DE3148935C2

DE3148935C2 - Vorrichtung zum Querschneiden einer in Längsrichtung bewegten Warenbahn

Info

Publication number: DE3148935C2
Application number: DE19813148935
Authority: DE
Inventors: Fritz 8990 Lindau-Bodolz Gageur
Original assignee: Lindauer Dornier GmbH
Current assignee: Lindauer Dornier GmbH
Priority date: 1981-12-10
Filing date: 1981-12-10
Publication date: 1984-11-08
Also published as: DE3148935A1

Abstract

Zum Querschneiden einer in Längsrichtung bewegten Warenbahn wird ein Messer quer zur Warenbahn geführt. Das Messer ist frei drehbar in einem Schlitten gelagert, der in einer Führung quer zur Warenbahn verschoben wird. Die Schneide des Messers ist radial zur Drehachse der Lagerung gerichtet. Infolge seiner freien Drehbarkeit stellt sich das Messer für jede Transportgeschwindigkeit der Warenbahn und für jede Schnittgeschwindigkeit des Messers von selbst auf den jeweils optimalen Schnittwinkel ein.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querschneiden einer in Längsrichtung bewegten Warenbahn gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Unter dem Begriff Warenbahn sollen dabei die verschiedensten bahnförmigen Materialien verstanden werden. Als Beispiele seien hier nur Papier und Kunststoffolie genannt.

Bei der Produktion und bei der Verarbeitung von Warenbahnen ist es erforderlich, die in Längsrichtung transportierte Bahn in gewissen Abständen zu schneiden, um entweder die abgeschnittenen Teile getrennt weiterverarbeiten zu können, z. B. bei der Verpackung, oder um beispielsweise bei der Herstellung oder Behandlung von Folienbahnen anschließend an einen voll aufgespulten ersten Wickel die Bahn zu durchtrennen und die Fortsetzung der Bahn auf einem nächsten Wikkelkern aufspulen zu können.

Bei einem solchen Vorgang war man für das Durchtrennen der Bahn früher vielfach auf Handbetrieb angewiesen und konnte daher nur bei Stillstand oder bei geringen Bahngeschwindigkeiten arbeiten. Dabei ließen sich auch unter günstigen Bedingungen Beschädigungen und Verformungen, insbesondere an empfindlichen Folien, nicht ganz vermeiden.

Es sind auch automatisch arbeitende Querschneidevorrichtungen bekannt, z. B. aus der DE-OS 30 47 408, die mit einem Schlagmesser bei senkrechtem Schnitt zur Folienbahn arbeiten. Eine bewegliche Messerklinge erstreckt sich über die ganze Breite der zu durchtrennenden Warenbahn und ist in einem um seine Achse drehbaren Körper eingespannt. Die bewegliche Messerklinge oder Schnittkante arbeitet mit einer ortsfesten Schnittkante zusammen. Bei der Rotation der beweglichen Messerklinge erfolgt ein Abscheren oder Abschlagen der Bahn. Bei sehr dünnen und empfindlichen Folien erfolgt dieses Abschlagen nicht einwandfrei und führt zu Beschädigungen der Folie. Um zum Schneiden die Folie von einem vorgeschalteten Förderwalzenpaar zwischen die beiden Schnittkanten einzuführen, bedarf es nach jedem Schnitt besonderer Vorkehrungen, auch hier insbesondere wieder bei dünneren und flexibleren Materialbahnen. Für höhere Bahngeschwindigkeiten sind diese automatischen Querschncidvorrichtungen nicht geeignet Vor allen Dingen handelt es sich hier um größere bewegte Massen und um aufwendige lange Messer oder Schneidkanten. Eine andere Art von Querschneidvorrichtungen ist in der DE-AS 20 03 127 beschrieben. Dort wird ein Messer mit in Richtung zur Warenbahn vorspringender Klinge in einer Führung quer zur Warenbahn bewegt und auf diese Weise ein Schnitt bei laufender Warenbahn durchgeführt. Der Antrieb des Messers erfolgt pneumatisch durch einen Schlagpuffer, der den Messerhalter abschlägt und ihn dann frei entlang seiner Führung laufen läßt Am Ende der Bewegungsbahn des Messerhalters ist ein Rückprallpuffer vorgesehen, der die im ankommenden Messerhalter enthaltene kinetische Energie für

