DE3430443A1

DE3430443A1 - Schneidvorrichtung fuer papier- und folienbahnen, insbesondere fuer druckwerke, plotter, kopiergeraete und aehnliche maschinen

Info

Publication number: DE3430443A1
Application number: DE19843430443
Authority: DE
Inventors: Sieghard Ing.(grad.) 7031 Hildrizhausen Arnold; Manfred Ing.(grad.) 7033 Herrenberg Nitschke
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1984-08-18
Filing date: 1984-08-18
Publication date: 1986-02-20
Also published as: CA1251129A; ATE40313T1; DE3567827D1; US4665787A; EP0172319B1; JPS6359835B2; JPS6161793A; EP0172319A1

Description

Anmelderin: IBM Deutschland GmbH

Pascalstraße 100 7000 Stuttgart 80

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Schneidvorrichtung für Papier- und Folienbahnen, insbesondere für Druckwerke, Plotter, Kopiergeräte und ähnliche Maschinen

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung für Papier- und Folienbahnen, insbesondere für Druckwerke, Plotter, Kopiergeräte und ähnliche Maschinen, bei der ein in einem Schneidschlitten drehbar gelagertes Schneidrad längs einer Schneidschiene bewegbar ist, über welche die Bahn geführt ist.

Das Schneidrad ist bei solche Vorrichtungen üblicherweise drehbar in einem Schneidradschlitten gelagert, der zum Abschneiden des Materials bei vorzugsweise stillstehendem Bahnvorschub quer über die Bahn verschiebbar geführt ist. - Diese Bewegung des Schneidschlittens erfolgt vielfach von Hand mittels eines entsprechenden Betätigungsknopfes, kann aber auch kraftangetrieben durchgeführt werden, etwa mit Hilfe eines Elektro- oder Fluidantriebes.

Zur Erzielung eines sauberen Schnittes ist bei den bekannten Schneidvorrichtungen das Schneidrad auf einen bestimmten Schneidwinkel zur Schneidschiene fest eingestellt, wobei die Drehachse des Schneidrades oberhalb der Kante der Schneidschiene geführt ist und der Schneidwinkel um die rechtwinklig zur Schneidradachse und zur Schneidschiene verlaufende Achse gemessen wird, also entsprechend der Winkelabweichung zwischen der Schneidradebene und der dem Schneidrad zugewandten Fläche der Schneidschiene. Meist kann der Schneidwinkel zur Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen, insbesondere für unterschiedliche Stär-GE 984 015

ken des zu schneidenden Materials, auf verschiedene Winkel fest eingestellt werden.

Der Nachteil der bekannten Schneidvorrichtungen ist, daß der Schneidwinkel bei jedem Wechsel der Betriebsbedingungen, insbesondere bei der Verarbeitung von hinsichtlich Dicke, Steifigkeit usw. unterschiedlichen Materialien, neu eingestellt werden muß, wobei man für den jeweiligen Schneidwinkel auf Erfahrungswerte zurückgreift. So erfordert z. B. Papier größerer Steifigkeit für einen optimalen Schneidvorgang einen größeren Schneidwinkel als dünnes, flexibles Papier. Entsprechendes gilt für die Verarbeitung von Folien, jedoch gelten hier für die verschiedenen Foliendicken häufig andere Schneidwinkel als für Papier.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Schneidvorrichtungen ist, daß infolge der festen Einstellung des Schneidwinkels zwischen Schneidrad und Schneidschiene das Abschneiden der Materialbahn nur in einer Richtung ausgeführt werden kann und der Schneidschlitten für jeden weiteren ■Schnitt in seine Ausgangslage zurückbewegt werden muß. Dadurch wird für das Abschneiden, unabhängig davon, ob die Schlittenbewegung manuell oder kraftangetrieben erfolgt, die doppelte Zeit benötigt wie für den eigentliehen Schneidvorgang erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung der oben beschriebenen Gattung zu schaffen, mit der unter Beibehaltung des bekannten Wirkungsprinzips der Schneidvorgang ohne weiteres für unterschiedliche Materialien sowie mit höherer Effektivität ausgeführt werden kann. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß das Schneidrad unter der Kraft einer axial in Richtung zur Schneidschiene wirksamen Feder geführt und aus einer neutralen, zur Schneidschiene

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planparallelen Ausgangslage um einen dem maximal zulässigen Schneidwinkel zwischen Schneidrad und Schneidschiene entsprechenden Winkel um die rechtwinklig zur Schneidradachse und zur Schneidschiene verlaufende Achse schwenkbar gelagert ist.

Mit der erfindungsgemäß gestalteten Schneidvorrichtung wird, ohne daß für unterschiedliches Bahnmaterial oder nach längerer Betriebszeit Einstell- oder Nachstellarbeiten ausgeführt werden müssen/· ein optimaler Schnitt des Gutes erzielt. Wird das Schneidrad in Ausgestaltung des Erfindungsgedankens aus seiner Ausgangslage in beide Richtungen schwenkbar gelagert, so wird damit der weitere besondere Vorteil erreicht, daß die Bahn wechselweise in beiden Richtungen geschnitten werden kann, ohne daß der Schneidschlitten zwischendurch einen Leer-(Rück-)weg ausführen muß.

