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Querschneider für gleichförmig laufende Papierbahnen o. dgl. Die Erfindung
bezieht sich auf Querschneider für gleichförmig bewegte Papierbahnen o. dgl. mit
Erzeugung eines Zugschnittes -; zwischen einem feststehenden und einem umlaufenden
Messer, von denen die Schneide des einen eine Gerade und die des anderen eine Schraubenlinie
bildet, oder zwischen- zwei umlaufenden Messern, deren Schneiden Schraubenlinien
bilden. Mit der Erfindung wird bezweckt, einerseits die Schnitte genau geradlinig
verlaufen zu lassen und andererseits die Bahn in genau gleich lange Stücke zu zerschneiden.
In beiden Beziehungen sind die zur Zeit gebräuchlichen Querschneider der angegebenen
Arten unvollkommen, indem sie nur annähernd geradlinig verlaufende Schnitte und
nur annähernd gleich lange Stücke ergeb<@n. Die Fehler der alten und die Vorteile
der neuen Ausführung seien im folgenden an Hand der Zeichnungen dargestellt. Die
Abbildungen beziehen sich auf Querschneider, die einen genau senkrecht zur Bewegunersric'htung
verlaufenden Schnitt ergeben und die ein feststellendes Messer mit gerader Schneide
sowie ein umlaufendes 1\lesser mit einer auf dem Mantel eines Zylinders liegenden
schraubenförmigen Schneide enthalten. Die Erfindung ist jedoch auf Querschneider
mit dieser Wirkung und Messeranordnung nicht beschränkt, sondern ebensogut für solche
Querschneider anwendbar, die einen unter einem anderen Winkel zur Bewegungsrichtung
der Bahn verlaufenden Schnitt ausführen, -oder bei denen umgekehrt das umlaufende
Messer eine gerade, dagegen das feststehende Messer eine auf dem Mantel des Zylinders
liegende schraubenförmige Schneide aufweist, oder bei denen beide Messer umlaufen
und ihre Schneiden Schraubenlinien bilden.
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Abb. i zeigt die beiden Messer und die von ihnen zu zerschneidende
Bahn schematisch und schaubildlich. Abb. 2 ist eine Seitenansicht des neuen Querschneiders.
Die Abb. 3 und .l veranschaulichen eine Vorrichtung zum Verändern des Lbersetzungsverhältnisscs
zwischen Antriebs- und Messerwelle in Stirrt;-ansicht und Querschnitt. Die Abb.
5 bis 7 zeigen eine zweite solche Vorrichtung im Quer-, schnitt in einer Ansicht
von links und in Stirnansicht.
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Wie aus Abb. i ersichtlich ist, läuft die Bahn i von rechts nach links
zwischen einem festen Messer 2 und einem umlaufenden Messer 3 hindurch. Das feste
Messer liegt unter der Bahn und hat eine gerade Schneide, die mit deren Bewegungsrichtung
einen Winkel A bildet. Das umlaufende Messer steht oberhalb
der
Bahn, und seine Schneide li--gt auf d;-ni Mantel eines Zylinders 7, dessen Achse
8 zur Schneide des festen Messers 2 parallel ist. Der Schnitt fängt im Punkt 4.
an und hör, im Punkte 5 auf. Je nach der Größe des Winkels A wird der Schnitt rechtwinklig
zur Bewegungsrichtung der Bahn oder in einem anderen Winkel zu ihr ausgeführt. Damit
er genau rechtwinklig zu ihr ausfällt, muß der Punkt 5 um die Strecke 5 bis 6, welche
die Bahn während des Schneidens nach links zurücklegt, gegen den Punkt .1 versetzt
sein. Ob jedoch zwischen diesen Punkten der Schnitt genau geradlinig erfolgt, hängt
offenbar einmal von der Formgebung des Messers d. h. von der Linie ab, welche die
Schneide des umsaufenden Messers auf dem Mantel des Zylinders 7 bildet, und zum
anderen von dem in jedem Zeitpunkt während des Schnittes vorhandenen Verhältnis
zwischen den Geschwindigkeiten, mit denen das M°sser umläuft und die Bahn bewegt
wird. Nur bei richtiger Wahl dieser Linie und dieses Verhältnisses erhält man einen
genau geradlinig verlaufenden Schnitt.