IS die sofortige Zurückbewegung in die Ausgangsstellung des Messerhalters ausnutzt Wegen des geringen Gewichts des Messerhelters mit dem Schnittwerkzeug sind hohe Abschußgeschwindigkeiten und somit auch hohe Schnittgeschwindigkeiten möglich, weswegen ein Schneiden auch bei hohen Längsgeschwindigkeiten der Warenbahn durchführbar ist Die gesamte Vorrichtung ist gegenüber der erstgenannten Querschneidevorrichtung wesentlich einfacher und leichter. Weiterhin ist es möglich, bei dieser Vorrichtung das Schnittwerkzeug in Draufsicht in einem Winkel zur Warenbahn einzustellen. Dadurch soll beim Durchtrennen der Warenbahn ein Drücken der Bahn am Schneidmesser vermieden werden. Trotz dieser Verbesserungen weist die aus der DE- AS 20 03 127 bekannte Querschneidvorrichtung noch Mängel auf. Die sofortige Rückführung des Messerhalters mit dem Schnittwerkzeug in die Ausgangslage erfolgt in einer nicht ausgenutzten Rückwärtsbewegung und benötigt Zeit, in welcher die Warenbahn bereits wieder ein Stück weitertransportiert wird. Es befindet sich also bereits wieder ein neuer Abschnitt der Warenbahn im Bereich der Bewegungsbahn des zurücklaufenden Schnittwerkzeuges, das diesesmal mit der stumpfen Seite nach vorne zeigt und auf seinem Weg die Waren bahn beschädigen muß. Die DE-AS zeigt keine Lösung für dieses Problem auf. Ferner ist auch die oben erwähnte Einsteübarkeit des Schnittwerkzeuges im Winkel zur Warenbahn nicht voll befriedigend, denn der günstigste Winkel ist je nach den Umständen verschieden und ab-

«5 hängig sowohl von der Transportgeschwindigkeit der Warenbahn als auch von der Geschwindigkeit des bewegten Messers. Da beide Geschwindigkeiten von Fall zu Fall differieren können und insbesondere die Messergeschwindigkeit sich sogar im Laufe eines Schneidvor- ganges ändern kann, ist die günstigste Winkeleinstellung und eine einwandfreie Schnittkante nur in seltenen Fällen und rein zufällig erreichbar. Es kommt also immer noch zu Beschädigungen der Warenbahn. Der Schnittwinkel des Messers kann nur in grober Schät zung von Hand eingestellt werden.

Eine ähnliche Schneidvorrichtung ist auch aus der DE-OS 28 16 419 bekannt Hier wird ein Läufer oder Schlitten innerhalb eines Führungsrohres quer zur Warenbahn pneumatisch verschoben. Auf dem Läufer sind zwei Rasierklingen fest in der Weise angeordnet, daß sie durch einen Schlitz im Führungsrohr nach außen in den Weg der zu schneidenden Warenbahn ragen. Die Messerschneiden der beiden Klingen liegen schräg und sind außerdem einander abgewandt. Auf diese Weise können sowohl auf dem Hinweg des Läufers im Führungsrohr als auch auf seinem Rückweg Schnitte durchgeführt werden, wobei allerdings gegenüber der Vorrichtung gemäß der oben genannten DH-AS 20 03 127 der gra-

vierende Nachteil auftritt, daß der Schnittwinkel der Klingen nicht einstellbar ist, sondern stets quer zur Bewegung der Warenbahn liegt und somit ungünstig ist.

Von einer Querschneidvorrichtung der genannten Art mit einem auf einem Schlitten angeordneten und mit dem Schlitten in einer Führung quer zur Warenbahn verschiebbaren Schnittwerkzeug ausgehend, lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung so zu verbessern, daß in jedem Falle einwandfreie Schnittkanten unter dem jeweils günstigsten Schnittwinkel erzielt werden. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Messer auf dem Schlitten in einer zur Warenbahn im wesentlichen parallelen Ebene frei drehbar gelagert und mit seiner Schneide radial zur Drehachse der Lagerung gerichtet ist. Durch die freie Drehbarkeit des Messers wird die Schneidklinge stets von selbst auf den augenblicklich günstigsten Schnittwinkel eingestellt Dabei kann sich sogar dieser Winkel nicht nur von Fall zu Fall, sondern sogar im Laufe eines einzigen Schneidvorganges bei veränderten Geschwindigkeiten ändern und selbsttätig optimal anpassen. Es wird stets eine einwandfreie Schnittkante erzielt.

