DE4023257A1 - Messerwalze zum querschneiden bedruckter materialbahnen am rande der druckbilder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Messerwalze zum Querschneiden bedruckter Materialbahnen am Rand der Druckbilder, Trennen der zwischen den Druckbildern entstehenden Abfallstreifen, deren Auffangen in einer Absaughaube über der Messerwalze und Abführen derselben durch pneumatischen Transport und mindestens einem Paar auf der Messerwalze befestigter Messer mit einem Schneidenabstand vom Nennabstand der Druckbilder, wobei die Messer über ein feststehendes Messer mit darüber geführter Materialbahn rotieren.

In Druckereien wird der Verarbeitungsprozeß von der Papierrolle zum bedruckten Bogen immer enger gezogen, d. h. die Bögen sollen schon in der Rollendruckmaschine druckbildfertig geschnitten werden und das Endstapeln, Rütteln und Planschneiden als personalaufwendige Arbeit soll eingespart werden. Dafür ist es nötig, die unbedruckten oder mit Druckmarken bedruckten Querstreifen zwischen den Druckbildern herauszuschneiden und unschädlich zu machen z. B. durch Absaugen aus dem Bereich des Förderweges der beschnittenen Bögen, der durch vagabundierende Abfallstreifen leicht gestört werden könnte. Standarddruckwerke haben einen Walzendurchmesser vom 200 mm plus Druckplatte von 0,5 mm, so daß beim Schnitt von DIN A4 mit 297 mm Höhe zwei Streifen von 18 mm heraus zu schneiden und zu sammeln sind.

Für die Aufgabe gibt es einen Querschneider, der zwischen dem Messerpaar einen Schlitz zum Walzeninnern offen läßt, durch den die Abfallstreifen angesaugt und durch einen hohlen Walzenzapfen pneumatisch zur Sammelstelle gefördert werden. Da die Abfallstreifen gegen die Fliehkraft angesaugt werden müssen, ist die erzielbare Geschwindigkeit unbefriedigend. Die Streifen werden durch Fliehkraft schwer wie Blei und im Walzeninnern sind Verstopfungen leicht möglich. Bei zwei Druckbildern je Umfang muß die Walze zweifach geschlitzt sein, d. h. sie läßt an Stabilität sehr zu wünschen übrig. Jeder zweite Schnitt des Messerpaares ist unsauber, da die Materialbahn keiner für einen geraden Schnitt nötigen Zugspannung unterliegt.

Bei einem anderen Querschneider quetscht das Messerpaar die Materialbahn auf einer gehärteten, glatten, synchron laufenden Unterwalze. Diese ist mit vorstehenden Nadeln besetzt, die in die Materialbahn so einstechen, daß der Abfallstreifen gefaßt ist und auf der abgewandten Seite durch die Zinken eines Kamms abgelöst wird. Diese Art erfordert außergewöhnliche Präzision, hohen maschinellen Aufwand, hohe Antriebsleistung, verursacht großen Lärm und unterliegt einem schnellen Verschleiß und damit großen Ausfallzeiten.

Bei der Erfindung wird der erst einseitig geschnittene Abfallstreifen durch Saugnäpfe straff gehalten, so daß der zweite Schnitt gerade ausfällt. Der Abfallstreifen wird durch die zwischen den Messern eines Paares angeordneten Saugnäpfe wenigstens ¼ Umdrehung gehalten und dann durch Blasluft abgestoßen. Die Blasluft kommt aus Düsen, die durch die Bohrungen der Befestigungsschrauben der Saugnäpfe entstanden sind. Bei 30 Druckbildern je Sekunde entsprechend 900 Umdrehungen je Minute der Messerwalze sind 60 Luftdruckumschaltungen je Sekunde nötig. Wegen der Umschaltung auf ¹/₃ Umdrehung ist Funktionssicherheit für Druckauf- oder abbau innerhalb von 11 Millisekunden erforderlich. Dazu bedarf es speziell gestalteter Luftwege und Ventile um den Volumenausgleich des Luftdruckab- und aufbaus in einem Bruchteil der Zeit zu sichern.

Ein Beispiel der Gestaltung nach der Erfindung ist zeichnerisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt den vertikalen Querschnitt der Messerwalze in zeitlicher Mitte des Streifenschneidens, Darstellung in 60% der Standardgröße.