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Ganz ähnlich liegen die Verhältnisse, w2nit der Querschneider, statt
der gzz -iclineteil Messeranordnung, ein umlaufendes Messt r mit gerader Schneide
und ein feststchendes Messer mit einer auf dem Mantel eines Zylinders liegenden
schraubenförmigen Schn°ide, oder wenn er zwei umlaufende M: sser aufweist, deren
Schneiden Schraubenlinien bilden.
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Um steh einen genau geradlinig vz#rlaufcnden Schnitt zu erhalten,
muß sich offenbar der Schnittpunkt mit gleichförmiger Geschwindigkeit quer über
die eh°nfalls mir gleichr förmiger Geschwindigkeit laufende Bahn bwegen. Bei den
zur Zeit gebräuchlichen (,.uerschneidern ist dies nicht der Fall, und sie erzeugen
daher Schnitte, die mehr oder weniger zickzackförmig, gewellt oder in anderer Weise,
jedenfalls aber nicht genau geradlinig verlaufen.
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Bildet bei der gezeichn°tc n Messeranordnung die Schneide des umlaufenden
Messers eine mathematische genaue Schraub_#nlinie. oder bildet bei der umgekehrten
Messeranordnung mit einem umlaufenden geraden Messer die Schneide des fcsts:ellenden
Messers ein t# mathematisch genaue Schraubenlinie, oder bilden endlich, falls beide
Messer umlaufen. deren Schneiden Schraubenlinien, so muß außerdem dafür gesorgt
werden, daß so«-ohl die Drehgeschwindigkeit der M°sscrwelle bzw. der Messerwellen
als auch der Eimugswalze genau gleichförmig wird. Alsdann wird die Bahn notwendig
in Stücke zerlegt, die quer zu deren Laufrichtung genau geradlinig geschnitten und
in ihr genau gleich lang sind.
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Bei allen zur Zeit gebräuchlichen Querschneidern ist nun die Wahrnehmung
zu machen, daß die Stücke, in welche die Bahn zerschnitten wird, nicht genau gleich
lang ausfallen. Das rührt offenbar davon her, daß das Verhältnis der Geschwindigkeiten,
mit denen sich einerseits die Einzugswalze, anderseits die Messerwelle bzw. die
Messerwellen drehen, nicht vollkommen gleich bleiben. Diese Erscheinung dürfte sich
wie folgt erklären lassen. Die Zeit, währ°nd der ein Schnitt erfolgt, bildet nur
einen Bruchteil der Zeit, die das umlaufende Messer für ein--n Umlauf braucht. Während
des Schneidens ist aber der Widerstand, der von d--r Antriebskraft zu überwinden
ist, erheblich größer als während der übrigen Zeit. Die bisher gebräuchlichen Antriebe
sind aber nicht vollkommen zwangläufig, sondern nur immer mehr oder minder kraftschlüssig,
und dies in um so stärkerem Maße, je mehr si,- Zahnräder enthalten, deren Arbeiten
ja stets mit einem gewissen Spiel verbunden ist. Stößt also der Antrieb der Maschine
auf einen Widerstand, so werden die Zähne der Zahnräder sich dicht aneinanderlegen.
Wird dagegcn der zu überwindende Widerstand kleiner, oder hört er überhaupt auf.
so werden die Zähne der Zahnräder infolge deren lebendiger Irraft das Bestreben
haben, sich nur lose zu berühren. Das Getriebe bild°t also gewissermaßen einen elastischen
Isörp°r, d( r während der Zeit, wo der Widerstand auftrit:. sich zusammendrückt
und sich nachher wieder streckt. Infolge dieser Streckung wird die Messerwelle bzw.
werden die M:sserwellen um das Maß des Spieles zwischen den Zähnen vorgeschnellt.
