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Rotationsschneidvorrichtung Rotationsschneidvorrichtungen werden verwendet,
wenn eine sich bewegende aterialbahn in bestimmte Längen zerachnitten werden soll.
Sin typisches Verwendungsgebiet besteht aus dem Verpacken von Handschuben für Chirurgen
in Papier, das von einer zusammenhängenden Papierbahn abgeschnitten wird. Bisher
wurde von der Papiermaterialbahn bestimmte Längen mittels einer "Quezschschneideanordnung
" abgeschnitten, wobei das Papier zwischen einem Rotationsamb@ß und einem Rotations-%uetschschneidmesser
hindurchgeführt wird. Die beiden Messer berühren einander längs einer geraden Linie
unter einem erheblichen Druck, so dass das Papier durchgetrennt wird. Dieses Durchtrennverfahren
weist den Nachteil auf, dass beim Zusammentreffen der Messer eine verhältnismäßig
große Ruckbewegung und damit eine unerwünschte Brschütterung erzeugt wird, die die
Xusrichtung der messer zu stören sucht und zu einer unzulässigen Abnutzung der Schneidkante
der
messer führt. Bei der von deL Zusammentreffen der Messer verursachten
Erschütterung werden oftmals die abgeschnittenen Papierlangen aus Ihrer Laye herausbewegt,
so dass die übrigen Teile der Verpackungsmaschine nicht Ordnungsgemäß können.
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Außerdem wird bei diesem Schneidverfahren eine unregelmäßige abgeschnitte
Kante erzeugt.
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Die Erfindung sieht einen schwächeren Schneiddruckt vor mit der folge,
dass geringere Ervschütterungen verursacht unW die b nutzung der Schneidkanten vermindert
wird0 Außerdem wird das Abschneiden regelmäßiger durchgeführt, und die Schneidkanten
der Messer streichen bein schneiden an einander vorbei.
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Die Rotationsschneidvorrichtung weist zwei Schneidelemente auf, die
um gesonderte zirehachsen synchron in den und aus dem Schneideingriff mit einander
gedreht werden. Diese Schneidelemente sind sc gelagert, dass der Abstand der Schneidkante
des einen Schneidelementes on dessen Drehachse größer ist als der abstand der Schneidkante
des anderen Schneidelementes von dessen Drehachse, so dass die Schneidkanten der
Schneidelemente sich itilt unterschiedlichen linearen Geschwindigkeiten bewegen,
wobei die Schneidelemente in bezug auf einander so angeordnet sind, dass sie die
jeder Umdrehung zum Schneiden zusammentreffen. Das Schneidelement, dessen Schneikante
von cLer Drehachse weiter entfernt ist, bildet mit der Kante des anderen Schneidelemantes
einen Winkel, so dass das eine Ende der Schneidkante des erstgenannten Schneidelementes
vorangeht, wenn die genannte Schneidkante sich in den Schneideingriff bewegt, wobei
die genannte, den erstgenannten Winkel bildende Schneidkante gleichfalls unter einen
Winkel zur Drehachse abgewandt verläuft, so dass das vordere Ende einen gröberen
abstand von der genannten Drehachse aufweist.
