DE2146324C3 - Vorrichtung zum Schneiden einer breiten Flachmaterialbahn in kleinerformatige Einzelbogen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von breiten Flachmaterialbahnen in kleinformatige Einzelbogen mittels Längs- und Querschneidern, mit einem Längsschneider, der die Materialbahn an wenigstens einer festliegenden Längs-Trennstelle in wenigstens zwei Bahnen auftrennt, mit Führungseinrichtungen, die die Bahnen in wenigstens zwei verschiedene Ebenen leiten, wobei in diesen Ebenen je ein Querschneider mit nur je einem Messer am Umfang jeder rotierenden Messerwelle angeordnet ist und wobei den Querschneidern Bänderstrecken nachgeschaltet sind, die die geschnittenen Einzelbogen den in einer gemeinsamen Ebene angeordneten Weiterverarbeitungseinrichtungen zuführen, durch die die Einzelbogen nebeneinanderliegend hindurchlaufen.

Querschneider werden dazu benutzt, aus Materialbahnen, beispielsweise Rollenpapier, kleinere Einzelbogen zu schneiden, wobei auf den Weiterverarbeitungseinrichtungen diese Bogen sortiert, gestapelt und zu Blocks, Heften od. dgl. verarbeitet werden. Die Leistung einer solchen Fertigungsstraße ist einerseits durch die maximale Papiergeschwindigkeit, durch die Anzahl der übereinanderliegenden Bahnen, die in die Vorrichtung hineinlaufen und durch die Breite der Materialbahn beschränkt Da heutzutage ohnehin mit der höchsten Materialbahngeschwindigkeit gefahren wird, die die Weiterverarbeitungsstationen noch einwandfrei verarbeiten können, stehen nur die beiden letzteren Möglichkeiten zur Erhöhung des Ausstoßes der Gesamtmaschine zur Verfügung.

Während die Anzahl der übereinanderliegenden, durch die Maschine laufenden Materialbahnen durch die Bauweise des Querschneiders im Zusammenhang mit der gewünschten Schnittqualität beschränkt ist, bietet die Vergrößerung der Breite der Materialbahn eine einfache Möglichkeit, um mit geringem Kostenaufwand für die Weiterverarbeitungsstationen den Durchsatz zu erhöhen. Es wird dann in entsprechend mehr Nutzen nebeneinander gefahren.

Bei derartigen Vorrichtungen wird der Schnitt quer zur Materialaufrichtung von Querschneidern mit rotierenden Me?sern durchgeführt.

Es ist bereits vorgeschlagen worden. Querschneider zu verwenden, die zwei Messer am Umfang der Messerwelle besitzen. Dadurch wird die Welle des Querschneider* relativ stark und es können breitere Materialbahnen geschnitten werden. Es hat sich gezeigt, daß diese bisher als optimal betrachtete Maßnahme erhebliche Nachteile hat. Obwohl mit der dickeren Messerwelle Schwingungen der Querschneiderwelle ausgeschaltet werden sollen, ist die Schnittqualität nicht so gut, wie es erwünscht wäre. Es ist festgestellt worden, daß dies an nicht zu behebenden Ungenauigkeiten an dem die Querschneiderwelle antreibenden Getriebe liegt. Es scheint faktisch unmöglich zu sein, das Getriebe so herzustellen, daß die Teilungsverhältnisse an zwei Stellen des Umfanges so miteinander übereinstimmen, daß zwischen Obermesser und Untermesser ein optimaler (außerordnetlich geringer) Schneidspalt eingehalten werden kann. Es ergeben sich auch Schwierigkeiten bei der Einstellung der langen Messer. Die Einstellung braucht sehr lange Zeit und führt zu langen Betriebsunterbrechungen.

Die dickere Messerwelle bringt beim Schneiden von kleinem Format ferner den Nachteil mit sich, daß sich Abzugsschwierigkeiten für die geschnittenen Bogen ergeben. Die Bänder oder Walzen, die die Bogen hinter dem Querschneider fassen, können nicht nahe genug an das Messer herangeführt werden, um für einen einwandfreien Abzug zu sorgen. Wollte man nur mit einem Messer am Umfang arbeiten, so würden sich zwar die obengenannten Schwierigkeiten nicht ergeben, die Messerwelle würde jedoch zu dünn und schwingungsempfindlich werden.