Am Ende seiner Bewegungsbahn sind Auffangmittel für den Schlitten vorgesehen, die den Schlitten mit dem Messer bis zum nächsten Schneidvorgang festhalten. Das nächste Schneiden erfolgt durch Rückwärtsbewegen des Schlittens in seine Ausgangslage. Die Schneidklinge stellt sich dabei auch in der Rückwärtsbewegung selbsttätig in den richtigen Winkel ein. Für die drehbare Lagerung des Messers ist dabei eine Begrenzung auf eine halbkreisförmige Drehung möglich. Der Bogen des Halbkreises weist dabei in die Bewegungsrichtung der Warenbahn.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Schneidvorrichtung,

Fig.2 eine Teilansicht der Schneidvorrichtung in Transportrichtung der Warenbahn gesehen,

Fig.3 eine Draufsicht auf den Messerhalter der Querschneidvorrichtung und

Fig.4a bis d schematisch verschiedene Winkeleinstellungen für das Schneidmesser.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Rahmen oder Gestell 1 angedeutet, in dem zwei Förderwalzenpaar·; 2 und 2' gelagert sind. Die Walzenpaare tranportieren eine strichpunktiert eingezeichnete Warenbahn 3 und spannen sie zwischen sich auf. Die Transportrichtung der Warenbahn 3 ist in F i g. 1 durch einen nach rechts weisenden Pfeil angedeutet. Am Gestell 1 ist außerdem im Bereich zwischen den Walzenpaaren 2 bzw. 2' eine Führung für die quer zur Warenbahn 3 verschiebbare Schneidvorrichtung angebracht. Im Beispiel ist ein pneumatischer Antrieb für die quer bewegliche Schneidvorrichtung angenommen. Als Führung ist daher im Ausführungsbeispiel ein an sich bekannter kolbenstangenloser Druckluftzylinder 4 vorgesehen, an dessen Enden, d. h. auf beiden Seiten der Warenbahn 3, jeweils eine Auffang- und Steuereinrichtung 5 angeordnet ist. Der Aufbau ist im wesentlichen symmetrisch, weshalb in der Darstellung der F i g. 2 lediglich der linke Teil der Ansicht eingezeichnet ist. Die als Puffer wirkende Auffangeinrichtung und die das Abschießen des Kolbens bewirkend^ pneumatische Steuereinrichtung 5 ist von an sich bekannter Bauweise und braucht daher nicht näher erläutert zu werden. Sie kann z. B. ähnlich aufgebaut sein Wie der in der zum Stand der Technik genannten DE-A^s 20 03 ) 27 beschriebene Abschlagpuffer. Selbstverständlich können auch andere Antriebsarten für das quer verschiebbare Schnittwerkzeug eingesetzt werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. In jedem Falle wird das Schnittwerkzeug einmal quer zur Warenbahn verschoben und auf der anderen Seite aufgefangen. Dort verbleibt es bis es für einen neuen Schnitt in umgekehrter Richtung abgeschlagen oder sonstwie angetrieben wird, sei es pneumatisch, elektrisch oder mechanisch.

ίο Die Querschneidvorrichtung selbst besteht aus einem im Druckluftzylinder 4 geführten Schlitten 6, der aus dem Führungszylinder 4 nach unten herausragt Am Schlitten 6 ist ein festes Lagerteil It befestigt In diesem festen Lagerteil 11 ist über ein Drehlager 7 ein bewegli ches Lagerteil 12 frei drehbar gelagert Die Drehachse ist mit 14 bezeichnet und die Drehebene verläuft im wesentlichen parallel zur Warenbahn 3. Am beweglichen Lagerteil 12 ist ein Messerhalter 8 angeordnet, in den ein dünnes und leichtes Messer 9 leicht auswechsel bar eingesetzt ist. Das Messer 9 sitzt exzentrisch zum beweglichen Lagerteil 12 bzw. zur Drehachse 14 und ragt nach unten in die Ebene der Warenbahn 3 vor. Die Schneidklinge des Messers 9 ist radial zur Drehachse 14 des Lagers 7 hin gerichtet. Vorteilhafterweise verläuft die Schneidklinge etwas geneigt, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist.