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Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben0 In den beiliegenden
Zeichnungen, in denen die einander gleichen oder entsprechanden Bauteile mit den
gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die Fig. 1 ein Teil einer schaubildlichen
Darstellung einer Ausführungsforin der Erfindung,
Figo2 ein Schnitt
durch die in der Fig.1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung, Fig.3 eine Draufsicht
auf das Schneidelement, von der Linie 3-3 in der Fig.2 aus gesehen, wobei die kittel
zum Befestigen des Schneidmessers und zum einstellen dessen Winkel dargestellt sind,
Fig .4 ein Ausschnitt aus einer Schnittzeichnung nach der Linie 4-4 in der Fig0l,
die die Schneidkante der beiden zusammentreffenden messer zeigt, Fig.5 eine Teildarstellung
des Messers 26 in dessen Halter, nach der Fig.3 von der linken Seite aus gesehen,
Fig.6 eine schematische Darstellung der von den Schneidkanten der beiden messer
verfolgten Bewegungsfade in demjenigen Bezirk, in dem die Schneidkanten mit einander
in Berührung gelangen, Fig.7 eine Folge von nach der Fig06 von oben her gesehenen
Darstellungen des Kontaktes zwischen den beiden Schneidkanten bei verschiedenen
Einstellungen nach der fig.6 und die Fig08 eine Folge von nach der Fig.6 rechteinklig
gesehenen Darstellungen des Kontaktes zwischen den beiden Schneidkanten in verschiedenen
Stellungen nach der Fig.6 Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung,
die zusammen mit einer Maschine zum Einwickeln chirurgischer liandscnuhe verwendet
werden kann und einen Endlosförderer 1C mit einer Vielzahl einzelner Leisten 12,
die durch die Glieder 14 mit einander biegsam verbunden sind. Die Fördereinrichtung
10 erstreckt sich über die Länge der selbsttätigen Verpackungsmaschine hinweg, wobei
jedoch nur der in der unmittelbaren Nähe der Rotationsschneidvorrichtung gelegene
Teil für die Erfindung von Interesse ist, so dass in den Zeichnungen dieser betreffende
Teil dargestellt ist. Die Fördereinrichtung 10 bewegt sich nach der Fig.1 von unten
nach oben und nach der Fig.2 von rechts nach links. Die Leisten 12 der Fördereinrichtung
10 tragen eine zusammenhängende Papiermaterialbahn, die zerschnitten werden soll,
und in der
Längserstreckung der Fördereinrichtung 10 sind in Abständen
einige Leisten 12 entfernt, wodurch in Abständen Zwischenräume geschaffen werden,
durch die die Schneidmesser das material durchschneiden können. Diese Zwischenräume
sind an der Fördereinrichtung 10 in regelmäßigen Abständen vorgesehen und entsprechen
denjenigen Stellen, an denen das Material durchschnitten werden soll. In den Figuren
1 und 2 ist ein solcher pffener Raum bei 16 dargestellt.
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Die Rotationsschneidvorrichtung ist mit der Bewegung der Fördereinrichtung
so synchronisiert, dass die Schneidkanten in diesen Zwischenräumen 16 zusammentreffen,
wie in der Fig.2 dargestellt. Bei dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung
weist die Rotationsschneidvorrichtung eine obere Welle 18 undeine untere Welle 20
auf, die parallel zu einander durch in den Zeichnungen nicht dargestellte Mittel
drehbar gelagert sind. 4n der Welle 18 ist ein langgestreckter Schneidarm 22 und
an der Welle 20 ein langgestreckter Schneidarm 24 befestigt. An den Außenenden der
betreffenden Arme 22 und 24 sind zwei rechteckige Schneidmesser 26 und 28 mit Hilfe
noch zu beschreibender kittel befestigt, welche messer so angeordnet sind, dass
sie bei jeder Umdrehung der beiden Schneidarme 22 und 24 nur einal mit einander
in den Schneideingriff gelangen. Die Wellen 18 und 20 und deren Schneidarme 22 und
24 werden synchron zu einander mit derselben radialen Geschwindigkeit von zwei mit
einander kämmenden Zahnrädern 30 und 32 (Fig.1) gedreht, deren Teilkreislinien in
der Fig.1 durch die Tangentialkreise 34 und 36 dargestellt sind. Die Zahnräder 30
und 32 werden synchron mit der Bewegung der Fördereinrichtung 10 von in den Zeichnungen
nicht dargestellten mitteln angetrieben, die jedoch Sachkundigen bekannt sind. Die
Antriebsmittel für die Zahnräder 30 und 32 sindso synchronisiert, dass die Schneidkanten
der beiden Messer 26 und 28 in den offenen ZwischntEueen 16 an der Fördereinrichtung
10 zusammentreffen.
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Dies kann mittels an sich bekannter Synchronisierungsmittel so durchgeführt
werden, dass die Messer im Verhältnis 1 : 1 stehen, so dass sie immer an derselben
Stelle zusammentreffen.
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Nach der Erfindung ist die entfernung der Schneidkante eines der
Schneidmesser 26 und 28 von der Drehachse größer bemessen als die Entfernung der
Schneidkante des anderen Schneidmessers
von dessen Drehachse, so
dass bei dem Zusammentreffen der beiden bohneidkanten die eine Kante sich rascher
bewegt als die andere.
