DE2825898A1

DE2825898A1 - Rotationsschermaschine

Info

Publication number: DE2825898A1
Application number: DE19782825898
Authority: DE
Inventors: Merrill David Martin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-06-17
Filing date: 1978-06-13
Publication date: 1979-01-04
Also published as: AU3301378A; ZA78531B; AU517589B2; GB1571759A; IE46924B1; CA1072004A; DE2825898C2; JPS547683A; IE781037L

Description

MERRILL DAVID MARTIN, OAKLAND, ALAMEDA COUNTY, CALIFORNIA (USA)

Rotationsschermaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotationsschermaschine mit zwei mit je einem Schermesser "bestückten, gegensinnig in Drehung versetzbaren parallelen Messerzylindern, die zum Abscheren eines kontinuierlich bewegten Bahnenmaterials in einzelne Abschnitte entlang einer jeweils quer zu dessen Bewegungsrichtung ausgerichteten Schnittlinie eingerichtet ist.

Eine solche Rotationsschermaschine kann beispielsweise zum Abscheren von Wellpappe eingesetzt werden, deren Herstellung mit modernen Maschinen zum Teil ganz beträchtliche Bewegungsgeschwindigkeiten für die angelieferten Bahnen ergeben. Diese höheren Bewegungsgeschwindigkeiten werden für die anschließende Umformung der von dem Bahnenmaterial abgescherten Abschnitte beispielsweise in Verpackungsbehälter genutzt, so daß es dafür

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sehr wichtig ist, daß das Abscheren des Bahnenmaterials innerhalb der dafür zur Verfügung stehenden, entsprechend kurzen Zeit hinreichend präzise durchgeführt wird. Sofern eine solche Rotationsschermaschine nicht in der Lage ist, ein solches präzises Abscheren des Bahnenmaterials bei solchen höheren Bewegungsgeschwindigkeiten desselben durchzuführen, muß der Produktionsfluß der vorgeschalteten Maschinen entsprechend gebremst werden, was einer Verringerung von deren Leistungskapazität gleichkommt und damit eine entsprechende wirtschaftliche Einbuße bedeutet. Speziell für das Abscheren von Wellpappe ist dabei außer einer Notwendigkeit für die nachgeschalteten Verarbeitungsmaschinen noch von Bedeutung, daß durch ein solches, genau quer zu der Bewegungsrichtung des Bahnenmaterials durchgeführtes Abscheren auch sogenannte Spleißbereiche von dem Bahnenmaterial ebenso abgeschert werden müssen wie von dem Bahnenmaterial entnommene Proben für eine geeignete Materialprüfung sowie die Bereiche, die innerhalb einer laufenden Produktion des Bahnenmaterials gewisse Qualitätsvorstellungen nicht erfüllen oder die für eine abweichende Weiterverarbeitung vorgesehen sind.

Bei den bis jetzt beispielsweise aus den US-PS'en 3 748 865 und 3 oo3 380 bekannten Rotationsschermaschinen der eingangs genannte** Art sind die Schermesser achsparallel zu den beiden Messerzylindern ausgerichtet, so daß das Abscheren des gesamten Bahnenmaterials mit einem einzigen Schnitt über die gesamte Breite der Materialbahn durchgeführt wird. Für solche geradlinigen Schermesser werden daher zum Auffangen der bei diesem Schnitt auftretenden Schneidkräfte entsprechend massive Messerzylinder resp. entsprechend massive Lagerwellen und Stützlager für die eigentlichen Messerbalken benötigt, damit zur Vermeidung einer Spreizung derselben zum Zeitpunkt des Schnittes die entsprechende Stoßbelastung der Messerträger über die gesamte Länge der Schermesser sicher aufgefangen werden kann. Auf Grund dieser massiven Ausbildung werden daher für diese bekannten Rotationsschermaschinen auch verhältnismäßig komplexe mechanische Antriebe und Übersetzungsgetriebe für den zyklischen Antrieb der Messerzylinder benötigt, die in aller

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Regel ebenso massiv ausgeführte mechanische Stelleinrichtungen umfassen, um für diesen Antrieb der Messerzylinder auch das Abscheren unterschiedlich langer Abschnitte von dem Bahnenmaterial zu erlauben. Dabei ist besonders nachteilig, daß unter Beibehaltung einer vorgegebenen Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials relativ enge Grenzen gesetzt sind, innerhalb welcher die Längen der davon abgescherten Abschnitte variiert werden können, so daß es also erforderlich wird, diese Bewegungsgeschwindigkeit entsprechend zu verändern, wenn außerhalb dieser Grenzen liegende Teillängen für diese von dem Bahnenmaterial abgescherten Abschnitte gewünscht werden. Als obere Grenze, die für die Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials zur Ausführung eines sauberen Schnittes quer zu dessen Bewegungsrichtung für solche Rotationsschermaschinen gerade noch zugelassen werden kann, muß hier ein Wert von maximal etwa 2,8 m/sak angeführt werden, wobei gleichzeitig gilt, daß bei der Ausnutzung dieses oberen Grenzwertes bereits so hohe Trägheitskräfte an den in Drehung versetzten Bauteilen der Maschine auftreten, daß deren dafür verwirklichte massive Bauweise die Herstellungskosten einer solchen Maschine wirtschaftlich kaum mehr rechtfertigen kann. Die bekannten Rotationsschermaschinen sind daher in aller Regel nur für Bewegungsgeschwindigkeiten des Bahnenmaterials ausgelegt, die niedriger als dieser obere Grenzwert liegen. Aber auch diese Maschinen haben auf Grund ihrer massiven Bauweise den Nachteil, daß ihre mechanischen Teile durch die zyklische Stoßbelastung einem hohen Verschleiß unterliegen, wobei als Regel davon ausgegangen werden kann, daß an ihnen mindestens einmal jedes Jahr größere Reparaturarbeiten durchzuführen sind, um die besonders verschleißanfälligen Teile solcher zur Kleinhaltung der Drehmassen meistens mit einem mit Schiebekurbeln gesteuerten Abschaltantrieb versehenen Maschinen zu reparieren oder meistens zu ersetzen. Schließlich weisen die bekannten Rotationsschermaschinen häufig auch noch den Nachteil auf, daß es mit ihnen nicht möglich ist, zwischen einem kontinuierlich nacheinander erfolgenden Abscheren einzelner Abschnitte von dem Bahnenmaterial und einem intermittierenden und also willkürlich vorgenommenen Abscheren wahlweise überzuwechseln und sofern diese Möglichkeit vorgesehen ist, wie beispielsweise

