DE2613039C2

DE2613039C2 - Querschneider zum Schneiden einer kontinuierlich zulaufenden Materialbahn

Info

Publication number: DE2613039C2
Application number: DE19762613039
Authority: DE
Inventors: Yasuyuki Kumagaya Kuroi; Sadaji Tashiro
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1976-03-26
Filing date: 1976-03-26
Publication date: 1985-02-07
Also published as: DE2613039A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Querschneider zum Schneiden einer kontinuierlich zulaufenden Maierialbahn mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Querschneider dieser Gattung (US-PS 25 48 427) ist die Steuereinrichtung mit der Förderwalze gekuppelt Mittels Magnetspulen betätigbare Kupplungen ermöglichen das Vor- und Rückdrehen der Steuerscheibe die einen mittels einer Blende einstellbaren Ringschlitz aufweisen. Durch diesen Schlitz wird der Lichtdurchgang von einer Lichtquelle zu einer Photozelle gesteuert Der so gebildete Signalkreis steuert über eine Vielzahl von Schaltern und Relais den Motor des umlaufenden Messers durch Stromzuführung in Magnetspulen für einen Haltekreis, für eine Kupplung und für eine Bremse. Grundsätzlich ist nach dem Einschalten des Stroms die Magnetspule für die Bremse erregt Wird der Druckschalter betätigt wird die Magnetspule der Kupplung erregt und die Magnetspule der Bremse stromlos, so daß das Messer betätigbar ist. Der Motor zum Antrieb des Messers läuft nach dem Einschaltimpuls weiter, da die Stromzufuhr über ein selbsthaltendes Relais aufrechterhalten bleibt. Hat das Messer bei seinem Umlauf einen vorbestimmten Verdrehwinkel erreicht, fällt ein Lichtstrahl durch den Schlitz auf die Photozelle, so daß über den Signalkreis der Grenzschalter betätigt wird. Nach einem weiteren Verdrehen des umlaufenden Messers und dem gleichzeitigen Drehen der Steuerscheibe wird über einen Lichtstrahl die Kupplung für den Motorantrieb ab- und die Bremse eingeschaltet.

Bereits ein Blick auf das Schaltschema eines derartigen Querschneiders macht deutlich, daß für die Steuerung des Umlaufs des Messers ein hoher Aufwand notwendig ist was sich nicht nur in den Herstellungskosten und dem Aufwand bei der Instandhaltung auswirkt, son- dem auch eine Quelle für Fehler aller Art darstellt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Querschneider zu schaffen, dessen Messer genau in einer vorbestimmten Position gestoppt werden kann, der mechanisch einfach aufgebaut, betriebssicher und auf einfachste Weise herstellbar ist.

Diese Aufgabe, eine als bekannt aufgezeigte Vorrichtung weiterzubilden, wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen festgelegt.

Während bei der bekannten Ausführung ein hoher Aufwand für die Steuerung des Umlaufs des Messers notwendig ist, was sich in den Herstellungskosten und dem Aufwand bei der Instandhaltung auswirkt, ist beim Gegenstand der Erfindung durch die Verwendung eines ganz bestimmten Motors eine grundsätzliche Vereinfachung möglich. Ein Motor, bei dem entweder das Rotorfeld oder das Statorfeld durch einen Permanentmagneten gebildet wird, läßt sich in bekannter Weise sowohl als Antriebs- als auch in einfacher Weise als Bremsaggregat verwenden. Es läßt sich dabei durch einfaches Kurzschließen der Anschlüsse der Feldwicklung ein sofortiges Stillsetzen erreichen, und zwar in einer ganz bestimmten Winkelstellung. Trotz der dabei erreichbaren hohen Sicherheit für die geforderte Steuerung und das rechtzeitige Betätigen der einzelnen Schritte ergibt sich eine Gesamtausbildung der Anlage, die an Einfachheit kaum zu überbieten ist. Besondere Bremsen und b5 Kupplungen entfallen, und es wird nur ein einziges Relais benötigt.

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbcispiei eines Querschneiders geinäU der Erfindung beschric-

ben, wobei die Ober die Erläuterung des Inhalts der Ansprüche hinausgehenden Teile dieser nachfolgenden Beschreibung nicht Gegenstand der Erfindung sind. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht des Querschneiders,

Fig.2 einen Querschnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 1.

Fig.3 eine Seitenansicht des Querschneiders nach Fig. 1.