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Die Schneidkanten sind schräg zu einander angeordnet, so dass die
sich rascher bewegende Schneidkante an der sich langsamer bewegenden Schneidkante
entlangstreicht, wobei ein Schnitt ausgeführt wird. Wie in der Figo2 dargestellt,
weisen die beiden Tangentialteilkreise 34 und 36 den gleichen Radius auf. Die Schneidkanten
der beiden Messer 26 und 28 treffen sich innerhalb der Peripherie des unteren Teilkreises
36 und außerhalb der Peripherie des oberen Teilkreises 34. Hieraus geht hervor,
dass die Entfernung zwischen der Schneidkante des Messers 26 und der Achse der Welle
18 größer ist als die Entfernung zwischen der Schneidkante des Messers 28 und der
Achse der Welle 20. Die Schneidkante des Messers 26 bewegt sich daher rascher als
die Schneidkante des Messers 28, als Lineargeschwindigkeit ausgedrückt, obwohl die
beiden Messer sich mit derselben Drehzahl drehen. Bei der in den Zeichnungen dargestellten
Einrichtung bewegt sich das obere Messer mit der Oberflächengeschwindigkeit der
Fördereinrichtung 10. Bevor die Winkel beschrieben werden, unter denen die Schneidkanten
der beiden Messer 26 und 28 in bezug auf einander und in bezug auf ihre Drehachse
verlaufen, sollen zuerst die Mittel zum Befestigen der beiden Messer 26 und 28 beschrieben
werden.
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Wie am besten aus der Fig.1 zu ersehen ist, ist das untere Messer
28 rechteckig ausgestaltet und mit mehreren Schlitzen 38 versehen, durch die Schrauben
40 hindurchgeführt sind, die das Messer 28 an dem sich drehenden Arm 24 festhalten0
Wie im unteren Teil der Fig.4 dargestellt, sitzt das Messer 28 in einer &usnehmung
42 am Ende des Irines 24. Der Grund der Ausnehmung-42 ist an mehreren Stellen mit
Gewindebohrungen versehen, in die die das Messer 28 an der Gebrauchsstelle festhaltenden
Schrauben 40 eingeschraubt werden. Mehrere Stelischrauben 44 erstrecken sich durch
den Arm 24 zur Seite der iusnehtung 42 und liegen an der Seitenkante des Messers
28 an, so dass Mit Hilfe der Stellschrauben die Lage des Messers bestimmt werden
kann. Jede Stellschraube 44 wird von einer Mutter 46 in der eingestellten Stellung
festgehalten. Der Grund der Ausnehmung 42 verläuft etwas schräg zu den radialen
Seiten des Armes 24, so dass die rückwärtige Kante
des kessers 28
geneigt verläuft, wie in äer Fig04 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung
sind die Seiten der Ausnehmung 42 so gelegen, dass die Schneidkante des Messers
28 parallel zur Achse der Welle 20 verläuft, um die das Messer 28 sich dreht.
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Als ein wichtiges Merkmal der erfindung ist der Umstand anzusehen,
dass die beiden Schneidkanten schräg zu einander angeordnet sind, wobei es unwesentlich
ist, ob die obere oder die untere Schneidkante in bezug auf die andere Kante schräg
verläuft. Bei dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Schneidkante
des Messers 28 parallel zur Achse deren Welle 20 angeordnet, während die Schneidkante
des oberen Messers 26 in einem vorbestimmten Ausmaß in bezug auf die Achse der Welle
schräg angeordnet ist.
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Das obere Messer 26 ist in der Fig.4, 5 und 3 in verschiedenen Ansichten
dargestellt. Ss wird darauf hingewiesen, dass das Messer in der Fig.3 vergrößert
dargestellt ist als in den Figuren 4 und 5.
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Wie aus der Fig.4 zu ersehen ist, ist der Arm 22 mit einem das Messer
26 aufnehmenden Ausschnitt 48 versehen. Wie in der Fig,S dargestellt, ist das Messer
26 mit einer Anzahl von Schlitzen 50 versehen, durch die mahrere Schrauben 52 hindurchgeführt
sind, die das Messer 26 an der Seite der Ausnehmung 48 festhalten. Der Ausschnitt
48 ist an der einen Seite mit Gewindebohrungen versehen, in die die Schrauben 52
eingeschraubt werden, und an der anderen Seite mit Gewindebohrungen zur Aufnahme
von Stellschrauben 54, die in der betreffenden Einstellung von muttern 56 festgehalten
werden. Wie am besten aus der Fig.3 zu ersehen ist, verläuft die Bodenfläche des
Ausschnittes 48 schräg in bezug auf die Achse der Welle 18, wobei der kleine Winkel
58 gebildet wird. Die Schneidkante des Messers 26 verläuft daher schräg zu einer
Linie, die parallel zur Achse der Welle 18 gelegen ist. Der Winkel 58 ist verhältnismäßig
klein. Bei dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung weist das Messer 26 eine
Länge von 28 auf, während der genannte Winkel so bemessen ist, dass die Strecke
58 nach der Fig3 2,77 mm beträgt. Die Erfindung ist natürlich nicht auf den obengenannten
besonderen Winkel beschränkt, sondern es können auch größere oder kleinere Winkel
vorgesehen werden, je nach der Dicke und der Art des zu durchschneidenden Materials,
sowie in
Abhängigkeit von anderen1 Sachkundigen bekannten Faktoren.