Die Ausbildung des Schnittwerkzeuges ist in F i g. 3 in Draufsicht dargestellt. Es ist hier der feste Lagerteil 11 mit seinen geradlinigen Ansätzen für die Befestigung am Schlitten 6 erkennbar. Gestrichelt ist im hohlen Inneren des Lagerteiles 11 ein abgewinkelter Steg 13 eingezeichnet, der — wie weiter unten noch ausgeführt wird — eine Begrenzung der freien Drehbewegung des beweglichen Lagerteils 12 bewirkt. Der feste Lagerteil 11 wird vom beweglichen Lagerteil 12 glockenartig umschlossen. Fein gestrichelt ist der exzentrisch angeordnete Messerhalter 8 eingezeichnet, indem das als dicke Linie erkennbare Messer 9 befestigt ist. Die Messerschneide ist, wie ersichtlich, radial zur Drehachse 14 hin gerichtet. Die Transportrichtung der Warenbahn ist durch einen unterhalb der Fig.3 eingezeichneten Pfeil angedeutet.

Wie die Schnittzeichnung in F i g. 1 erkennen läßt ist im Inneren des glockenartigen beweglichen Lagerteiles 12 ein Vorsprung oder eine Nase 10 angeordnet, die in das ebenfalls hohle Innere des festen Lagerteiles 11 eingreift. In der F i g. 1 ist diese Nase 10 der Deutlichkeit halber um 90° versetzt eingezeichnet und liegt nicht an einem Begrenzungsanschlag an; in Wirklichkeit liegt die

so Nase 10 vorteilhafterweise oberhalb des Messerhalters 8. Die richtige Lage der Nase 10 ist in der F i g. 3 mit voll ausgezogenen Linien dargestellt. In dieser Lage liegt die Nase 10 an einem Begrenzungsanschlag an, der hier im Ausführungsbeispiel durch den abgewinkelten Steg 13 gebildet wird. Die Nase 10 ist auf kreisbogenförmiger Bahn um die Drehachse 14 verschwenkbar, bis sie am anderen Ende des Steges 13 wieder in ihrer Drehbewegung oder Schwenkbewegung begrenzt wird. Für die Praxis ist eine Begrenzung auf eine halbkreisförmige Bahn möglich. Die Ausgestaltung und Anordnung der Nase sowie der begrenzenden Anschläge ist für die Erfindung nicht von Bedeutung, wesentlich ist nur, daß mit der Verdrehung der Nase 10 auch der Messerhalter 8 mit dem Messer 9 eine halbkreisförmige Verschwenk-

b5 bewegung ausführen kann, wobei der Halbkreisbogen in der Transportrichtung der Warenbahn liegt. Durch diese Dreh- bzw. Schwenkmöglichkeit kann sich die Richtung der Schneidklinge des Messers 9 sowohl im

Hin- als auch Rückweg frei an die augenblickliche Geschwindigkeit der Warenbahn und auch an seine eigene quer verlaufende Bewegungsgeschwindigkeit anpassen. Die in den Fig. 1 bis 3 eingezeichnete Lage der Schneidklinge genau rechtwinklig zur Transportrichtung der Warenbahn wäre für einen Schnitt bei stillstehender Warenbahn angepaßt. Bei bewegter Warenbahn würde sich je nach der Transportgeschwindigkeit der Ware und der augenblicklichen Schnittgeschwindigkeit eine jeweils exakt zugeordnete Lage der Schneidklinge ι ο irgendwo auf dem erwähnten Halbkreis einstellen. Dabei würde für eine Hinbewegung des Schlittens 6 und des Messers 9 in den F i g. 2 und 3 nach rechts der linke Bereich, für die Rückwärtsbewegung nach links dagegen der rechte Bereich des Halbkreises gemäß Fig.3 benötigt.

