nachgiebig vorgespannten ersten Magneteinheit 27 begegnet werden. Hier kann die erste Magneteinheit 27 während des magnetischen Kopplungsvorganges durch die axial abstoßenden Kräfte zunächst unter Komprimierung der Federmittel 34 nach unten zurückgedrückt werden, so dass sie von den Anschlagmitteln 35 abgehoben wird. Bei der anschließenden kurzzeitigen Schwächungsphase kann sich die erste Magneteinheit 27 bis zur neuerlichen Anlage an den Anschlagmitteln 35 relativ zum Führungsrohr 32 und mithin relativ zum Niederhalter 14 nach oben bewegen, ohne auf den Niederhalter 14 eine nach oben gerichtete Stellkraft auszuüben. Dadurch bleibt der Niederhalter 14 von einer Stellkraftschwächung verschont.
Die begrenzt bewegliche und zugleich nachgiebig vorgespannte Lagerung einer Magneteinheit könnte sich alternativ auch auf die zweite Magneteinheit 28 beziehen, wobei dann die erste Magneteinheit 27 ortsfest bezüglich dem Niederhalter 14 anzuordnen wäre. Auch hier würde man die Anschlagmittel 35 dann bevorzugt so platzieren, dass die begrenzt bewegliche Magneteinheit in Richtung der beim Aufwärtshub der Schneideinheit 5 auf sie einwirkenden Magnetkräfte durch Federmittel 34 gegen die bezüglich der Schneideinheit 5 ortsfesten Anschlagmittel nachgiebig vorgespannt wäre.
Die Stellkräfte der nachgiebigen Beaufschlagungsmittel 22 und die zwischen den beiden Magneteinheiten 27, 28 wirksamen magnetischen Kopplungskräfte wird man zweckmäßigerweise so aufeinander abstimmen, dass letztere größer sind als die Stellkräfte der nachgiebigen Beaufschlagungsmittel 22, wenn Schneideinheit 5 und Niederhalter 14 soweit aneinander angenähert sind, dass die beiden Magneteinheiten 27, 28 miteinander in Kopplungseingriff stehen. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Kopplungseingriff allein durch die nachgiebigen Beaufschlagungsmittel 22 aufgehoben werden kann.

Claims

Zuschneidevorrichtung für Flachmaterial, insbesondere für in Stapelform vorliegende Papierbögen, mit einer zu einer ab und auf gehenden Arbeitshubbewegung (7) antreibbaren, einen Messerhalter (8) mit daran angeordnetem Schneidmesser (12) aufweisenden Schneideinheit (5), und mit einem von der Schneideinheit (5) getragenen Niederhalter (14), der durch Führungsmittel (16) relativ zur Schneideinheit (5) in Richtung der Arbeitshubbewegung (7) verschiebbar geführt ist und der durch nachgiebige Beaufschlagungsmittel (22) relativ zur Schneideinheit (5) in eine nach unten über das Schneidmesser (12) hinaus ausgefahrene Grundstellung vorgespannt ist, so dass sich die Schneideinheit (5) bei ihrem Abwärtshub zur Ausführung eines Schneidvorganges relativ zu dem auf dem Flachmaterial (2) aufliegenden Niederhalter (14) nach unten bewegen kann, gekennzeichnet durch eine Magnetkopplungseinrichtung (25), durch die der Niederhalter (14) beim nach Beendigung des Schneidvorganges stattfindenden Aufwärtshub der Schneideinheit (5) von der Schneideinheit (5) mitgenommen wird, bevor er erneut seine Grundstellung erreicht hat.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkopplungseinrichtung (25) eine ohne elektrische Ansteuerung arbeitende permanentmagnetische Magnetkopplungseinrichtung ist.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die permanentmagnetische Magnetkopplungseinrichtung (25) mindestens eine Magnetkopplungseinheit (26) aufweist, die mindestens eine mit dem Niederhalter (14) bewegungsgekoppelte erste Magneteinheit (27) und mindestens eine mit der ersten Magneteinheit (27) kooperierende und mit der Schneideinheit (5) bewegungsgekoppelte zweite Magneteinheit (28) aufweist.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magneteinheiten (27, 28) so angeordnet sind, dass sie in der Grundstellung des Niederhaltes (14) außer magnetischem Mitnahmeeingriff miteinander stehen und während des Schneidvorganges aufgrund der dabei zwischen ihnen auftretenden Relativbewegung in magnetischen Mitnahmeeingriff gelangen.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magneteinheiten (27, 28) so angeordnet sind, dass sie in der Grundstellung des Niederhalters (14) axial aufeinanderfolgend angeordnet sind und bei Beendigung des Schneidvorganges vor Beginn des Aufwärtshubes der Schneideinheit (5) im wesentlichen auf gleicher Höhe liegen.
Zuschneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magneteinheiten (27, 28) so ausgebildet und angeordnet sind, dass sie sich bei vorhandenem Magneteingriff koaxial umschließen.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Magneteinheit (27) mindestens ein scheibenförmiges permanentmagnetisches Magnetelement (27a) und die andere Magneteinheit (28) mindestens in im Vergleich zum Außendurchmessers des mindestens einen scheibenförmigen Magnetelementes (27a) einen größeren Innendurchmesser aufweisendes ringförmiges permanentmagnetisches Magnetelement (28a) aufweist.
Zuschneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Magneteinheiten (27, 28) je ein Paket axial aufeinanderfolgender permanentmagnetischer Magnetelemente (27a, 28a) aufweist, wobei zwischen den axial unmittelbar aufeinanderfolgenden Magnetelementen je ein weichmagnetisches Jochelement (37) angeordnet ist.
Zuschneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Magneteinheit (28) in Richtung der Arbeitshubbewegung (7) unbeweglich an der mit ihr bewegungsgekoppelten Komponente (5) angebracht ist, während die andere Magneteinheit (27) mit in Richtung der Arbeitshubbewegung (7) vorhandenem begrenztem Bewegungsspielraum mit der mit ihr bewegungsgekoppelten Komponente (14) verbunden ist, wobei die den Bewegungsspielraum aufweisende Magneteinheit (27) in Richtung der beim Aufwärtshub auf sie einwirkenden Magnetkräfte durch Federmittel (34) gegen an der zugeordneten Komponente (14) vorgesehene Anschlagmittel (35) nachgiebig vorgespannt ist.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Niederhalter (14) zugeordnete erste Magneteinheit (27) den axialen Bewegungsspielraum aufweist.
Zuschneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Magneteinheit (27) in einem ortsfest am Niederhalter (14) angeordneten, nach oben ragenden Führungsrohr (32) untergebracht ist und die zweite Magneteinheit (28) Bestandteil eines bezüglich der Schneideinheit (5) ortsfesten, das Führungsrohr (32) linear verschiebbar umschließenden Schlittens (36) ist.
Zuschneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, gekennzeichnet durch mehrere über die quer zur Arbeitshubbewegung (7) gemessene Länge der Schneideinheit (5) verteilte, funktionell parallel geschaltete Magnetkopplungseinheiten (26).
Zuschneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie über Rückstellmittel (42) verfügt, durch die der Niederhalter (14) beim Aufwärtshub der Schneideinheit (5) unter Überwindung der in der Magnetkopplungseinrichtungen (25) herrschenden Magnetkopplungskräfte in seine relativ zur Schneideinheit (5) eingenommene Grundstellung zurückbewegt wird.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellmittel (42) so ausgebildet und angeordnet sind, dass der Entkopplungsvorgang beginnt, nachdem der Niederhalter (14) bei der Aufwärtsbewegung der Schneideinheit (5) in derjenigen Vertikalposition angelangt ist, in der sich vor der Ausführung des Abwärtshubes der Schneideinheit (5) befunden hat.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 13 oder 14 in Verbindung mit einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellmittel (42) eine einer jeweiligen Magnetkopplungseinheit (26) zugeordnete Beaufschlagungseinrichtung (43) aufweisen, die auf die mit dem Niederhalter (14) bewegungsgekoppelte erste Magneteinheit (27) einwirken kann, um eine Relativbewegung zwischen den beiden Magnetein heiten (27, 28) zum Trennen des magnetischen Mitnahmeeingriffes hervorzurufen.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagungseinrichtung (43) ortsfest derart im Hubweg der sich aufwärts bewegenden ersten Magneteinheit (27) angeordnet ist, dass letztere beim Aufwärtshub der Schneideinheit (5) auf die Beaufschlagungseinrichtung (43) auftrifft und dadurch an einer gemeinsamen Weiterbewegung mit der Schneideinheit (5) gehindert wird.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagungseinrichtung (43) stößelartig ausgebildet und in koaxialer Verlängerung der ersten Magneteinheit (27) angeordnet ist.
Zuschneidevorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die stößelartige Beaufschlagungseinrichtung (43) bei in einem bezüglich dem Niederhalter (14) ortsfesten Führungsrohr (42) angeordneter erster Magneteinheit (27) koaxial in das Führungsrohr (32) eintaucht.
Zuschneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die nachgiebigen Beaufschlagungsmittel (22) als zwischen der Schneideinheit (5) und dem Niederhalter (14) wirkende Federmittel ausgeführt sind.
Zuschneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel (16) als Stangenführungsmittel ausgebildet sind.