Eine bevorzugte, besonders einfache Ausführungsform der Erfindung ist die Führung des Schneidrades mit Feder in • einem Schneidradträger, der seinerseits im Schneidschlitten schwenkbar gelagert ist. Dabei kann der Schneidradträger mittels eines Zapfens schwenkbar im Schneidschlitten gelagert und mittels eines quaderförmigen Führungsansatzes in einer Nut im Schneidschlitten geführt sein, deren Flanken nach beiden Seiten um einen dem maximal zulässigen Schneidwinkel zwischen Schneidrad und Schneidschiene entsprechenden Winkel divergierend verlaufen. Andererseits kann aber auch umgekehrt die Nut mit parallelen Flanken ausgebildet sein und statt dessen der Führungsansatz im Grundriss als gleichseitiges Parallelogramm ausgebildet werden, dessen spitzer Winkel das Doppelte des maximal zulässigen Schneidwinkels zwischen Schneidrad und Schneidschiene beträgt und dessen spitzwinklige Enden abgestumpft sind.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:
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Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Schneidvorrichtung für Papier- und Folienbahnen mit selbsttätig einstellbarem Schneidwinkel und für das Schneiden in beiden Vorschubrichtungen des Schneidschlittens,

Fig. 2 eine Detaildraufsicht auf die Schwenklagerung des Schneidradträgers im Schneidschlitten der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
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Fig. 3 eine Detaildraufsicht auf eine abgewandelte Ausführung der Schwenklagerung des Schneidradträgers im Schneidschlitten und

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung der geometrischen Verhältnisse und Kräfte zwischen dem gefedert und schwenkbar gelagerten Schneidrad und der Schneidschiene zur Erläuterung der Selbsteinstellung des Schneidrades auf den jeweiligen Schneidwinkel.

Gemäß Fig. 1 sind an beiderseitigen Rahmenteilen 10 eines Gerätes Führungsschienen 12 und 14 mit Schrauben 16 und befestigt, die in Nuten 20, 22 des Gleitkopfes 24 eines Schneidschlittens 26 ragen. Der Schneidschlitten 26 kann somit quer über die Breite einer Papier- oder Folienbahn 28, nachfolgend "Bahn" genannt, verschoben werden, wozu er mit einem Handgriff 30 versehen ist.

Ein Schneidradträger 32 besteht aus einem Trägerkörper 34 mit einer abgesetzten Bohrung 36, in der eine Achse 38 für das Schneidrad 40 mittels einer Schraube 44 befestigt ist. GE 984 015

Das Schneidrad 40 ist mit einer Nabe 42 versehen, auf der eine Druckfeder 46 geführt ist. Die Druckfeder 46 stützt sich an der Innenseite gegen einen Bund 48 an der Achse 38 und an der Außenseite am Schneidrad 40 ab, so daß das Schneidrad 40 an der Schneidschiene 50 anliegt. Zur axialen Sicherung des Schneidrades 40 auf der Achse 38 dient eine Haltescheibe 52. Der Schneidradträger 32 ist mittels eines Zapfens 54 schwenkbar am Schneidschlitten 26 aufgehängt, wobei der Zapfen 54 durch eine C-Scheibe 55 gesichert ist. Zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Schneidradträgers 32 auf den maximal zulässigen Schneidwinkel ist an dessen Oberseite ein quaderförmiger Führungsansatz 56 angeformt, der in eine Nut 5 8 im Schneidschlitten 26 ragt.

Wie Fig. 2 zeigt, verlaufen die Flanken der Nut 58 im Schneidschlitten 26 nach beiden Seiten divergierend, und zwar um den Winkel α , der dem maximal zulässigen Schneidwinkel zwischen Schneidrad 40 und Schneidschiene 50 entspricht. Die gleiche Begrenzung kann auch durch die • umgekehrte Gestaltung des Führungsansatzes und der Nut erreicht v/erden, wie in Fig. 3 dargestellt. Hier ist die Nut 58a mit parallelen Flanken gestaltet, während der Führungsansatz 5 6a nach beiden Seiten um den Winkel α

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keilförmig verläuft. Es wird darauf hingewiesen, daß der Winkel α in der Praxis eine Größe von 4 bis 5° hat, eine darüber hinausgehende Winkelgröße würde den Schneidvorgang hemmen und unter Umständen zum Blockieren des Schneidrades an der Schneidschiene führen.