In den Fig.4a bis 4b ist die freie und selbsttätige Einstellbarkeit des Schneidmessers an vier verschiedenen Beispielen schematisch aufgezeigt. Dargestellt ist jeweils ein Ausschnitt aus der Warenbahn 3 mit einem Pfeil für die Transportrichtung und mit der groben Angabe der Transportgeschwindigkeit vn der Warenbahn. Ferner ist vereinfacht durch einen Kreis das feste und nicht drehbare Lagerteil 11 mit der Lage des Begrenzungssteges 13 sowie die Lage der beweglichen Nase 10 und des Messers 9 angedeutet. Neben dem Kreis ist die Bewegungsrichtung des Schnittwerkzeuges durch einen einfachen, quer zur Warenbahn 3 gerichteten Pfeil eingezeichnet und durch die Bezeichnung v_q für die Quergeschwindigkeit ergänzt. Die Schneide des Messers 9 ist stets zur Drehachse 14 hin gerichtet.

In der F i g. 4a ist eine Transportgeschwindigkeit der Warenbahn mit ve = 0 angenommen. Das Messer 9 stellt sich daher rechtwinklig zum Verlauf der Warenbahn 3 ein und die Nase 10 bleibt am Begrenzungssteg 13 anliegen.

Für F i g. 4b ist bei sonst unveränderten Voraussetzungen eine verhältnismäßig geringe Transportgeschwindigkeit der Warenbahn vb = ν 1 angenommen, die durch einen Pfeil dargestellt ist. Die Nase 10 liegt jetzt etwas entfernt vom Begrenzungssteg 13 und das Messer 9 hat sich selbsttätig den augenblicklichen Geschwindigkeiten angepaßt und sich dabei etwas schräg gegen die Transportrichtung der Warenbahn eingestellt. Der Steg 13 bleibt in seiner Lage am nicht drehbaren Lagerteil 11 unveränderlich.

Demgegenüber ist in der F i g. 4c eine erhöhte Transportgeschwindigkeit ve = ν 2 angenommen, die durch einen längeren Pfeil versinnbildlicht werden soll. Die Nase 10 entfernt sich noch weiter vom Steg 13 und das Messer 9 verstellt sich noch steiler gegen die Bewegungsrichtung der Warenbahn. Alle Winkelstellungen des Messers 9 in den Beispielen 4a bis 4c liegen bis zur höchsten Transportgeschwindigkeit der Warenbahn im linken Bereich des in Transportrichtung der Warenbahn liegenden Halbkreises um die Drehachse 14.

In F i g. 4d ist der Fall der Rückwärtsbewegung des Schnittwerkzeuges angenommen und der Pfeil für die Quergeschwindigkeit v_q zeigt jetzt nach links. Bei einer nicht näher bezeichneten Transportgeschwindigkeit ve so der Warenbahn stellt sich das Messer 9 auf einen zugeordneten Winkel im rechten Bereich des Halbkreises ein.

Wie oben schon erwähnt, kann auch die Quergeschwindigkeit v_q veränderlich sein. Auch in diesem Falle b5 erfolgt eine selbsttätige Anpassung der Winkellage des Messers 9. Selbstverständlich erfolgt auch eine selbsttätige Anpassung an die jeweiligen Materialeigenschaften, wie z. B. Schneidwiderstand der jeweiligen Warenbahn. Dadurch, daß im Gegensatz zum eingangs genannten Stand der Technik keine sofortige Rückholbewcgung des Schneidmessers stattfindet, können nicht nur saubere und einwandfreie Schnittkanten auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten erzielt werden, sondern auch jegliche Art von zusätzlichen Beschädigungen durch Rückholbewegungen wird vermieden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Querschneiden einer in Längsrichtung bewegten Warenbahn mittels eines auf einem Schlitten mit einstellbarem Schnittwinkel angeordneten Messers, wobei der Schlitten in einer Führung quer zur Warenbahn verschiebbar ist dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (9) auf dem Schlitten (6) in einer zur Warenbahn (3) im wesentlichen parallelen Ebene frei drehbar gelagert (7) und mit einer Schneide radial zur Drehachse (14) der Lagerung gerichtet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch am Ende seiner Bewegungsbahn angeordnete Auffangmittel (5) für den Schlitten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freie Drehbarkeit des Messers (9) auf einen Halbkreis begrenzt ist dessen Bogen in die Bewegungsrichtung der Warenbahn (3) zeigt.