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bei den Rotationsschermaschinen nach der US-PS 3 880 o33, so sind dabei Maßnahmen für die entsprechende Steuerimg des Antriebs für die Messerzylinder getroffen, die im Umfang der dafür verwendeten mechanischen Kupplungsvorrichtung nicht die präzise Einhaltung der Teillängen erlauben, die für die von dem Bahnenmaterial abgescherten Abschnitte gewünscht werden. Um alle die hier geschilderten hauptsächlichen Nachteile der bekannten Rotationsschermaschinen auf einem Minimum zu halten, kann für die Verhältnisse der Verarbeitung von Wellpappe in diesem Zusammenhang noch darauf hingewiesen werden, daß die mit einer solchen Rotationsschermaschine zusammengeschalteten Verarbeitungsmaschinen in aller Regel nur auf weniger als etwa die Hälfte ihrer gesamten Kapazität ausgelastet werden können, was selbstverständlich einen sehr schwerwiegenden Nachteil für einen wirtschatlichen Produktionsablauf darstellt.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zu Grunde, eine Rotationsschermaschine der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der eine wirtschaftlichere Arbeitsweise möglich ist und die bei einer weniger massiven Bauweise geringeren Verschleißerscheinungen der einzelnen Maschinenteile ausgesetzt ist, wobei als maßgebliche Bezugsgröße die Ausführbarkeit eines präzisen Schnittes bei der Abscherung eines Bahnenmaterials genau quer zur Bewegungsrichtung desselben auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer solchen Rotationsschermaschine die beiden Schermesser jeweils entlang einer Schraubenlinie mit einem Steigungswinkel -Φ des einen Schermessers und einem Steigungswinkel (36o° - -Θ·) des anderen Schermessers bezüglich der Drehachse des jeweiligen Messerzylinders angeordnet sind und für ein progressiv fortschreitendes Abscheren des Bahnenmaterials von dessen einer Längskante zu der anderen Längskante hin eine wenigstens der Breite des Bahnenmaterials entsprechende axiale Länge haben. Dabei sollte zwekcmäßig das Schermesser des einen Messerzylinders bezüglich des Schermessers des anderen Messerzylinders in der Drehrichtung der beiden gegensinnig in Drehnung versetzten Messerzylinder voreilend angeordnet sein und einen auf die Dreh-

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achse seines Messerzylinders bezogenen, etwas größeren Drehradius haben als dieses andere Schermesser, und es sollten weiterhin die Drehachsen der beiden Messerzylinder um einen dem SteigungswinkelΌ- der Schraubenlinie der Schermesser entsprechenden Winkel gegen die Bewegungsrichtung des Bahnenmaterials geneigt sein, wobei der Steigungswinkel-β*vorteilhaft einen Wert zwischen o,5° und 3° beträgt.

Mit einer solchen schraubenartigen Ausbildung der Schermesser wird folglich erreicht, daß bei einem Abscheren des Bahnenmaterials keine höhere Stoßbelastung der beiden Messerzylinder auftritt, weil der Schnitt an dem Bahnenmaterial zum maßgeblichen Zeitpunkt nicht auf einmal über dessen gesamte Breite durchgeführt wird, sondern er gleichsam fortschreitend wandert von der einen Längskante zu der anderen Längskante hin. Damit ist es auch möglich, die Messerzylinder weniger massiv auszubilden, so daß auch für deren Antrieb entsprechend weniger massiv ausgeführte Mechanismen benötigt werden und es mithin möglich ist, gemäß einem weiteren Teilmerkmal der Erfindung auch einen Direktantrieb für die Messerzylinder durch einen umsteuerbaren Gleichstrommotor vorzusehen, der eine Steuereinrichtung aufweist, die alle für die Arbeitsweise einer solchen Rotationsschermaschine vorstehend geschilderten Vorstellungen auf einfachste Weise zu erfüllen vermag. Es ist mithin sogar möglich, die Messerzylinder hohl auszubilden und über Wellenstümpfe in seitlichen Lagerrahmen eines Rahmengestells der Maschine zu lagern, die nach einem weiteren Teilmerkmal der Erfindung kastenförmig ausgebildet sein können und jeweils eine starre innere Lagerplatte und eine starre äußere Lagerplatte aufweisen, an denen innere und äußere Stützlager für die diese kastenförmigen Lagerrahmen durchsetzenden Wellenstümpfe der Messerzylinder befestigt sind. Für die Messerzylinder werden damit an diesen seitlichen Lagerrahmen auskragende Abstützungen bereitgestellt, durch welche die Messerzylinder eine so hohe Aussteifung erfahren, daß damit jede Spreizwirkung unter dem Einfluß der Schneidkräfte beim Abscheren des Bahnenmaterials unterdrückt und mithin der entlang einer quer zu der Bewegungsrichtung des Bahnenmaterials verlaufenden Schnittlinie durchgef-ührte Schnitt selbst

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dann noch entsprechend präzise ist, wenn die mit einer solchen Rotationsschermaschine ohne weiteres beherrschteren höheren Bewegungsgeschwindigkeiten des Bahnenmaterials bis zu etwa 5,08 m/sek voll ausgenutzt werden. Die Rotationsschermaschine gemäß Erfindung läßt sich damit ohne Einbuße der vollen Leistungskapazität in den Produktionsablauf einer mit modernen Maschinen ausgerüsteten Fertigung von Wellpappe eingliedern, wobei die Maschine auch im Umfang der für einen solchen Direktantrieb mittels eines umsteuerbaren Gleichstrommotors für die gegensinnige Drehung der Messerzylinder noch verwirklichten, in jedem der beiden seitlichen Lagerrahmen angeordneten totgangfreien Übersetzungsgetriebe beispielsweise der Bauart nach der US-PS 3 o37 396 zur Kuppelung der beiden diese Lagerrahmen jeweils durchsetzenden Wellenstümpfe in der Gesamtheit so gebaut ist, daß sie keiner höheren Verschleißgefahr unterworfen ist.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen erfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Rotationsschermaschine gemäß Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt dieser Maschine nach der Linie 2-2 in Fig.1,

Fig. 3 einen Teilquerschnitt nach der Linie 3-3 in

Fig.1 zur Darstellung des Angriffs der Schermesser an dem Bahnenmaterial,

Fig. 4 eine Seitenansicht nach der Linie 4-4 in Fig.3 des einen Messerzylinders zur Darstellung der Messerbefestigung,

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Fig. 5 eine weitere, teilweise aufgebrochene Seitenansicht dieses Messerzylinders,

Fig. 6 eine perspektivische Schemadarstellung zur Erläuterung des mittels der Rotationsschermaschine nach den Fig.1 und 2 ermöglichten Abscherens eines Bahnenmaterials,

Fig. 7 eine Draufsicht zu der Schemadarstellung gemäß Fig.6,

Fig. 8 ein Blockdiagramm zur Darstellung der für den

Antrieb der Rotationsschermaschine vorgesehenen Steuereinrichtung, wenn von dem Bahnenmaterial nacheinander Abschnitte vorbestimmter Teillängen abgeschert werden,

Fig. 9 eine Blockdiagramm einer für den Antrieb der

Rotationsschermaschine entsprechend vorgesehenen Steuereinrichtung, wenn von dem Bahnenmaterial intermittierend einzelne Abschnitte abgeschert werden,

Fig. 1o eine Stirnansicht in Schemadarstellung der beiden Messerzylinder zur Darstellung der Lage der Sensoren und Nocken, die für einen intermittierenden Antrieb der Messerzylinder verwendet sind,

Fig. 11 eine Stirnansicht in Schemadarstellung der beiden Messerzylinder zur Darstellung des Bereichs, in welchem die Schermesser mit derselben Geschwindigkeit wie das Bahnenmaterial bewegt werden und

Fig. 12 ein Schaubild zur Darstellung der im Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Bahnenmaterials abgescherten Teillängen der einzelnen Abschnitte.

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Die Rotationsschermaschine umfaßt nach den Fig.1 und 2 ein Rahmengestell mit einem mit Beton ausgefüllten Grundrahmen 22, einem ebenfalls mit Beton ausgefüllten unteren Querrahmen 23, zwei stirnseitige Lagerrahmen 24 und zwei ebenfalls mit Beton ausgefüllte obere Querrahmen 26. Durch dieses Rahmengestell sind zwei zueinander parallele hohle Messerzylinder 27 in einer Anordnung zwischen den beiden Lagerrahmen 24 und den unteren und oberen Querrahmen 23 und 26 mittels Wellen 28 abgestützt, die in den Achsen der hohlen Messerzylinder 27 über deren Stirnseiten vorstehen. Jede dieser Wellen 28 ist in zwei Lagern 29 und 31 gelagert, die an der Innenseite jeder inneren Lagerplatte 32 und an der Außenseite jeder äußeren Lagerplatte 33 der beiden Lagerrahmen 24 befestigt sind, so daß also die Wellen 28 diese Lagerrahmen 24 vollständig durchsetzen.