In seiner Ausgangsposition bei unbewegtem Schneidschlitten 26 befindet sich das Schneidrad unter der Wirkung der Feder 46 in seiner Lage planparallel zur Schneidschiene 50, wie in Fig. 1 dargestellt. Wenn der Schneidschlitten 26 zum Trennen der Bahn 28 längs der Schneidschiene 50 bewegt wird, stellt sich das Schneidrad 40 in seine GE 984 015

Arbeitslage auf einen bestimmten Schneidwinkel α ein. Dies ist in Fig. 4 dargestellt. Verläuft die Bewegung des Schneidschlittens in der Richtung A, so stellt sich das Schneidrad 40 mit dem Schneidradträger 32 auf den Schneidwinkel α ein. Der jeweilige Schneidwinkel α ist abhängig von den geometrischen Verhältnissen und den auftretenden Kräften und ergibt sich aus der folgenden Beziehung der linksdrehenden und der rechtsdrehenden Momente:

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F ' F

a ¹F

wobei

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cos α

Hierbei gilt F

Kraft der Feder

Komponente der Federkraft in Richtung der Schneidradachse in der Ausgangsposition

Schneidwiderstand der Bahn beim Schneidvorgang

Reibungsfaktor für die Reibung zwischen Schneidrad und Schneidschiene

Achsparalleler Abstand, bezogen auf die Ausgangsposition des Schneidrades, zwischen dem Drehpunkt des Schneidradträgers und dem Schnittpunkt zwischen Schneidrad und Schneidschiene,

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b = Abstand in der Normalen zur Achse des Schneidrades zwischen dem Drehpunkt des Schneidradträgers und dem Schnittpunkt zwischen Schneidrad und Schneidschiene, wie in Fig. 4 verdeutlicht ist.

Wird der Schneidschlitten 50 in der entgegengesetzten Richtung B bewegt, so stellt sich das Schneidrad 40, wie Fig. 4 zeigt, wenn man gleiches Bahnmaterial zugrundelegt, in. die entgegengesetzte Richtung unter dem gleichen Winkel α ein, da bezüglich des Zusammenwirkens zwischen Schneidschlitten, Schneidradträger, Schneidrad und Schneidschiene symmetrische Verhältnisse bestehen.

Bei der beschriebenen Vorrichtung sucht sich somit das Schneidrad 40 seinen jeweiligen Schneidwinkel selbst, in Abhängigkeit von der Steifigkeit und Dicke der jeweils zu schneidenden Bahn. Dies gilt für beide Vorschubrichtungen des Schneidschlittens. Hierbei tritt gleichfalls der bekannte Selbstschärfungseffekt zwischen Schneidrad 40 und - Schneidschiene 50 auf.

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Claims

O ■♦ A PATENTANSPRÜCHE

1. Schneidvorrichtung für Papier- und Folienbahnen, insbesondere für Druckwerke, Plotter, Kopiergeräte und ähnliche Maschinen, bei der ein in einem Schneidschlitten drehbar gelagertes Schneidrad längs einer Schneidschiene bewegbar ist, über welche die Bahn geführt ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Schneidrad (40) unter der Kraft einer axial in Richtung zur Schneidschiene (50) wirksamen Feder (46) geführt und aus einer neutralen, zur Schneidschiene (50) planparallelen Ausgangslage um einen dem maximal zulässigen Schneidwinkel zwischen Schneidrad .(40) und Schneidschiene (50) entsprechenden Winkel

(α ) um die rechtwinklig zur Schneidradachse und max

15" zur Schneidschiene (50) verlaufende Achse schwenkbar gelagert ist.

2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Schneidrad (40) aus seiner neutralen Ausgangslage in beide Richtungen schwenkbar gelagert ist.

3. Schneidvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Schneidrad (40) mit Feder (46) in einem Schneidradträger (32) geführt ist, der seinerseits im Schneidschlitten (26) schwenkbar gelagert ist.

4. Schneidvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schneidradträger (32) mittels eines Zapfens (54) schwenkbar im Schneidschlitten (26) gelagert und mittels eines quaderförmigen Führungsansatzes (56) in

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einer Nut (58) im Schneidschlitten (26) geführt ist, deren Flanken nach beiden Seiten um je einen dem maximal zulässigen Schneidwinkel zwischen Schneidrad (40) und Schneidschiene (50) entsprechendem Winkel (α ) divergierend verlaufen,
max

5. Schneidvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schneidradträger (32) mittels eines Zapfens (54) schwenkbar im Schneidschlitten (26) gelagert und in einer Nut (58a) im Schneidschlitten (26) mittels eines Führungsansatzes (56a) geführt ist, dessen Grundriss als gleichseitiges Parallelogramm ausgebildet ist, dessen spitze Winkel das Doppelte des maximal zulässigen Schneidwinkels (α ) zwischen

^ max

Schneidrad (40) und Schneidschiene (50) betragen und dessen spitzwinklige Enden abgestumpft sind.

6. Schneidvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der maximal zulässige Schneidwinkel (α ) zwischen Schneidrad (40) und Schneidschiene (50) etwa 4 bis 5° beträgt.

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