Das Getriebe ist also tatsächlich fällig, in sich Schwingungen auszuführen. Diese
haben zur Folge, daß die Stücke, in welche die Bahn zerschnitten wird, nicht vollkommen
gleich lang ausfallen, sondern sich in irgendeiner Abhängigkeit von den Schwingungen
ändern. Die Fehler sind keineswegs unbedeutend und betragen vielfach mehrere Prozent
der Länge der Stücke, in welche die Bahn zerschnitten wird.
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Dieser Mißstand wird gemäß der Erfindung dadurch behoben oder wenigstens
auf ein Mindestmaß hinabgedrückt, daß der Antrieb der Messerwelle bzw. der M?sserwe'len
überhaupt keine Zahnräder und der der Einzugswalze nur ein Zahnräderpaar enthält,
das lediglich zur Erteilung umrekelirter Drehrichtung wie der Messerwelle bzw. der
Messerwellen und zur Erzielung des jeweils gewünschten tbersetzungsverhältnisses
zwischen Antriebs-und Messerwelle dient.
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Abb.2 zeigt einen gemäß der Erfindung, in dieser Weise eingerichteten
Querschneider. Auf der Antriebswelle 9 sitz` die Antriebsscheibe i o, über die z.
B. ein Rieintn i i läuft,
ferner ein Zahnrad 12 und endlich eine
Seilscheibe 13, deren wirksamer Durchmesser in bekannter Art veränderlich ist. Sie
treibt mittels eines Seiles 1 4 eine Seilscheibe 15 an, deren wirksamer Durchmesser
gleichfalls veränderlich ist und die auf der Welle 8 des umlaufenden Messers 3 sitz.
Die beiden Seil; Scheiben 13, 15 sind durch je zwei Kreise angedeutet, von denen
der innere den kleinsten und der äußere den größten wirksamen Durch!-lness@°r bezeichnet.
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Das Zahnrad 12 steht mit einem Zahnrad 16 in Eingriff, das mit einem
Kettenrad 17 starr verbunden ist. Die Welle 18 der beiden Räder 16, 1ist in einer
Schwinge i9 verschiebbar gelagert. Letztere kann um die Welle 2o der I?inzugswalze
2i verschwenkt werden, die mit einer Gegenwalze 22 zusammen wirkt. Die Welle 2o
enthält gleichfalls ein Ii2t:enrad 23, und über die beiden Kettenräder 17, 23 läuft
eine Kette 24. Die Bahn 1 läuft zwischen den Leitwalzen 25 hindurch und wird gegebenenfalles
durch Längsschneider 26 in mehrere Streifen zerlegt. bevor sie von der Einzugswalze
21 erfaßt und über das feste Messer 2 denl umlaufenden Messer 3 zugeführt wird.
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Die Länge der Stücke, in welche die Bahn zerschnitten wird, läßt sich
in bekannter Weise durch Verstellen der Seilscheiben 13, 15 innerhalb gewisser Grenzen
verändern. Sind größere Änderungen erforderlich, so wird, ebenfalls in bekannter
Weise, das Zahnräderpaar 12, 16 ausgewechselt. Da alsdann die Welle 18 nach der
Antriebswelle 9 hin oder von ihr fort bewegt werden muß, ist die bereits erwähnte
Schwinge 19 vorgesehen. Zu deren Feststellung in der jeweils erforderlichen Lage
dient ein Schlitz 27, in den eine Schraube 28 eingreift. Der Abstand der Wellen
9, 18 kann aber auch unveränderlich sein. In diesem Falle ist das Räderpaar 12,
16 gegen eines mit anderem fibersetzungsverhältnis zu vertauschen, bei dem jedoch
die Summe der beiden Halbmesser gleich sein muß.