F i g. 4 einen Schaltplan,

F i g. 3 ein Zeitdiagramm,

F i g. 6 einen mechanischen Stopper in vergrößerter Darstellung und

F i g. 7 einen magnetischen Stopper.

Der in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Querschneider weist eine umlaufende zylindrische Welle 101, an der ein mit einer Schneidkante 105 versehenes Messer 103 angeordnet ist, und einen Holm 201 auf, an dem ein eine Schneidkante 205 tragendes Messer 203 angebracht ist, die mittels Federn 207 und 209 mit der Schneidkante 105 des rotierenden Messers 103 in elastischer Verbindung steht. Ein Motor 400 treibt die Weile 101 über ein Untersetzungsgetriebe 500 an. Ein trapezoidförmiger Nocken 600 ist an einem Zapfenende der Welle 101 angebracht und läuft mit der Welle um. Im Schaltkreis des Motors 400 liegt ein Schaltelement 700, dessen mit einer Rolle versehener Schaltstift an der Außenfläche des Nockens 600 abläuft und einen Umschalter 701 betätigt Im Schaltkreis des Motors 400 liegt ein weiteres Schaltelement 800, das über einen besonderen Signalkreis gesteuert wird und zwei Schalter 813 und 815 aufweist. Zweckmäßig wird ein Gleichstrommotor verwendet, da er schnell angehalten werden kann, wenn ein Kurzschluß zwischen seinen beiden Anschlüssen hergestellt wird. Beim Ausführungsbeispiel findet ein Gleichstrommotor Verwendung, dessen Stator Permanentmagnete aufweist. So wird ein exaktes schnelles Stillsetzen ermöglicht.

Die zu schneidende Bahn 900 gelangt durch Führungsplatten 910,910' zwischen die beiden Messer 103, 203. Sobald eine vorbestimmte Länge der Bahn durch den Querschneider geführt ist, wird die Welle 101 mit dem Messer 103 verdreht und damit der Schnitt ausgeführt.

Die Welle 101 ist in Lagern 901, 903 gelagert, die in Seitenplatten 905, 907 festgelegt sind. Der Zapfen der Welle 101 ragt an beiden Seitenplatten nach außen durch. Der Nocken 600 ist an dem in der Zeichnung (Fig. 1) linken Ende der Welle montiert. Am anderen Wellenende ist ein Zahnrad 107 aufgebracht, das einen Teil des Untersetzungsgetriebes 500 bildet, das die Antriebskraft des Motors 400 auf die Welle 101 überträgt. Die Schneidkante 105 des Messers 103 überragt die Außenfläche des Messers. Führungsringe 111, 113 sind an jeder Wellenseite in dichter Anlage an den Enden der Schneidkante 105 angeordnet. Der Radius der Führungsringe 111, 113 stimmt mit dem von der Schneidkante während ihrer Rotation beschriebenen Zylinder 101' überein.

Der Holm 201 mit dem Messer 203 ist an Tragzapfen 2! 1, 213 schwenkbar montiert, die in den Seitenplatten 905, 907 angeordnet sind. Die Federn 207, 209 sind um die Tragzapfen geschlungen. Ein Umlauf der Welle 101 ermöglicht einen Schneidvorgang. Die Schneidkante 205 berührt die Außenflächen der Führungsringe 111, 113. so daß zwischen der Welle 101 und der Sehneidkanie 205 ein Spall gebildet wird, um einen Schlag oder Stoß bzw. eine Kollision der Schneidkante zu vermeiden.

Der Motor 400 ist an der Seitenplatte 907 montiert Seine Antriebswelle 401 erstreckt sich durch diese Seitenplatte nach außen und trägt ein Ritzel 403, das mit dem Untersetzungszahnrad 405 in Eingriff steht, dessen Ritzel 407 mit dem auf der Welle 101 aufgezogenen Zahnrad 107 kämmt Die Ritzel 403,407 und die Zahnräder 405,117 bilden das Untersetzungsgetriebe 500.