Die beiden auf jeder Seite angeordneten Wellen 28 sind jeweils über ein totgangfreies Übersetzungsgetriebe 34 miteinander gekuppelt, das innerhalb der beiden Lagerplatten 32 und 33 des jeweiligen Lagerrahmens 24 angeordnet ist. Indem für die beiden Wellen 28 auf beiden Stirnseiten der hohlen Messerzylinder 27 je ein solches totgangfreies Übersetzungsgetriebe 34 vorgesehen ist, werden damit die an den Messerzylindern 27 und an den einzelnen Rahmenteilen des Rahmengestells bei der Beschleunigung und bei der Abbremsung der Drehung der Messerzylinder auftretenden Torsionsbeanspruchungen ausgeglichen, wobei noch der Hinweis zu machen wäre, daß die Übersetzungsgetriebe 34 die beiden hohlen Messerzylinder 27 für eine Drehung in entgegengesetzter Drehrichtung kuppeln.

Mit dem Antriebsrad 36 des einen Übersetzungsgetriebes 34 ist ein elektrischer Gleichstrommotor 37 direkt gekuppelt, der auf einer an der äußeren Lagerplatte 33 des zugeordneten Lagerrahmens 24 befestigten Konsole 38 angeordnet ist. Der Motor 37 ist mithin für den Direktantrieb der beiden Messerzylinder 27 vorgesehen, ohne daß für die Beschleunigung und Abbremsung der Drehung dieser Messerzylinder noch besondere Bremsen, zyklisch veränderliche mechanische Übersetzungsvorrichtungen und/

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oder Kupplungsvorrichtungen für einen solchen Wechsel der Drehung der Messerzylinder 27 noch zusätzlich vorgesehen sind.

An der Mantelfläche der beiden Messerzylinder 27 ist je ein Schermesser 39 und 41 schraubenartig befestigt. Das eine Schermesser 39 an der Mantelfläche des oberen Messerzylinders 27 ist dabei unter einem Winkel Ό> gegen die Drehachse dieses oberen Messerzylinders geneigt, während das Schermesser 41 an der Mantelfläche des unteren Messerzylinders 27 um einen Winkel (36o° - ^) gegen die Drehachse dieses unteren MesserZylinders geneigt ist, wobei der Winkel Oj den Steigungswinkel der Schraubenlinie darstellt, entlang welcher die Schermesser 39 und 41 an der Mantelfläche der Messerzylinder 27 befestigt sind. Die Schermesser 39 und 41 sind dabei so in Bezug aufeinander an der Mantelfläche der beiden Messerzylinder 27 befestigt, daß sie bei deren in entgegengesetzter Drehrichtung erfolgender Drehung fortschreitend in den zwischen den Messerzylindern ausgebildeten Schneidspalt hineinbewegt und aus diesem wieder herausbewegt werden, so daß ein in diesen Schneidspalt 42 in Richtung des Pfeiles 59 (Fig.6) vorgeschobenes bzw. eingezogenes Bahnenmaterial 67 durch die gemeinsame Wirkung dieser beiden Schermesser 39 und 41 in einzelne Abschnitte abgeschert werden kann.

Die Wahl des Steigungswinkels -f^ für die beiden Schermesser 39 und 41 ist im wesentlichen abhängig von den folgenden Faktoren:

1. den unterschiedlichen Scherwiderständen der Bahnenmaterialien, die mit einer solchen Rotationsschermaschine abgeschert werden sollen;

2. der Länge der Messerzylinder, die auf die maximale Breite dieser Bahnenmaterialien abgestimmt sein muß;

3. dem Umfang der Mantelfläche, an welcher die Messerzylinder mit diesen Schermessern bestückt sind;

4. die Belastungsmöglichkeit der Messerzylinder, ihrer Wellen, Lager und Lagerrahmen; und

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5. der Antriebskraft des Antriebssystems, das zur Drehung der Messerzylinder vorgesehen ist.

Für das Abscheren von Wellpappe, das in der Regel mit einer Bahnbreite bis etwa 2.800 mm angeliefert wird, erweist sich ein Steigungswinkel/^zwischen etwa o,5 und 3 am zweckmäßigsten. Dabei sollte die axiale Länge der Schermesser 39 und 41 wenigstens gleich der Bahnbreite sein. Wenn folglich das Bahnenmaterial in Richtung des Pfeiles 59 in den zwischen den beiden Messerzylindern 27 bestehenden Schneidspalt 42 vorbewegt wird, was in der Darstellung gemäß Fig.1 einer senkrechten Bewegung hinein in die Zeichenblattebene entspricht, dann werden die beiden Schermesser 39 und 41 bei der Drehung der Messerzylinder 27 das Bahnenmaterial kontinuierlich von links nach rechts (Fig.1) über die gesamte Breite durchtrennen, wobei an dieserm Durchtrennen oder Abscheren die gesamte axiale Länge der beiden Schermesser beteiligt ist.

Die beiden Lagerrahmen 24 sind als vollständig geschlossene Gehäuse ausgebildet, so daß sie zur Schmierung des jeweiligen Übersetzungsgetriebes 34 mit Öl aufgefüllt werden können. Es können in diesen Lagerrahmen 24 auch besondere Ölpumpen 43 vorgesehen sein in einer Befestigung an der jeweiligen Bodenplatte für einen Antrieb beispielsweise mittels eines Kettentriebes 44 durch die Wellen 28 des unteren Messerzylinders 27, so daß dann anstelle einer Tauchschmierung durch diese Ölpumpen 43 die einzelnen Räder des jeweiligen Übersetzungsgetriebes 34 mit Öl besprüht werden. Weiterhin ist nur die eine Welle 28 dieses unteren Messerzylinders 27 noch mit einer digitalen Verschlüsselungseinrichtung 46 sowie mit Nocken 47 versehen, die zur Bestimmung der Drehlage mit Sensoren 48 zusammenarbeiten, wie es nachfolgend im Zusammenhang mit der für den Antrieb der Maschine vorgesehenen Steuereinrichtung noch detaillierter beschrieben wird.

Jedes der beiden Schermesser 39 und 41 ist an der jeweiligen Mantelfläche der beiden Messerzylinder 27 mittels Messerhaltern 49 befestigt, von denen jeder eine Schulter 51 aufweist, die mit einer radialen Stirnfläche 52 in dem Steigungswinkel der Schrau-

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benlinie des jeweiligen Schermessers ausgerichtet ist. Durch diese radiale Stirnfläche 52 der Messerhalter 49 wird die jeweilige Rückseite der Schermesser 39 und 41 abgestützt, wobei für diese Abstützung noch weitere Verstärkungsrippen 53 vorgesehen sind, die über die Gesamtlänge des jeweiligen Messerhalters 49 einstückig mit dessen radialer Stirnfläche 52 ausgebildet sind. Die Messerhalter 49 sind an der Mantelfläche des jeweiligen Messerzylinders 27 mittels Schrauben 56 befestigt, während die Schermesser 39 und 41 mittels einer jeweiligen Klemmschiene 57 und weiterer Schrauben 58 an den radialen Stirnflächen 52 der Messerhalter 49 befestigt sind. Die Messerhalter 49 können dabei entweder aus einem über die Gesamtlänge der Schermesser 39 und 41 reichenden Stück bestehen oder aber auch aus Teilstücken, wie es in Fig.4 gezeigt ist, um so ihre Fertigung zu vereinfachen. Um einen gewünschten Gleichlauf für die Drehung der Messerzylinder 27 zu erhalten, sind an der jeweiligen Mantelfläche außerdem noch Gegengewichte 5o zu den Messerhaltern 49 an einer diametral gegenüberliegenden Stelle befestigt.