Fig. 2 zeigt einen Messerausschnitt aus Fig. 1, Darstellung in 200% der Standardgröße.

Fig. 3 zeigt einen Messerausschnitt in Aufsicht, Darstellung in 200% der Standardgröße.

Fig. 4 zeigt den vertikalen Längsschnitt der Messerwalze in symbolischer Darstellung der Luftwege.

Fig. 5 zeigt einen Walzenzapfen als Ausschnitt aus Fig. 4, Darstellung in 200% der Standardgröße.

In Fig. 1 läuft die Materialbahn 1 über einen Schwebetisch 2 zwischen Messerwalze 3 mit den Messern 4a und 4b und dem Messerbalken 5 mit dem Messer 4c. Von der Materialbahn 1 ist ein Bogen 6 mit Druckbild abgeschnitten und wird über den Schwebetisch 7 abgeführt. Zwischen den Messern 4a und 4b wird der Abfallstreifen 8 noch als Materialbahnanfang durch eine Reihe Saugnäpfe 9 gehalten. Bei weiterer Drehung der Messerwalze 3 schneidet das Messer 4b zusammen mit dem Messer 4c den Abfallstreifen 8 vollständig, der an den Saugnäpfen 9 zwischen den Messern 4a und 4b haften bleibt, bis er durch Blasluft aus Düsen bildende Befestigungsschrauben 10 - siehe Fig. 2 - nach wenigstens ¼ und höchstens ½ insbesondere ¹/₃ Umdrehung der Messerwalze 3 in den Absaugkanal abgestoßen wird. Die doppelwandige Absaugehaube 12 ist in diesem Bereich mit Schwebedüsen 13 versehen, die einen dünnen, strömenden Luftfilm in Richtung Absauganschluß 14 blasen. Im Zentrum der Messerwalze 3 ist ein mit Nuten versehener Rundstab 15 drehfest eingebaut. Zwei Nuten 16a und 16b dienen abwechselnd der Vakuumversorgung der Saugnäpfe 9 und der Luftversorgung der Düsen in den Befestigungsschrauben 10. Von jeder Gewindebohrung der Befestigungsschrauben 10 geht dafür ein Bohrloch 17 zu den Nuten 16a und 16b. Um 90 Grad verdreht dazu liegen zwei Nuten 18 mit elastischem Schlauch 19 und Dichtleiste 20 um einen Kurzschluß der Saug- und Blasfunktion bei zu großem Einbauspiel des Rundstabes 15 zu vermeiden.

Fig. 3 zeigt die Anordnung der Saugnäpfe 9 mit ihren Befestigungsschrauben 10 in Aufsicht zwischen den Messern 4a und 4b, die wechselseitig versetzt an dem dazwischen liegenden Steg der Messerwalze 3 durch Schrauben 21a und 21b befestigt sind. Diese Schrauben 21a und 21b werden einschließlich ihrer Zugänglichkeitsstelle 22 durch Schalen 23 im Verlauf des Umfangs der Messerwalze 3 abgedeckt, so daß Turbulenzen an seiner Oberfläche kleingehalten werden, Fig. 1.

Fig. 4 zeigt symbolisch das Walzeninnere. In den Zapfen sind Rotoranschlüsse 24a für Saugluft und 24b für Blasluft, beide haben Kopfstücke 25a und 25b aus Gleitmaterial mit exzentrischen Durchbrüchen 26a und 26b, an denen die Bohrungen 27a und 27b fluchtend mit den Nuten 16a und 16b wechselweise vorbeigleiten.

Da die Rotoranschlüsse 24 mit ihren Kopfstücken 25 und den exzentrischen Durchbrüchen 26 drehfest stehen und die Walze 3 mit dem Rundstab 11 mit den Nuten 16 und seinen Bohrungen 27 umläuft, besteht beim Schnitt eine Saug- und eine ¼- bis ½-Drehung später eine Blasverbindung.