Bei einem Umlauf der Welle 101 läuft der Schaltstift to auf der Außenfläche des Nockens 600 ab und passiert dabei einen oberen und einen unteren Scheitelpunkt Der Umschalter 701 des Schaltelements 700 enthält einen sich beim Umlauf des Nockens 600 in dessen oberen Scheitelpunkt sich schließenden <M«-K.ontakt und einem beim Durchlaufen des unteren Scheitelpunkts sich schließenden «B«-Kontakt Solange die Welle und damit das Messer stillsteht, befindet sich die Rolle des Schalistifts am unteren Scheitelpunkt so daß der Umschalter den »ßcr-Kontakt schließt Beim Drehen der Welle 101 wandert der Schaltfinger vom »5<r-Kontakt zum »/4«-K.ontakt und wieder zurück zum »B«-Kontakt Somit zeigt der Nocken 600 einen von der Ausgangsposition fortlaufenden Verdrehwinkel des umlaufenden Messers an.

Das elektrische Schaltbild ist in F i g. 4 dargestellt Es zeigt den Motor 400, das Schaltelement 700, das Schaltelement 810 und eine Gleichstromquelle 803. Das Schaltelement 810 ist ein Magnetschütz mit zwei Schaltern 813, 815, die gleichzeitig durch eine Magnetspule 811 betätigbar sind. Der Schaltimpuls wird in einem nicht dargestellten Signalkreis erzeugt. Der ,^«-Kontakt des Umschalters 701 ist mit dem Schalter 815, der zwischen der Gleichstromquelle 803 und dem Feldwicklungsanschluß 415 des Motors 400 liegt parallel geschaltet. Der andere Schalter 813 des Schaltelements 810 und der »Β«-Kontakt des Schalters 701 sind zwischen den Anschlüssen der Feldwicklungen 415, 420 in Serie geschaltet und können damit diese Anschlüsse über einen Dämpfungswiderstand 805 kurzschließen.
Die F i g. 4 zeigt den Stand, in dem der Motor für die das Messer tragende Welle 101 stillsteht, die Feldwicklungsanschlüsse 415, 420 also über den Dämpfungswiderstand 805, den Schalter 813 und den »5«-Kontakt des Schalters 701 kurzgeschlossen sind. Die Verbindung des Feldwicklungsanschlusses 415 mit der Gleichstromquelle 803 ist sowohl am Schalter 815 als auch am Umschalter 701 unterbrochen. Wird die Magnetspule 811 erregt, wird über den Schalter 813 die Kurzschlußverbindung unterbrochen und die Stromzufuhr zu den Feldwicklungsanschlüssen 415,420 über den Schalter 815 ermöglicht. Der die Magnetspule 811 erregende Schaltimpuls dauert aber nur kurze Zeit, so daß nach Ausfall dieses Impulses der Schalter 815 die Stromzufuhr sofort wieder unterbrechen würde. Um nun ein Weiterdrehen der Welle 101 bis zu einem genau festgelegten Verdrehungswinkel sicherzustellen, wird über den Nocken 600 der Umschalter 701 so betätigt, daß innerhalb eines bestimmten Verdrehungsbereichs des Nockens 600 die Stromzufuhr über den »/!«-Kontakt bestehen bleibt. Ist der vorbestimmte Verdrehungswinkel erreicht, wird der Umschalter 701 vom »A«- auf den »β«·-Kontakt gelegt, die Stromzufuhr unterbrochen und der Kurzschluß hergestellt. Erfolgt ein neuer Signalimpuls, wird der Schal-L-811 wieder geöffnet, der Schalter 815 geschlossen, und der Motor läuft sofort an.

Anhand der Fig. 5 wird der Bewegungsablauf des Querschneiders erläutert. Im Punkt t« erhält die Magnetspule den Signalimpuls, und der erste Schaller 813

und der zweite Schalter 815 werden in einem gegenüber dem Zeitpunkt ίο geringfügig verschobenen Zeitpunkt /ι betätigt. Beim öffnen des ersten Schalters 813 wird der Kurzschluß aufgehoben und gleichzeitig durch den zweiten Schalter 815 der Motor 400 in Betrieb gesetzt. Im Zeitpunkt i2 erreicht die Rolle des Umschalters 701 den oberen Scheitelpunkt, und der dritte Schalter schaltet vom Kontakt »A « zum Kontakt »B«, wobei der Feldwicklungsanschluß 415 mit der Gleichstromquelle verbunden wird. Verschwindet der Signalimpuls (ti), wird die Magnetspule stromlos, und der erste und der zweiie Schalter erreichen ihre Ruhestellung, während der Motor weiterläuft (ti). Hat der Verdrehwinkcl des Messers und des Nockens einen bestimmten Verdrehwinkel erreicht, liegt die Rolle des Umschalters 701 am unleren Scheitelpunkt, und der Umschalter wechselt vom »A« zum »ß«-Kontakt, so daß die Feldwicklung des Motors 400 wieder kurzgeschlossen ist. Wird die Trägheit der Welle richtig eingeschätzt, so kommt das Messer in der Welle 101 bei einem genau vorbestimmten Winkel zum Stillstand.