Wenn in den Schneidspalt 42 ein Bahnenmaterial vorgeschoben wird, dann ist davon auszugehen, daß die Schneidkante des Schermessers 41 des unteren Messerzylinders 27 in Bezug auf diejenige des Schermessers 39 des oberen Messerzylinders 27 vorläuft, wobei die Schneidkanten der beiden Schermesser 39 und 41 vertikal fluchten. Um zu verhindern, daß die Schneidkante des Schermessers 39 auf der Schneidkante des Schermessers 41 reibt, wenn die beiden Schneidkanten wieder außer Berührung kommen, sollte das voreilende Schermesser 41 zweekmäßig einen etwas größeren Drehradius erhalten, was beispielsweise damit erreichbar ist, daß das Schermesser 41 an einer Konsole 54 seines Messerhalters 49 mit einer dünnen Blechscheibe 63 unterlegt wird. Auf diese Hilfsmaßnahme wird andererseits bei dem nacheilenden Schermesser 39 verzichtet, weshalb dieses einen entsprechend kleineren Drehradius erhält. Die beiden Messerzylinder 27 sind im übrigen hohl ausgebildet, wobei ihre Lagerwellen 28 jeweils an einer Ringschulter 64 einstückig ausgeformt sein können, über welche sie an dem Mantel des jeweiligen

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Messerzylinders 27 entweder angeschweißt und/oder mittels Schrauben befestigt sind.

Durch die Lagerrahmen 24, deren Lagerplatten 32 und 33 im übrigen durch Seitenplatten 66 sowie einer jeweiligen Bodenplatte und einer Deckelplatte zu dem bereits erwähnten Gehäuse in einer hinreichend steifen Anordnung zusammengehalten werden, sind die Messerzylinder 27 sowie ihre Wellen 28 gegen eine Durchbiegung beim Abscheren des Bahnenmaterials gesichert. Durch die Lagerrahmen 24 wird eine auskragende Abstützung für die Messerzylinder bereitgestellt, durch welche die Messerzylinder, obwohl sie hohl ausgebildet sind, eine sehr hohe Steifigkeit erhalten, die als sehr wirksames Widerlager bei den beim Abscheren des Bahnenmaterials auftretenden Schnittkräften genutzt wird. Diese Schnittkräfte versuchen die Messerzylinder 27 und ihre Wellen 28 zu spreizen, wobei diese Spreizwirkung sowohl vertikale als auch horizontale Kraftkomponenten besitzt, welche die Messerzylinder

27 und ihre Wellen 28 nach entgegengesetzten Richtungen zu biegen versuchen. Würde daher diese Biegung der Messerzylinder 27 und ihrer Wellen 28 nicht verhindert werden, dann wäre es unmöglich, daß die Schermesser 39 und 41 resp, deren Schneidkanten einen sauberen Schnitt ausführen, und um diese Gefahr nicht einzugehen, ist es eben sehr wichtig, daß die Messerzylinder 27 und ihre Wellen 28 unter Mitwirkung der Lagerrahmen 24 eine entsprechend hohe Steifigkeit erhalten, die diesen Spreizkräften entgegenwirkt. Diese Gegenwirkung kann praktisch damit erklärt werden, daß die äußeren Lagerplatten 33 der beiden Lagerrahmen 24 sowie die daran befestigten äußeren Stützlager 31 eine äußere auskragende Abstützung für die Messerzylinder 27 und ihre Wellen

28 bilden, welche eine nach allen Richtungen wirksame Aussteifung zur Verhinderung einer solchen Durchbiegung darbieten, wobei weiterhin noch davon auszugehen ist, daß andererseits die inneren Lagerplatten 32 sowie die daran befestigten inneren Stützlager

29 Drehpunkte bilden, um welche die Messerzylinder 27 und die innerhalb dieser inneren Stützlager 29 liegenden Abschnitte der Wellen 29 bzw. deren außerhalb dieser inneren Stützlager sich erstreckenden Abschnitte verschwenken müßten. Die äußeren Stützlager 31 verhindern jedoch mit der Unterstützung der äußeren La-

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gerplatten 33 diese Verschwenkung der sich zwischen den inneren Stützlagern 29 und den äußeren Stützlagern 31 erstreckenden Abschnitte der Wellen 28 und verhindern damit jede Spreizmöglichkeit der Messerzylinder 27, wobei ein gewisser Kräfteausgleich zwischen dem oberen Messerzylinder und dem unteren Messerzylinder auftritt, der noch zusätzlich dieser Spreizwirkung entgegenwirkt. Wenn also beispielsweise durch die in dem Schneidspalt 42 vorherrschenden Schneidkräfte der untere Messerzylinder 27 eine sich auf die bezüglich der inneren Stützlager 29 nach außen erstreckenden Abschnitte der Wellen 28 auswirkende Biegekraft erfahren würde, dann würde damit dieserBiegekraft sofort eine Gegenkraft an dem oberen Messerzylinder 27 über eine zwischen dessen beiden inneren Stützlagern 29 wirksame Länge entgegengesetzt werden, v/obei diese Gegenkraft versucht wäre, den oberen Messerzylinder 27 in derselben Richtung durchzubiegen. Da aber die sich an dieser Stelle auf den unteren Messerzylinder 27 auswirkenden Biegekräfte ausgeglichen werden durch die auskragende StUtzwirkung der äußeren Stützlager 31, werden damit alle die Kräfte völlig aufgehoben, die sonst eine evtl. Spreizwirkung der beiden Messerzylinder 27 auslösen könnten. Die Messerzylinder 27 und ihre Wellen 28 sind mithin durch die Stützlager 29 und 31 in einer so steifen Anordnung mit den Lagerrahmen 24 verspannt, daß sie bei den maßgeblichen Schneidkräften, die beim Abscheren des Bahnenmaterials auftreten, ihre ächsparallele Anordnung genau beibehalten, wobei diese durch die auskragende Abstützung der Messerzylinder 27 mittels der äußeren Stützlager 31 erreichbare vorteilhafte Wirkung noch damit optimiert werden kann, daß die inneren Stützlager 29 und die äußeren Stützlager 31 in der axialen Ausrichtung leicht versetzt zueinander an den Lagerplatten 32 und 33 der Lagerrahmen 24 befestigt werden.