Außer der von dem Winkel 58 bestimmten Schrägstellung verläuft die Schneidkante
des Messers 26 auch schräg in einer zum Kippwinkel 58 senkrechten Ebene, welche
Schrägstellung von den Stellschrauben 54 bestimmt werden kann. Dieser zweite Kippwinkel
ist in der Fig.5 bei 60 dargestellt. Der Kippwinkel 60 bestimmt den Punkt, an dem
die Schneidkanten der Messer 26 und 28 mit einander in bezug auf die Bogen, die
sie durchwandern, in Beruhrung gelangen.
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In der Fig.6 sind Teile der von den beiden Messern 26 und 28 verfolgten
Bogen dargestellt, und zwar der Bogen 26& für das Messer 26 und der Bogen 28A
für das Messer 28. Die Bogen 261 und 28A werden von den Punkten an den Schneidkanten
der beiden Messer 26 und 28 verfolgt, die am weitesten von einander entfernt.
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sind. Der in der Fig.5 dargestellta Winkel 60 wird bestimmt, wie in
der Fig06 bei h dargestellt, so dass das vordere Ende der Schneidkante des Messers
265 mit der Schneidkante des Messers 28 an einem Punkt B in Eingriff gelangt, der
7-1/2° vor der Mittelstellung E für die beiden Schneidkanten gelegen ist. In der
Praxis wird der Winkel 60 eingestellt durch Drehen der Arme 22 und 24 von Hand,
bis sie eine Stellung einnehmen, in der sie 7-1/2° vor der Mittelstellung E gelegen
sind, wonach die Stellschrauben 54 betätigt werden, bis das vordere Ende der Schneidkanten
der beiden Messer 26 und 28 am Ende deren Spannweite mit einander einen Anfangskontakt
herstellen. Es wird an dieser Stelle darauf hingewieden, dass für den Schneidhub
ein größerer oder kleinerer Winkel als 7-1/20 vorgesehen werden kann in Abhängigkeit
von der Art des Materials und von den besonderen Umständen, wie Sachkundigen bekannt.
Der Wert von 7-1/2° wird nur als Beispiel genannt und stellt keine Beschränkung
der Erfindung auf diesen Winkel dar.
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In den Figuren 6, 7 und 8 sind die relativen Stellungen der Schneidkante
des Messers 26 und der Schneidkante des Messers 28 schematisch dargestellt, wenn
die Messer schneidend sich an einander vorbeibewegen. Bevor diese Figuren noch ausführlich
besohrieben werden, soll jedoch noch darauf hingewiesen werden, dass der Schneidvorgang
ein vollständiges Entlangstreichen der sich rascher bewegenden Schneidkante an der
sich langsamer bewOUnden Schneidkante innerhalb des 7 1/20 umfassenden Bogens nach
der Fig.6
zulässt, während welcher Periode die Schneidkanten mit
einander im Pi-ingriff stehen. Um dieses Entlangstreichen an einander zu bewirken,
muss die eine Schneidkante sich mit einer höheren Lineargeschwindigkeit bewegen
als die andere Schneidkante. Die beiden Schneidkanten müssen ferner am geeigneten
Winkel zusammentreffen, so dass die beiden Schneidkanten eine echte Schneidbewegung
ausführen. Die hierbei erforderlichen Winkel wurden bereits beschrieben.
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Die in der Fig.6 mit B, C, D und E bezeichneten Punkte stellen vier
auf einander folgende Stellungen der Schneidkanten der beiden Messer 26 und 28 dar,
wenn diese während der Drehung über einen Bogen von 7-1/20 mit einander im Eingriff
stehen und schneiden.
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Die in den Figuren 7 und 8 mit B, C, D und E bezeichneten Linien stellen
die relativen Stellungen der beiden Schneidkanten bei deren Bewegung vom Punkt B
über den Punkt C und D zum Mittelpunkt E dar. Die Fig.7 ist eine von oben her gesehene
Darstellung, d.h., die Linie der Fig.7 verläuft axial zu den Wellen 18 und 20.