Der Stillstand der Welle 101 in dem vorbestimmten Winkel kann auch durch einen mechanischen oder magnetischen Stopper zusätzlich sichergestellt werden. Der in F i g. 6 dargestellte Stopper enthält eine auf der Welle 101 festgelegte Scheibe 91, die eine Nut in ihrer Umfangsfläche aufweist, einen in diese Nut einsenkbaren Riegel 92 und eine diesen Riegel belastende Feder 93. Der Riegel fällt durch Federkraft in die Nut ein. Übersteigt die Antriebskraft des Motors 400 die Friktion zwischen Nut und Riegel, läuft die Welle an.

In F i g. 7 ist ein magnetischer Stopper dargestellt. An einer an der Welle 101 festgelegten Scheibe 95 ist ein Magnet montiert, und am Rahmen des Querschneiders sitzt der Gegenmagnet. Sobald sich die beiden Magnete gegenüberstehen, wird die Welle angehalten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

40 45

55 60 65

Claims

Patentansprüche:

1. Querschneider zum Schneiden einer kontinuierlich zulaufenden Materialbahn mit einem an einer durch einen elektrischen Motor angetriebenen, rotierenden, zylindrischen Welle montierten Messer, dessen Schneide an der Messerkante eines feststehenden, federnd gelagerten Messers zum Abschneiden einer vorbestimmten Länge pro Umlauf einmal vorbeistreift, und mit einer Steuereinrichtung und einem Signalkreis für den Motor des umlaufenden Messers zum Antrieb innerhalb eines Umlaufs und zum Stillsetzen bei Erreichen eines vorbestimmten Verdrehungswinkels der Welle, gekennzeichnet durch die Verwendung eines für ein Feld einen Permanentmagneten aufweisenden Gteich- strotnmotors (400) zum Antrieb der Welle (101), dessen Steuereinrichtung drei Steuerkreise aufweist, von denen der eine aufgrund eines vom Signalkreis ausgehenden Impulses den Motor (400) startet von denen der zweite die Stromzufuhr zum Motor (400) nach Erlöschen des Signalimpulses während eines vorbestimmten Verdrehungswinkels der Welle (101) aufrechterhält und von denen der dritte bei Erreichen eines vorbestimmten Verdrehungswinkels der Welle (101) die Anschlüsse der Feldwicklung des Motors (400) kurzschließt

2. Querschneider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die drei Steuerkreise durch zwei Schaltelemente (700, 810) schaltbar sind, von denen das eine aus einem durch einen mit der das Messer (103) tragenden Welle (101) gekoppelten Nocken (600) in Abhängigkeit von dem Verdrehungswinkel der Welle (101) betätigbaren Umschalter (7 01) besteht und von denen das andere als ein Magnet schütz (810) ausgebildet ist, das zwei mittels einer auf den Impuls des Signalkreises ansprechende Magnet spule (811) gleichzeitig betätigbare Schalter (813, 815) aufweist.

3. Querschneider nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der durch den Nocken (600) betätigbare Umschalter (701) des ersten Schaltelements (700) zwei Schaltkontakte (A, B) aufweist wobei entsprechend der Nockensteliung über den einen Kon takt (A) die Stromzufuhr zum Motor (400) erfolgt und über den anderen Kontakt (B) die Verbindung des Feldwicklungsanschlusses (415) mit dem einen Schalter (813) des Schaltelements (810) erfolgt.

4. Querschneider nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht erregter Magnetspule (811) im Magnetschütz (810) der eine Schalter (813) geschlossen ist und so die Feldwicklungsanschlüsse (415,420) des Motors (400) über einen Dämpfungswiderstand (805), den Schalter (813) und den Kon takt (B) des Schaltelements (700) kurzgeschlossen sind und durch den anderen Schalter (815) die Stromzufuhr unterbrochen ist, während beim Erregen der Erregerspule der eine Schalter (813) geöffnet und so der Kurzschluß aufgehoben und der andere Schalter (815) geschlossen und damit die Stromzufuhr zum Molor (400) hergestellt ist.