Die für den Grundrahmen 22 und die unteren und oberen Querrahmen 23 und 26 vorgesehene Betonausfüllung trägt zu einer weiteren Erhöhung der Steifigkeit des gesaroten Rahmengestells bei und damit auch zu einer Erhöhung der Steifigkeit, welche die Lagerrahmen 24 zur Erfüllung der vorgeschilderten Wirkung der Verhinderung einer Spreizung der beiden Messerzylinder 27 haben

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müssen. Diese Rahmente.ile wirken speziell den Kräften entgegen, welche die Lagerräumen 24 zu verziehen versuchen, wofür die Lagerrahmen 24 deshalb besonders anfällig sind, weil sie metallene Wände aufweisen, die trotz der Steifigkeit, die ihnen durch die Gehäuseausbildung und durch die Befestigung der Stützlager 29 und 31 sowie die damit gelagerten Wellen 28 gegeben ist, noch eine gewisse Elastizität entwickeln. Durch diese gewisse Elastizität besteht eben die durch die Betonausfüllung der übrigen Rahmenteile ausgeschaltete Gefahr eines Verziehens der Lagerrahmen 24, wobei die Betonausfüllung auch noch in der Richtung vorteilhaft ist, daß auf Grund des sehr niedrigen Elastizitätsmoduls von Beton damit auch alle evtl. Schwingungen zumindest gedämpft wenn nicht völlig unterdrückt werden, die an den Lagerrahmen 24 bei den zyklischen Beanspruchungen der Messerzylinder 27 auftreten.

Damit es möglich ist, das Bahnenmaterial 67 genau senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung 59 abzuscheren, müssen die Drehachsen der beiden Messerzylinder 27 nach den Fig.6 und 7 um genau denselben Winkel-β-dieser Bewegungsrichtung 59 des Bahnenmaterials 67 geneigt sein, welcher als Steigungswinkel für die Schraubenlinie der Schermesser 39 und 41 gewählt ist. Damit für das Bah nenmaterial 67 die Bewegungsrichtung 59 genau eingehalten werden kann in der Relation zu diesem Neigungswinkel'θ-der Drehachsen der beiden Messerzylinder 27, sind zu beiden Seiten derselben Andrückwalzen 69 vorgesehen, die auch ersetzt und/oder ergänzt werden können mit anderen für eine entsprechende Führung des Bahnenmaterials 67 geeigneten Einrichtungen. Bezüglich der an dem Bahnenmaterial 67 auszuführenden Schnittlinie 71 muß dann für die minimale axiale Länge der beiden Schermesser 39 und 41 die Gleichung L = W cosec 'θ-' erfüllt sein, worin S* der Steigungswinkel der Schraubenlinie dieser Schermesser und W die maximale Bahnbreite ist, die mittels einer solchen Rotationsschermaschine abgeschert werden kann.

Die vorbeschriebene Rotationsschermaschine, bei welcher mithin die beiden Messerzylinder 27 um den Steigungswinkel & der Schraubenlinie der beiden Schermesser 39 und 41 gegen die Bewegungsrichtung 59 des Bahnenmaterials 67 geneigt ist, kann nun

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so hinsichtlich des Antriebes der beiden Messerzylinder gesteuert werden, daß es damit möglich ist, von dem Bahnenmaterial 67 nacheinander einzelne Abschnitte 68 einer vorbestimmten Teillänge abzuscheren. Eine dafür geeignete Steuereinrichtung für den Antrieb der Maschine ist mit dem Blockdiagramm nach Fig.8 ausge-wiesen. Gemäß diesem Blockdiagramm wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials 67 mittels einer digitalen Verschlüsselungseinrichtung A erfaßt, die zur Erzeugung digitaler Impulse in Abhängigkeit von einer bestimmten Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials 67 eingerichtet ist. Diese digitalen Impulse werden zusammen mit den von der die Drehung der Messerzylinder 27 resp, die Drehung der einen Welle 28 des unteren Messerzylinders 27 abtastenden digitalen Verschlüsselungseinrichtung 46 erhaltenen digitalen Impulse einer digitalen Steuereinrichtung B zugeführt, an welcher mittels einer Stelleinrichtung C eine für die einzelnen Abschnitte 68 des Bahnenmaterials 67 gewünschte Schnittlänge manuaell vorgewählt werden kann und welche mithin die ihr zugeleiteten digitalen Impulse für die Bereitstellung eines dieser Vorwahl entsprechenden Steuersignals auswertet, das einer mit dem Gleichstrommotor 37 gekoppelten Rückkoppelungs-Steuereinrichtung 80 zugeleitet wird. An die zur Auswertung der von den Verschlüsselungseinrichtungen A und 46 zugeführten digitalen Impulse vorgesehene Steuereinrichtung B ist schließlich auch noch der eine Sensor 48 angeschlossen, der ein das Ende einer jeweiligen Abscherung anzeigendes Signal liefert.

In Fig.11 ist mit dem für den unteren Messerzylinder 27 gezeigten MitidLpunktswinkel^/^ ein Verhältnis zu der Zeitdauer gezogen, welche die Schermesser 39 und 41 für ein Abscheren des Bahnenmaterials 67 entlang der Schnittlinie 71 benötigen. Dieser Mittelpunktswinkel kann unterteilt werden in einen Mittelpunktswinkel V*, durch welchen die Bogengrade erfaßt werden, über welchen die Messerzylinder 27 gedreht werden müssen, damit die Schermesser 39 und 41 einen solchen vollständigen Schnitt zwischen der einen Längskante und er gegenüberliegenden Längskante des Bahnenmaterials 67 durchführen können. Durch den weiteren Mittelpunktswinkel P sind die Bogengrade verdeutlicht, über welche willkürlich kleine Segmente der Schermesser 39 und 41 Überlappt sind. Mit den beiden Mittelpunktswinkeln A sind schließlich

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noch die Bogengrade verdeutlicht, über welche die Messerzylinder 27 mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials 67 angetrieben werden sollten noch bevor die Schermesser 39 und 41 an der Stelle 72 mit ihrer gegenseitigen Überlappung beginnen bzw. nachdem sie an der Stelle 73 aus dieser gegenseitigen Überlappung wieder gel st sind, um so ein gewisses Sicherheitspolster für ein vollständiges Abscheren des Bahnenmaterials 67 entlang der Schnittlinie 71 zu erhalten. In der Schemadarstellung gemäß Fig.11 sind die beiden Schermesser 39 und 41 in der ReIativlage gezeigt, in welcher sie an der Stelle 73 gerade von ihrer gegenseitigen Überlappung gelöst werden, während gleichzeitig mit den Linien 74 die Relativlage angedeutet ist, in welcher die Schermesser an der Stelle 72 gerade mit ihrer gegenseitigen Überlappung beginnen. Da das Bahnenmaterial 67 eine Dicke that, ist davon auszugehen, daß die Schermesser 39 und 41 mit ihm in Berührung kommen, noch bevor ihre gegenseitige Überlappung an der Stelle 72 beginnt. Unter Berücksichtigung dieses Hinweises kann es daher erwünscht sein, die Stelleinrichtung C so auszubilden, daß damit auch eine Berücksichtigung der Dicke des Bahnenmaterials 67 möglich ist, was eben über eine entsprechende Berücksichtigung auch der diesem Mittelpunktswinkel λ entsprechenden Bogengrade ermöglicht wird. Mithin kann für die über den Mittelpunktswinkel/2 verdeutlichte Zeitdauer, über welche die Schermesser 39 und 41 für ein vollständiges Abscheren das Bahnenmaterials 67 entlang einer Schnittlinie 71 wirksam sind, andererseits davon ausgegangen werden, daß über die diesem Mittelpunktswinkel/o entsprechenden Bogengrade die Messerzylinder 27 mit derselben Geschwindigkeit gedreht werden müssen wie das Bahnenmaterial 67 in der Vorschubrichtung 59 bewegt wird, weil es nur dann möglich ist, eine genau senkrecht zu dieser Vorschubrichtung 59 verlaufende Schnittlinie 71 zu erhalten. Hierbei wäre noch nachzutragen, daß die digitale Verschlüsselungseinrichtung 56 digitale Impulse erzeugt, mit denen sowohl die Drehlage der Schermesser 39 und 41 als auch die Drehzahl der Messerzylinder 27 erfaßt wird, damit eine entsprechend exakte Steuerung der Gleichstrommotors 37 für den jeweiligen Beginn und das jeweilige Ende einer Abscherung des Bahnenmaterials 67 möglich ist.