Fig. 5 zeigt den Rotoranschluß 24a in Ausführungsform, mit Kopfstück 25a, dem exzentrischen Durchbruch 26a, der gerade eine Verbindung über die Bohrung 27a der Nut 16a herstellt, d. h. Ansaugen und Festhalten des Abfallstreifens. Der Rotoranschluß ist in einem Rillenkugellager 28a und einem Schrägkugellager 28b gelagert. Der Druck für dichtende Gleitreibung zwischen Kopfstück 25a und Stirnseite des Rundstabes 11 wird durch den Gewindering 29 und die Federn 30 auf den Rotoranschluß übertragen.

Für Saug- und Blasluft kann jeweils ein Seitenkanalverdichter von 10 mbar Arbeitsdruck eingesetzt werden, wobei etwa ein Druckverlust von 50% durch Widerstände auftritt. Bei einem Querschnitt der Strömungsnuten 16 von jeweils etwa 1 qcm und seinem Volumen einschließlich dem der angeschlossenen Bohrungen 17 von 200 cbcm wird für den Aufbau des Vakuums von 5 mbar unter Normaldruck 1 Millisekunde bei abgedeckten und 2 Millisekunden bei freien Saugnäpfen mit 2 mm Bohrung in den Befestigungsschrauben 10 gebraucht. In dieser Zeit beträgt der Weg der Messer 10 bzw. 20 mm. Die Zeit des Öffnens und Schließens der Öffnungen von 12,5 mm Durchmesser mit 15 mm exzentrischer Lage dauert bei einem Winkelweg von je 45 Grad 8 Millisekunden. Diese Zeiten sind klein genug, um auf ein Viertel bis halber Umdrehung der Messerwalze 3 bei 30 Bögen je Sekunde den Druckwechsel herbeizuführen.

Bei der zugehörigen Drehzahl von 900 Umdrehungen je Minute und einem Papiergewicht von 100 g/qm ist die Fliehkraft 200 g gleich dem 100fachen Eigengewicht des Abfallstreifens. Die Haltekraft an den Saugnäpfen beträgt 5000 g und die Abstoßkraft der Düsen 100 g. Diese große Überdimensionierung überwindet die unberechenbare Ablösemöglichkeit des Abfallstreifen durch Untergreifen des Luftstaus aus Fördergeschwindigkeit an seiner Vorderkante, bevor die hinter dem Messerkreis zurückstehenden Saugnäpfe den Abfallstreifen voll gefaßt haben. Der Luftstau läßt sich durch die in Förderrichtung aus dem Schwebetisch 2 in den Messerspalt blasende Strömung nicht - wie an sich vorteilhaft bekannt - zurückdrängen, da das Messer 4b die Luftströmung im Spalt mit Messer 4c nahezu versperrt. Die vorteilhafte Wirkung tritt dann wohl für die von Messer 4b geschnittene Vorderkante des folgenden Druckbildes ein.

Claims (2)

1. Messerwalze zum Querschneiden bedruckter Materialbahnen an den Querrändern der Druckbilder, Trennen der zwischen den Druckbildern entstehenden Abfallstreifen, deren Auffangen in einer Absaughaube über der Messerwalze und Abführen derselben durch pneumatischen Transport mit mindestens einem Paar auf der Messerwalze befestigter Messer mit einem Schneidenabstand vom Nennabstand der Druckbilder, wobei die Messer über einem feststehenden Messer mit darüber geführter Materialbahn rotieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallstreifen beim Schnitt durch Saugluft zwischen dem Messerpaar gehalten und auf der der Materialbahn abgekehrten Seite durch Blasluft abgestoßen werden.

2. Messerwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Messerpaar (4a, 4b) eine Reihe Löcher (9, 10) zum Saugen und Blasen angeordnet sind, die mit einer für jedes Messerpaar (4a, 4b) getrennten Luftleitung (16a, 16b) im Zentrum der Messerwalze (3) verbunden sind und jede Luftleitung (16a, 16b) in beiden Zapfen der Messerwalze (3) einem exzentrischen Anschluß (27a, 27b) hat, der jeweils an einem exzentrischen Anschluß (26a, 26b) eines in jeden Zapfen gelagerten Rotoranschluß (24a, 24b) vorbeigleitet, wobei ein Rotoranschluß (24a) mit Saugluft der und der andere (24b) mit Blasluft oder atmosphärischer Luft verbunden ist.