Es wäre ferner noch möglich, mit einem Querschneider zu arbeiten, dessen Messerwelle beim Schneiden von kurzen Formaten mit erheblich größerer Umfangsgeschwindigkeit läuft als die Papiergeschwindigkeit. Diese Querschneider arbeiten dann mit einem feststehenden Untermesser zusammen. Hier ergibt sich jedoch eine sehr schlechte Schnittqualität, insbesondere, wenn mehrere Bahnen übereinander geschnitten werden sollen. Ein eventueller Vorteil, eine breitere Materialbahn fahren zu können, würde dadurch wieder aufgehoben werden, daß weniger Bahnen übereinander durch die Maschine hindurchlaufen könnten.

Es sind noch sogenannte Halb-Gleichlauf-Querschneider bekanntgeworden, deren Messerwelle mit größerer Geschwindigkeit läuft, die jedoch im Augen-

blick des Schnittes durch ein Ungleichförmigkeitsgetriebe nahezu auf die Papiergeschwindigkeit heruntergebremst wird. Hier ergeben sich jedoch auch Schwierigkeiten wegen der durch die ständig abgebremsten und beschleunigten Massen erzeugten Schwingungen, die sich auch noch auf die ganze übrige Maschine auswirken, insbesondere beim Schneiden kleinerer Formate.

Es sind ferner Vorrichtungen bekanntgeworden, die für das Schneiden von Materialbahnen in gro3e Bogen gedacht sind. Bei diesen Vorrichtungen sind mehrere Querschneider vorgesehen, die jedoch über die gesamte Maschinenbreite reichen. Es handelt sich hier um die Zusammenfassung zweier getrennter Maschinen in einem Maschinengestell. ,₅

Aus der US-PS 34 33 476 ist eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, bei der zwei Querschneider mit unterschiedlichen Flugkieisdurehmessern dazu ausgebildet sind, unterschiedliche Bogenlängen zu schneiden. Diese Querschneider reichen beide über die volle Bahnbreite und sind sowohl übereinander als auch in Bahnlaufrichtung gegeneinander versetzt. Daher ist eine Vergrößerung der Bahnbreite nicht möglich.

Es ist ferner in der US-PS 34 89 043 eine Schneidvorrichtung für Wellpappe gezeigt, bei der zwei längs aufgeteilte Bahnen in verschiedene Ebenen geführt werden, wo sie von verschiedenen Querschneidern auf Länge geschnitten werden. Auch hier reichen die Messerwellen über die gesamte Breite der ursprünglichen Bahn und sie sind in horizontaler Richtung gegeneinander versetzt. Die Wellpapp-Abschnitte werden dann gesondert weiterverarbeitet.

Eine Anregung in Richtung auf das geschilderte Problem der Steigerung des Ausstoßes ging von diesen y$ Druckschriften nicht aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei bester Schnittqualität einen erhöhten Durchsatz für die Gesamtmaschine ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwei benachbarte Querschneider jeweils vertikal übereinander und nebeneinander derart versetzt angeordnet sind, daß sie einen gleichen Abstand zur Ebene der längsgeteilten ankommenden Bahnen und der zusammengeführten ablaufenden Bahnstücke einnehmen und daß ihre Messerwellen kurzer sind als die ursprüngliche Materialbahnbreite und nur über die jeweils zu schneidende Bahn reichen und daß die Messerwellen der Querschneider von einem gemeinsamen Antrieb synchron zum Schneiden gleich großer Einzelbogen angetrieben sind.

Nunmehr haben bei einer Vorrichtung, bei der zwei Querschneider in zwei übereinander und nebeneinander versetzten Ebenen angeordnet sind, die Messerwellen nur noch die halbe Länge, so daß insgesamt erheblich breitere Flachmaterialbahnen verarbeitet werden können. Die Messerwtllen haben trotzdem einen geringen Durchmesser, so daß die Abzugsbänder- oder Walzen nahe an die Schnittstelle herangeführt werden können. Wegen der geringeren Stützlänge sind Schwingungen nicht zu befürchten. Trotz der Aufteilung der Materialbahnen auf zwei verschiedene Querschneider durchlaufen die Bogen die Weiterbearbeitungsstationen nebeneinanderliegend, so daß diese in üblicher Weise ausgebildet sein können. Die gute Schnittqualität ist gewährleistet und es können relativ viele Bahnen übereinander gleichzeitig geschnitten und verarbeitet werden.

Gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft auch möglich, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Schneidkanten der Messer geringfügig größer ist als die Zulaufgeschwindigkeit der Bahn bzw. Bahnen, indem der Flugkreisdurchmesser eines Messers etwas größer ist als der des anderen Messers und gegenüber diesem vorläuft. Derartige Gleichlauf-Querschneider haben die beste Schnittqualität und erlauben es, besonders viele Materialbahnen übereinander gleichzeitig zu durchschneiden, ohne die Kanten anzustauchen oder geringfügig abzuknicken, was insbesondere bei der Verwendung der verarbeiteten Papiere in Vorrichtungen mit automatischer Papierzuführung sehr störend wirken würde.

Vorteilhaft können die Bänderstrecken über zum Teil gemeinsame Führungsrollen laufen und nebeneinander bis in die Weiterverarbeitungsstationen hineinreichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig 2 ein*. Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig.l.

Die Figuren zeigen den Teil einer Fertigungsstraße, in dem eine Materialbahn 11, die von einer nicht dargestellten Papierrolle kommt und gegebenenfalls noch bedruckt wurde, in Einzelbogen geschnitten und Weiterverarbeitungsstationen zugeführt wird. Die Fertigungsstraße ist beispielsweise eine Schulheft-Straße, in der die Bogen geschnitten, geschuppt übereinandergelegt, gestapelt, gefalzt, geheftet, gesäumt etc. werden. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist insbesondere für kleinformatige Bogen gedacht, an die noch eine lange Fertigungsstraße mit zahlreichen Einzelvorgängen angeschlossen ist. Bei einer solchen Fertigungsstraße können sich die Vorteile der Erfindung besonders auswirken.

Die Materialbahn 11 läuft, in den Figuren von links kommend, durch Längsschneider 12 hindurch, die die Materialbahn in Längsrichtung schneiden und dazu rotierende scheibenförmige Messer besitzen, die von oben und unten in die Materialbahn eingreifen und einen scherenartigen Schnitt durchführen. Die Materialbahn wird dadurch in mehrere Einzelbahnen 13, 14, 15, 16 aufgeteilt, deren Breite der entsprechenden Abmessung der daraus zu schneidenden Einzelbogen entspricht. Im dargestellten Beispiel sind die mittleren Messer 17 der Längsschneider 12 an einer definierten Stelle angebracht, in diesem Falle genau mittig zur Materialbahn und bleiben stets an dieser Stelle, während beispielsweise statt der daran zu beiden Seiten angrenzenden Messer jeweils zwei Messer eingeteilt sind, die die Gesamtbreite der Bahnen 15, 16 oder 13, 14 in insgesamt drei Bahnen aufteilen können, wenn ein anderes Format erwünscht ist. Die beiden äußeren Messer der Längsschneider 12 dienen zur Besäumung der Materialbahn 11.

Die jeweils zu beiden Seiten der Messer 17 liegenden Einzelbahnen werden im folgenden zusammenfassend als Bahn bezeichnet, so daß die Einzelbahnen 13,14 die Bahn 18 bilden und die Einzelbahnen 15,16 die Bahn 19. Die Bahn 18 läuft über eine Führungsrolle 20 und von dort aus schräg abwärts zu zwei Führungsrollen 21. Von dort aus läuft sie in einen unteren Querschneider 22, der eine obere und untere Messerwelle 23,24 besitzt.

Die Bahn 19 läuft hingegen unter einer Führungsrolle

25 hindurch und danach schräg aufwärts zu Führungsrollen 26, die die Bahn 19 einem oberen Querschneider 27 zuleiten, der eine obere Messerwelle 28 und eine untere Messerwelle 29 besitzt.