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Für diese Steuerung des Gleichstrommotors 37 sind weiterhin noch die Nocken 47 (Pig.1) von Bedeutung, die in Fig.io mit den Bezugsziffern 76 und 77 bezeichnet sind. Der eine Nocken 76 ist bestimmend für eine Ruhestellung der beiden Messerzylinder 27, während der andere Nocken 77 auf die Stellung der Messerzylinder 27 anspricht, in welcher ein Abscheren des Bahnenmaterials 67 abgeschlossen wird. Mit den beiden Nocken 76 und 77 wirken Sensoren 48 A und 48 B zusammen, die in einer gemeinsamen Ebene 75 parallel zu der Längsachse der einen Welle 28 angeordnet sind, an welcher die beiden Nocken 76 und befestigt sind. Bei diesen Sensoren 48 A und 48 B kann es sich um variable Reluktanz-Wandler handeln, die in Abhängigkeit von einem Wechsel der magnetischen Feldreluktanz elektrische Signale erzeugen, wofür dann die beiden Nocken 76 und 77 aus einem entsprechenden magnetischen Material bestehen müssen. Wenn mithin die Nocken an den Sensoren 48 A und 48 B vorbeibewegt werden, dann werden durch diese entsprechende elektrische Signale erzeugt. Die Sensoren körinen aber auch eine mechanische Ausbildung haben, so daß sie dann also auf eine Berührung mit den Nocken 76 und 77 ansprechen, um eine entsprechende Steuergröße zu liefern.

Der Nocken 77 ist nun an der Welle 28 so befestigt, daß er die den beiden Sensoren 48 gemeinsame Ebene 75 schneidet, sobald die dem Mittelpunktswinkel/3 entsprechende Zeitdauer abgelaufen ist, über welche also die Schermesser 39 und 41 eine Abscherung des Bahnenmaterials 67 entlang der Schnittlinie 71 bewirkt haben. Durch den zugeordneten Sensor 48 B wird folglich dann der Steuereinrichtung B das entsprechende Steuersignal gegeben, um in Abhängigkeit von der für die einzelnen Abschnitte 68 vorbestimmten Teillänge dann den Gleichstrommotor 37 für eine schnellere und/oder für eine langsamere Drehung der Messerzylinder 27 steuern zu können. In diesem Zusammenhang ist in dem Schaubild der Fig.12 die Beziehung zwischen den für die einzelnen Abschnitte 68 erzielbaren Teillängen und der Vorschubgeschwindigkeit des Bahnenmaterials verdeutlicht, wobei die Kurve 78 die Verhältnisse bei den kürzesten Teillängen wiedergibt, die abgeschert werden können,

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ohne daß dabei der Gleichstrommotor 37 über seinen normalen Arbeitsbereich hinaus gesteuert wird. Mit der Linie 79 sind die Teillängen für die Abschnitte 78 verdeutlicht, die erreicht werden, wenn die Messerzylinder 27 synchron mit der Vorschubgeschwindigkeit des Bahnenmaterials 67 gedreht werden. Mit der Linie 81 ist schließlich der Bereich abgegrenzt, außerhalb von welchem es nicht mehr möglich ist, von dem Bahnenmaterial 67 einzelne Abschnitte 68 abzuscheren, ohne daß dafür der normale Arbeitsbereich des Gleichstrommotors 37 überschritten wird. Die in diesem Schaubild gezeigten Linien 78,79 und 81 sollen nur illustrativ wirken und geben folglich keine effektiven Zahlenwerte wieder, da dieselben abhängig sind hauptsächlich von den jeweils wirksamen Trägheitskräften aller in Drehung versetzter Teile, dem Radius der Messerzylinder 27, der Ausbildung der Schermesser 39 und 41 und der L_eistung des Gleichstrommotors 37 sowie anderer Faktoren.

Mit den Linien 78 und 81 ist mithin der Bereich umschlossen, in welchem für die Verhältnisse einer bestimmten Rotationsschermaschine eine effektive Steuerung des Antriebs der Messerzylinder 27 mittels des dafür bereitgestellten Gleichstrommotors 37 möglich ist. Sofern die Messerzylinder 27 resp. deren Schermesser 39 und 41 synchron mit der Vorschubgeschwindigkeit des Bahnenmaterials 67 gedreht werden, dann können damit für die einzelnen abgescherten Abschnitte 68 Teillängen erreicht werden, die etwa dem halben Umfang der Messerzylinder 27 entsprechen, deren Radius gleich ist dem radialen Abstand von der Drehachse des jeweiligen Messerzylinders 27 zu den Schneidkanten der Schermesser 39 und 41. Sofern die Abschnitte 68 eine im Vergleich dazu kürzere Teillänge haben sollen, dann muß die Drehung der Messerzylinder 27 am Ende einer jeweiligen Abscherung auf einen oberhalb dieser mit der Vorschubgeschwindigkeit des Bahnenmaterials synchronen Drehgeschwindigkeit liegenden Wert beschleunigt werden, und diese beschleunigte Drehung der Messerzylinder 27 muß dann wieder abgebremst werden, noch bevor mit der nächsten Abscherung begonnen wird. ¥enn an dererseits die für die Abschnitte 68 gewünschte Teilllnge größer sein soll als dieser Mittelwert, dann sind die Verhältnisse

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- yr -

umgekehrt und es muß folglich dann die Drehung der Messerzylinder 27 am Ende einer jeweiligen Abscherung entsprechend verlangsamt und dann wieder erhöht werden, bevor mit einer nächsten Abscherung begonnen wird. Die Steuereinrichtung B,. die also die digitalen Impulse der Verschlüsselungseinrichtungen A und 46 entsprechend auswertet, sollte mithin zweckmäßig so ausgebildet sein, daß durch sie auch ein minimaler Stromverbrauch für den Gleichstrommotor 37 gesteuert wird, wobei für diesen Stromverbrauch die Einzelzeiten maßgebend sind, über welche eine Erhöhung und eine Erniedrigung der Drehzahl der beiden Messerzylinder 27 vorgenommen wird.

Sofern die Abschnitte 68 intermittierend von dem Bahnenmaterial 67 abgeschert werden sollen, so ist dabei für die Steuerung des Gleichstrommotors 37 zweckmäßig eine Steuereinrichtung gemäß dem Blockdiagramm nach Fig.9 verwirklicht. Die Vorschubgeschwindigkeit des Bahnenmaterials 67 wird dabei mittels eines Tachometers D abgetastet, der ein von der Vorschubgeschwindigkeit abhängiges Spannungsignal erzeugt, das einer der Steuereinrichtung 8o entsprechenden Rückkoppelungs-Steuereinrichtung 8o', die mit dem Gleichstrommotor 37 verbunden ist,zugeführt wird. Eine solche auf zugeführte Spannungsignale ansprechende Rückkoppelungs-Steuereinrichtung 8o' umfaßt in der Regel eine Logikschaltung E und einen Leistungsschalter F, wobei in dieser Steuereinrichtung die Logikschaltung E das ihr von dem Tachometer D zugeführte Spannungsignal vergleicht mit dem Spannungsignal, das ihr von einem weiteren, die Drehgeschwindigkeit der Messerzylinder 27 erfassenden Tachometer G zugeführt wird. Die Logikschaltung E verarbeitet darüberhinaus die Signale, die ihr von den mit den Nocken 76 und 77 zusammenwirkenden Sensoren 48 A und 48 B zugeführt werden, wobei ihre Auswertung aller dieser Signale für eine entsprechende Steuerung des Gleich strommotors 37 mittels einer Stelleinrichtung H vorwählbar ist.