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Die Fig.8 ist eine zur Fig.7 rechtwinklige Darstellung oder nach der
Fig.6 von links aus gesehen. Bei dem Schritt B nach den Figuren 7 und 8 und bei
der Stellung B in der Fig.6 treffen die beiden Schneidkanten an einem Punkt B zusammen,
der am äußersten Ende beider Schneidkanten gelegen ist. Wenn die beiden Schneidkanten
sich an den Punkten B, C, D und E (Fig.6) vorbeibewegen, so wandert der Xontaktpunkt
F an den Schneidkanten entlang, wie in den Figuren. 7 und 8 dargestellt, und bei
Erreichen des Mittelpunktes E in der Fig.5 trennen sich die beiden Schneidkanten
von einander.
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Bei diesem Schneidvorgang ist nur ein schwacher Druck zwischen den
beiden Schneidkanten erforderlich, wobei jedoch ein glatter Schnitt bei geringster
Abnutzung der beiden Schneidkanten ausgeführt wird Hierbei werden sämtliche Schwierigkeiten
vermieden, die durch die von der älteren Presschnittanordnung erzeugten Erschütterungen
verursacht wurden. Ferner wird ein glatterer Schnitt bei einer längeren Lebensdauer
der betreffenden Bauteile ausgeführt, wobei auch die Stillsetzungszeit verkürzt
wird, die zum Erhalten der Maschine in betriebsfähigem Zustand benötigt wird.
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Diese Schneideinrichtung ist von besonderem Nutzen für Maschinen
zum Verpacken verhältnismäßig flacher Gegenstände.
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Bei einer solchen Maschine wird ein von der Fördereinrichtung 10 beständig
bewegtes blattartiges katerial von zwei Seiten her über den flachen Gegenständen
zusammengelegt, beispielsweise über chirurgische Handschuhe, wobei die Kanten des
Materials beständig längs.einer Linie versiegelt werden, die in der Längserstreckung
des Materials verläuft. Ferner sind an den Enden der Verpackung Querversiegelungen
vorgesehen, und die Schneidvorrichtung schneidet das Material quer durch. Bei einer
derartigen Maschine ist der Abstand der Zwischenräume 16 in der Fördereinrichtung
10 nach der Fig.2 von einander gleich der Länge einer fertigen Verpackung.
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Es ist bei dieser Einwickelmaschine wichtig, dass die Schneidelemente
ihre Arbeit ausführen, ohne in der Fördereinrichtung große Spalten zu benötigen.
Wären die Fördererspalten 16 zu groß, so würdenz die Verpackungsgegenstände nicht
genügend abgestützt mit der Folge, dass die Gefahr besteht, dass der Verpackungsgegenstand
durch den Spalt hindurchfällt oder in diesen einsinkt.
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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung kann ein Durchschneiden bei
verhältnismäßig schmalen Spalten 16 in der Fördereinrichtung (Fig.2) durchgeführt
werden und ohne die Erschütterungen, die von den Presschnittmessern erzeugt werden,
die bisher bei derartigen Sinrichtungen allgemein verwendet wurden. Wie aus der
Fig.2 zu ersehen ïst, gelangt die Schneidkante des oberen Messers 26 in den Schneideingriff
im wesentlichen an der Oberseite der Fördereinrichtung 10, an welcher Stelle das
Messer sich im wesentlichen mit der Oberflächengeschwindigkeit der Fördereinrichtung
bewegt, während das untere Messer sich mit einer langsameren Oberflächengeschwindigkeit
bewegt. Mit der Anordnung nach der Erfindung kann nicht nur ein echtes Durchschneiden
ausgeführt werden nach Art einer Schere, sondern der Schnitt kann ferner mit zwei
Messern ausgeführt werden, die sich mit unterschiedlichen Oberflächengeschwindigkeiten
bewegen, während andererseits zwischen den Messern ein Verhältnis 1 : 1 aufrechterhalten
wird, so dass die Messer immer an derselben Stelle und zeitlich vollkommen abgestimmt
auf die Spalte im Förderband zusammentreffen. kit der Einrichtung nach der Erfindung
kann in einem verhältnismäßig kurzen Zwischenraum zwischen den Leisten einer Fördereinrichtung
ein
wirkungsvoller Schnitt rasch ausgeführt werden.
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Patentansprüche