Die beiden Querschneider 22, 27 besitzen an ihren Messerwellen jeweils ein Messer, das in an sich ■bekannter Weise leicht schräg versetzt über die Länge der rotierend angetriebenen Messerwelle verläuft. Die jeweils obere Messerwelle 23, 28 beschreibt mit der Schneidkante ihres Messers 30 einen etwas größeren Flugkreis als das Messer der unteren Messerwelle. Beide Messerwellen jedes Querschneiders werden genau synchron angetrieben und arbeiten derart zusammen, daß ihre Messer von oben bzw. von unten gleichzeitig in das Papier eindringen. Im Verlaufe des Schnittes läuft dann das Messer 30 der oberen Messerwelle vor dem Messer der unteren Messerwelle weg, so daß das obere Messer in dem Spalt zwischen der Hinterkante des etwas schneller abgezogenen geschnittenen Bogens und der Vorderkante der nachschiebenden Materialbahn liegt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Schneidkanten ist nur geringfügig größer als die Geschwindigkeit der zulaufenden Bahnen. Mit einem derartigen Querschneider kann ein ganz besonders sauberer Schnitt erzeugt werden. Die Matenalbahn 11 und dementsprechend die Bahnen 18, 19 können deswegen aus zahlreichen übereinander einlaufenden Lagen Material bestehen, die von verschiedenen Papierrollen abgewickelt werden und zusammen die Vorrichtung durchlaufen. Dadurch kann der Ausstoß der Maschine erheblich vergrößert werden. Der Antrieb beider Querschneider erfolgt von einem gemeinsamen Getriebe aus.

Wie aus Fig.2 zu erkennen ist, sind die Querschneider 22, 27 nur über die halbe Breite der gesamten Materialbahn 11 und damit der Maschine ausgeführt, zuzüglich eines gewissen seitlichen Überstandes. Bei der beschriebenen Ausführungsform brauchen die Messerwellen also nur halb so lang sein, wie sie es bei einer Ausführung sein müssten, deren Messerwelle über die ganze Bahnbreite reicht. Bei den bevorzugt verwendeten Querschneidern, die mit je einem Messer 30 an der oberen und unteren Messerwelle arbeiten und deren Umfangsgeschwindigkeit an der Schneidkante im wesentlichen gleich der Materialbahngeschwindigkeit ist werden die Messerwellen insbesondere bei kleinen Formaten sehr dünn. Bei der beschriebenen Ausführungsform macht dies nichts aus, da sie nur über die halbe Bahnbreite zu reichen brauchen und daher noch eine ausreichende Steifigkeit haben, um nicht zu Schwingungen zu führen. Die relativ kurzen Messer sind auch leichter auf den optimalen Schneidspah einzustellen.

An die Querschneider schließen sich Führungseinrichtungen 31,32 an, die die geschnittenen Einzelbogen 33 in eine gemeinsame Ebene 34 zusammenführen. Die untere Führungseinrichtung 31 besteht aus einer unteren Bänderstrecke 35 und einer oberen Bänderstrecke 36, während die obere Führungseinrichtung eine untere Bänderstrecke 37 und eine obere Bänderstrecke 38 besitzt Es ist zu erkennen, daß infolge der Tatsache, daß die aus den Bahnen 18 bzw. Ii geschnittenen Einzelbogen 33 nur jeweils über die Hälfte der Maschinenbreite verlaufen, die Bänderstrekken 36, 37, 38 so geführt werden können, daß sie die gleichen Leit- bzw. Antriebseinrichtungen mitbenutzer können. Das führt zu einer wesentlichen Vereinfachung der Maschinenausführung.

Wie bereits erwähnt, führt die Führungseinrichtuni

31 die aus der Bahn 18 geschnittenen Einzelboger aufwärts in die Ebene 34 und die Führungseinrichtuni

32 führt die aus der Bahn 19 geschnittenen Bogen in die gleiche Ebene 34, wo die Bogen durch nicht dargestellte Führungs-. und Bearbeitungseinheiten nebeneinandei zur gemeinsamen Bearbeitung weitergeführt werden

Die ersten Bearbeitungsstationen in dieser Ebene beispielsweise eine Einrichtung zum geschuppter Übereinanderlegen der Bogen, liegen bei einer ausgeführten Maschine unmittelbar hinter der Zusammenfüh rung der Bogen in der Ebene 34, sind jedoch zur Verdeutlichung der Darstellung in den Zeichnunger nicht dargestellt.