Bei einem intermittierenden Abscheren einzelner Abschnitte 68 von dem Bahnenmaterial 67 werden die Messerzylinder 27 nicht kontinuierlich angetrieben, vielmehr nehmen «ie dann eine Ruhe-

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stellung ein, in welcher die Schermesser 39 und 41 beispielsweise die in Fig.io gezeigte Relativlage haben. In dieser Relativlage liegt die voreilende Steuerkante des für die Ruhestellung bestimmenden Nockens 76 in der den beiden Sensoren 48 gemeinsamen Ebene 75, aus der sie herausbewegt wird, sobald der manuelle Schalter H der Rückkoppelungs-Steuereinrichtung 8o' für ein Einschalten des Gleichstrommotors 37 betätigt wird. Durch den eingeschalteten Gleichstrommotor 37 wird dann die Drehung der Messerzylinder 27 beschleunigt, bis durch den Tachometer G ein Spannungsignal der Logikschaltung E zugeführt wird, das übereinstimmt mit dem für die Vorschubgeschwindigkeit des Bahnenmaterials 67 maßgeblichen Spannungssignal, woraufhin dann also die Messerzylinder 27 synchron mit der Vorschubgeschwindigkeit des Bahnenmaterials 67 gedreht werden« Sobald dann anschließend der andere Nocken 77 durch die den Sensoren 48 gemeinsame Ebene 75 hindurchgedreht wird, wird durch den ihm zugeordneten Sensor 48 B der Logikschaltung E ein Signal zugeführt, das dann für eine Verlangsamung der Drehung der Messerzylinder 27 ausgewertet wird, d.h. die Rückkoppelungs- Steuereinrichtung 8o' steuert dann eine Kriechdrehzahl des Gleichstrommotors 37 an, die solange beibehalten wird, bis der Nocken 76 wieder in die den Sensoren gemeinsame Ebene 75 eintritt, so daß dann unter Mitwirkung des zugeordneten Sensors 48 A und unter Vermittlung der Rückkoppelungs-Steuereinrichtung 8o' der Gleichstrommotor 37 dann solange für eine Drehung der Messerzylinder 27 abwechselnd vorwärts und rückwärts angetrieben wird, bis wieder die voreilende Kante des Nockens 76 genau in der Ebene 75 liegt. In der in Fig.io dargestellten Relativlage müssen die beiden Schermesser 39 und 41 um 18o° weitergedreht werden, bevor sie für ein Abscheren des Bahnenmaterials 67 zur Verfügung stehen, jedoch ist nur eine Weiterdrehung um weniger als 18o° erforderlich, um die Schermesser am Ende einer Abscherung wieder in die dargestellte Ruhestellung zu bringen. Diese Unterschiedlichkeit kann damit begründet werden, daß ein solcher Gleichstrommotor 37 die Drehzahl der Messerzylinder 27 verhältnismäßig rasch erniedrigen kann, wobei •s lediglich nicht möglich ist, daß die Messerzylinder 27 beim Erreichen seiner Kriechdrehzahl bereits so weit abge-

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bremst sind, daß bereits dann die voreilende Kante des die Ruhestellung bestimmenden Nockens 76 in die Ebene 75 zu liegen kommt. Der Nocken 76 wird dann in der Regel noch um weitere 9o° weitergedreht werden, womit eine ausreichende Speicherkapazität vorhanden ist, ohne daß die normale Arbeitsleistung des Gleichstrommotors 37 überlastet wird. Sobald die voreilende Kante des Nockens 76 durch die Ebene 75 hindurchgeht, dann wird durch die Rückkoppelungs-Steuereinrichtung 8o· ein Antrieb des Gleichstrommotors 37 für eine Umkehrung der Drehrichtung gesteuert, wobei diese umgekehrte Drehrichtung solange fortgesetzt wird, bis die voreilende Kante des Nockens 76 dann genau in der Ebene 75 liegt.

Die vorstehend für den Antrieb der RQtationsschermaschine beschriebenen Steuereinrichtungen können für abweichende Arbeitsfolgen auch andere Ausbildungen haben, sofern die dafür maßgeblichen Faktoren beachtet werden. Diese Faktoren sind:

1. die Zeitdauer, über welche die Schermesser 39 und 41 der beiden Messerzylinder 27 mit einer der Vorschubgeschwindigkeit des Bahnenmaterials 67 synchronen Drehgeschwindigkeit bewegt werden müssen;

2. die Masse und die Trägheitskräfte der einzelnen drehenden Teile der Maschine;

3. die Leistung des für den Direktantrieb der beiden Messerzylinder 27 vorgesehenen Gleichstrommotors 37»

4. die materialabhängige Höhe der Schneidkräfte; und

5. die für das Bahnenmaterial zu erwartende Vorschubgeschwindigkeit .

Diese verschiedenen Faktoren sind für das hier beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung optimal berücksichtigt.

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ΊΑ-

L e e r s e ι ϊ e

Claims

PATENTANWALT DIPL.-ING. HANS-PETER GAUGER

TAL 71

8OOO MÜNCHEN 2

IHH ZEICHEN: YOUR REF.:

MEIN REICHEN MY REF.!

Mar-2712 MERRILL DAVID MARTIN, OAKLAND, ALAMEDA COUNTY, CALIFORNIA (USA)

Ansprüche

[ 1. jRotationsschermaschine mit zwei mit je einem Schermesser be- \ /stückten, gegensinnig in Drehung versetzbaren parallelen Messerzylindern, die zum Abscheren eines kontinuierlich bewegten Bahnenmaterials in einzelne Abschnitte entlang jeweils einer quer zu dessen Bewegungsrichtung ausgerichteten Schnittlinie eingereichtet ist, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Schermesser (39 und 41) jeweils entlang einer Schraubenlinie mit einem Steigungswinkel"β- des einen Schermessers (39) und einem Steigungswinkel (36o° - -Θ-) des anderen Schermessers bezüglich der Drehachse des jeweiligen Messerzylinders (27) angeordnet sind und für ein progressiv fortschreitendes Abscheren des Bahnenmaterials von dessen einer Längskante hin zu der anderen Längskante eine wenigstens der Breite des Bahnenmaterials (67) entsprechende axiale Länge haben.
2. Rotationsschermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schermesser (41) des einen Messerzylinders (27) bezüglich des Schermessers (39) des anderen Messerzylinders (27) in der Drehrichtung der beiden Messerzylinder voreilend angeordnet ist und einen auf die Drehachse seines Messerzylinders bezogenen, etwas größeren Drehradius hat als dieses andere Schermesser (39).
3. Rotationsschermaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schermesser (39,41) durch

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gleich ausgeführte Messerhalter (49) an der Mantelfläche des jeweiligen Messerzylinders (27) befestigt sind und der Messerhalter des Schermessers (41) mit dem etwas größeren Drehradius mit einem den Unterschied zu dem Drehradius des anderen Schermessers (39) bestimmenden Blech unterlegt ist.
4. Rotationsschermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehachsen der beiden Messerzylinder (27) um einen dem Steigungswinkel -Φ der Schraubenlinie der beiden Schermesser (39,41) entsprechenden Winkel gegen die Bewegungsrichtung (59) des Bahnenmaterials (67) geneigt sind.
5. Rotationsschermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , daß der Steigungswinkel Φ zwischen o,5° und 3° beträgt.
6. Rotationsschermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenlinien der beiden Schermesser (39,41) eine minimale axiale Länge L entsprechend der Gleichung L = ¥ cosec Ό* aufweisen, wobei ¥ die maximale Breite des Bahnenmaterials (67) und -θ^ der Steigungswinkel der Schraubenlinie ist.
7. Rotationsschermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß für den Antrieb der Messerzylinder (27) eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche die Drehung der Messerzylinder für die Zeitdauer zwischen der anfänglichen Berührung der Schermesser (39,41) mit dem Bahnenmaterial (67) und dem Lösen der Schermesser (39,41) von dem Bahnenmaterial (67) nach der Beendigung einer jeweiligen Abscherung des Bahnenmaterials entlang einer Schnittlinie (71) synchron mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials steuert.
8. Rotationsschermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Messerzylinder (27) hohl ausgebildet und über ¥ellenstümpfe (28) in seitli-

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chen Lagerrahmen (24) eines Rahmengestells der Maschine gelagert sind.
9. Rotationsschermaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden seitlichen Lagerrahmen (24) des Rahmengestells der Maschine kastenförmig ausgebildet sind und jeweils eine starre innere Lagerplatte (32) und eine starre äußere Lagerplatte (33) aufweisen, an denen innere bzw. äußere Stützlager (29 bzw. 31) für die diese kastenförmigen Lagerrahmen (24) durchsetzenden Wellenstümpfe (28) der Messerzylinder (27) befestigt sind.
10. Rotationsschermaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Stützlager (31) zu dem an einem betreffenden Wellenstumpf (28) jeweils zugeordneten inneren Stützlager (29) axial leicht versetzt sind.
11. Roatationsschermaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 1o, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden seitlichen Lagerrahmen (24) durch untere und obere Querrahmen (23,26) des Rahmengestells der Maschine versteift sind.
12. Rotationsschermaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrahmen (23,26) und ggf. auch ein Grundrahmen (22) des Rahmengestells der Maschine als Hohlkörper mit einer Betonausfüllung ausgeführt sind.
13. Rotationsschermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennz eichnet , daß die beiden Messerzylinder (27) jeweils an den beiden einen seitlichen Lagerrahmen (24) durchsetzenden Wellenstümpfen (28) über ein innerhalb dieser Lagerrahmen zwischen den inneren und den äußeren Stützlagern (29 und 31) angeordnetes totgangfreies Übersetzungsgetriebe (34) miteinander gekuppelt sind und zum Antrieb der beiden Messerzylinder (27) ein direkt mit einem der Wellenstümpfe (28) verbundener umsteuerbarer Gleichstrommotor (37) vorgesehen ist.

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14. Rotationsschermaschine nach den Ansprüchen 7 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß für den Gleichstrommotor (37) eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die einen die Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials (67) abtastenden Sensor (A), einen die Drehgeschwindigkeit der Messerzylinder (27) und die Drehlage der beiden Schermesser (39,41) abtastenden Sensor (46), einen die Beendigung einer Abscherung abtastenden Sensor (48 B) und eine zur Auswertung der von diesen Sensoren zugeführten Meßwertdaten für die Steuerung einer mittels einer Stelleinrichtung (C) manuell vorwählbaren Länge der von dem Bahnenmaterial (67) abzuscherenden Abschnitte (69) eingerichtete Logikschaltung (B) umfaßt, die an eine mit dem Gleichstrommotor (37) verbundene Rückkoppelungs-Steuereinrichtung (8o) angeschlossen ist, welche die Stromzuführung zu dem Gleichstrommotor für eine mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials (67) synchrone Drehung der Messerzylinder (27) für die Zeitdauer des Abscherens und für eine davon abweichende schnellere und/oder langsamere Drehung der Messerzylinder (27) in der übrigen Zeit regelt.
15. Rotationsschermaschine nach den Ansprüchen 7 und 13, dadurch gekennzeichnet , daß für den Gleichstrommotor (37) eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die einen die Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials (67) abtastenden Sensor (D), einen die Drehgeschwindigkeit der Messerzylinder (27) abtastenden Sensor (G), einen die Beendigung einer Abscherung abtastenden Sensor (48 B), einen die in einer Ruhestellung gehaltene Drehlage der Schermesser (39, 41) abtastenden Sensor (48 A) und eine zur Auswertung der von diesen Sensoren zugeführten Meßwertdaten eingerichtete und für die Steuerung einer mittels einer Schalteinrichtung (H) für eine einzige Volldrehung der Messerzylinder (27) manuell einschaltbare Logikschaltung (E) umfaßt, die an eine mit dem Gleichstrommotor (37) verbundene Rückkoppelungs-Steuereinrichtung (8ο¹) angeschlossen ist, welche die über einen Leistungsschalter (F) gesteuerte Stromzuführung zu dem Gleichstrommotor (37) für eine Beschleunigung der Drehung der Messerzylinder aus der die Ruhestellung der Scher-

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messer (39,41) bestimmenden Drehlage heraus auf eine mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials (67) synchrone Drehung, für eine anschließende Beibehaltung dieser mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Bahnenmaterials (67) synchronen Drehung der Messerzylinder (27) für die Zeitdauer des Abscherens,für eine nachfolgende Verlangsamung der Drehung der Messerzylinder (27) auf einen der Kriechdrehzahl des Gleichstrommotors (37) entsprechenden Wert und für eine Drehung der Messerzylinder (27) zurück in die für die Ruhestellung der Schermesser bestimmende Drehlage regelt.
16. Rotationsschermaschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet , daß der die Beendigung einer Abscherung abtastende Sensor (48 B) einen variablen Reluktanzwandler umfaßt, der auf einen mittels eines an einem der Wellenstümpfe (28) der Messerzylinder (27) befestigten, aus einem magnetischen Material bestehenden Nockens (77) gesteuerten Wechsel der Reluktanz des magnetischen Feldes anspricht, in welchem dieser Nocken (77) angeordnet ist.
17. Rotationsschermaschine nach den Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeichnet , daß der die in einer Ruhestellung gehaltene Drehlage der Schermesser (39,41) abtastende Sensor (48 A) einen variablen Reluktanzwandler umfaßt, der auf einen mittels eines vorzugsweise an demselben Wellenstumpf (28) der Messerzylinder (27) wie der eine Nocken (77) in einer abweichenden Drehlage befestigten und ebenfalls aus einem magnetischen Material bestehenden weiteren Nocken (76) gesteuerten Wechsel der Reluktanz des magnetischen Feldes ansprucht, in welchem dieser weitere Nocken (76) angeordnet ist.
18. Rotationsschermaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Nocken (76) eine über etwa 9o Bogengrade reichende Steuerkurve aufweist, deren Anfang elektrisch so mit dem Reluktanzwandler des zugeordneten Sensors (48 A) gekoppelt ist, daß bei der damit über die Rückkoppelungs-Steuereinrichtung (8ο¹) gesteuerten Kriechdrehzahl des Gleich-

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strommotors (37) dieser solange für einen Vorlauf und einen Rücklauf und umgekehrt umgesteuert wird, bis dieser Anfang der Steuerkurve des weiteren Nockens (76) genau auf den Reluktanzwandler des zugeordneten Sensors (48 A) ausgerichtet ist.

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