Die Bänderführung kann auch aus F i g. 2 entnommen werden, wo jeweils in der oberen Hälfte einer Bahn 18, 19 die oberen Bänder 36, .18 und in der unteren Hälfte die unteren Bänder 35,37 dargestellt sind.

Die Vorrichtung nach der Erfindung weist zahlreiche Vorteile auf. Die beschriebene Querschneiderbauari liefert auch bei Materialbahnen, die aus mehreren Lagen übereinander bestehen, die beste Schnittqualität, wozu auch die leichte Einstellbarkeit der Messer und die geringe Schwingungsempfindlichkeit der kurzen Messerwellen beiträgt. Die Kombination der beschriebenen Querschneider zusammen mit der speziellen Anordnung und Bahnführung ist also besonders vorteilhaft zur gleichzeitigen Erzielung einer guten Schnittquaiität und einer großen Leistung der Fertigungsstraße. Obwohl die Materialgeschwindigkeit im wesentlichen der Umfangs geschwindigkeit der Schneidkanten entsprechen sollte, ist das Schneiden unterschiedlicher Formate in gewissen Grenzen mit der gleichen Messerwelle möglich. Nach der Erfindung kann die Breite der Gesamtmaschine nahezu bis auf das Doppelte der Breite gesteigert werden, die mit herkömmlichen Konstruktionen möglich war, wenn man eine Anordnung mit zwei Querschneidereinheiten benutzt Es ist jedoch auch möglich, drei oder noch mehr Querschneidereinheiten zu verwenden, wobei jeweils die einander benachbarten Querschneider auch in der Ebene versetzt sind. So könnte eine Konstruktion mit drei Querschneidern so angeordnet sein, daß die Querschneider in insgesamt zwei Ebenen liegen, d.h. die beiden äußeren Querschneider in einer Ebene und der mittlere Querschneider aus dieser Ebene versetzt Es ist ferner zu erkennen, daß die Abzugswalzen, d.h. die in den Figuren am weitesten links liegenden Walzen, um die die Bänderstrecken 35, 36, 37, 38 geführt sind sehr nahe an die Schnittstelle herangeführt werden können, so daß sie den Bogen, der aus dem Querschneider kommt sicher und unmittelbar fassen könnea Auch das sorgt für ein 60 betriebssicheres Verhalten der gesamten Maschine.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

21 324 J Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schneiden von breiten Flachmaterialbahnen in kleinerformatige Einzelbogen mittels Längs- und Querschneidern, mit einem Längsschneider, der die Materialbahn an wenigstens einer festliegenden Längs-Trennstelle in wenigstens zwei Bahnen auftrennt, mit Führungseinrichtungen, die die Bahnen in wenigstens zwei verschiedene Ebenen leiten, wobei in diesen Ebenen je ein Querschneider mit nur je einem Messer am Umfang jeder rotierenden Messerwelle angeordnet ist und wobei den Querschneidern Bänderstrecken nachgeschaltet sind, die die geschnittenen Einzelbogen den in eine? gemeinsamen Ebene angeordneten Weiterverarbeitungseinrichtungen zuführen, durch die die Einzelbogen nebeneinanderliegend hindurchlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Querschneider (22, 27) jeweils vertikal übereinander und nebeneinander derart versetzt angeordnet sind, daß sie einen gleichen Abstand zur Ebene (34) der längsgeteilten ankommenden Bahnen und der zusammengeführten ablaufenden Bahnstükke einnehmen und daß ihre Messerwellen (22,23,28, 29) kurzer sind als die ursprüngliche Materialbahnbreite und nur über die jeweils zu schneidende Bahn (18,19) reichen und daß die Messerwellen (23,24,28, 29) der Querschneider (22, 27) von einem gemeinsamen Antrieb synchron zum Schneiden gleich großer Einzelbogen angetrieben sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Schneidkanten der Messer (30) geringfügig größer ist als die Zulaufgeschwindigkeit der Bahn (18, 19) bzw. der Bahnen, indem der Flugkreisdurchmesser eines Messers (30) etwas größer ist aiii der des anderen Messers und gegenüber diesem vorläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänderstrecken (35,36; 37, 38) über zum Teil gemeinsame Führungsrollen laufen und nebeneinander bis in die Weiterverarbeitungsstationen hineinreichen.