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Bei jeder Verstellung der Länge der Stücke, in welche die Bahn zerschnitten
wird, ist auch der Winkel A (Abb. 1) zu verändern, unter dem die Schneide des festen
Messers 2 und die Welle 8 des umlaufenden Messers 3 zu der Be -wegungsrichtung der
Bahn 1 stehen. Zu diesem Zweck werden die Welle 8 und das Messer 2 in einem gemeinsamen
Rahmen untergebracht, der sich um c:nen senkrecht zur Ebene der Bahn stehen Kn Zapfen
verschwenken läßt. Diese Einrichtung- ist ganz gebräuchlich und daher auf der Zeichnung
nicht veranschaulicht.
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Sowohl das Seil 14 wie die Kette 24. sind praktisch ohne Spiel arbeitende
Organe, so daß einerseits zwischen den Seilscheiben 13. 15, anderseits zwischen
den Kettenrädern 17, kein Spiel auftreten kann. Sollte sich die Kette .12 längen,
so läßt sie sich durch Nachstellen der We:le 18 nachspannen. Das Seil 1.1 kann durch
@'erstel'.en der Seilscheiben 13, 15 oder durch Spannrollen dauernd in der erforderlichen
Weis: gespannt gellaken werden. Ein Spiel ist daher nur zwischen den Zahnrädern
12, 16 mö- lieh. Das Getriebe besitze mithin nahezu keine Möglichkeit zu Relativbuwegun,#en
seiner einzelnen Teile, so dal.'') die oben geschilderten Schwingungen während des
Betriebes überhaüp' nicht oder nur in unmerklichtm Maße auftreten können.
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Das bei der beschriebenen Ausführung etwa noch vorhandene unbedeu:ende
Spiel läßt sich weiter verringern, wenn man das Zahnrad 12 durch ein Schn-,ckenrad
ersetzt, in dieses eine Schnecke eingreifen läßt und diese mi: einer zweiten Schnecke
verbindet, die in eine Schnecke auf der Welle 18 des Kettenrades 17 eingreift.
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Zum Verändern der Länge der Stück" in welche die Bahn zerschnitten
wird, hat man bisher die- wirksamen Durchmesser der beiden Seilscheiben 13, 15 einzeln
verstellt, was nicht nur umständlich is" sondern auch ein ganz genaues Einregulieren
erforderlich macht. Die Erfindung betrifft nun weiter Vorrichtungen. um die wirksamen
Durchmesser der beiden Seilscheiben durch ein gemeinsames Organ verändern zu können,
und zwar ohne Änderung der erforderlichen Seilspannung. Auf deren Erhaltung ist
nämlich der größte Wert zu legen, weil sonst das Seil schlüpfen würde. In diesem
Falle würde aber die Bahn nicht in Stücke zerlegt werden, die quer zu deren Laufrichtung
genau geradlinig geschnitten und in ihr genau gleich Jan- sind.
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Wie aus Abb. ; und ,l ersichtlich, sind auf die Welle 8 des umlaufenden
Messers 3 und die Antriebswelle 9 Seilscheiben 15, 13 bekannter Art aufgesetzt.
Sie bestehen je aus zwei kegelförmigen Hälften, von denen die eine in der Achsenrichtung
verschiebbar ist. Zu diesem Zweck ist jede Scheibenhälfte aus einer Nabe und einem
äußeren Kranz gebildet, die durch eine größere Anzahl von radialen, schräg zur Achse
stehenden Speichen verbunden ist. Die Speichen der einen Scheibenhälfte lassen sich
in die Lücken zwischen den Speichen der anderen Hälfte schieben.
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Zum Zwecke der Verschiebung sind auf die Naben 2g der beiden verschiebbaren
Scheibenhälften zweiteilige Ringe 30 lose drehbar, aber in der Längsrichtung nicht
verschiebbar aufgesetzt. Die Ringe enthalten nach oben und unten stehende Zapfen
31, die von den Bügeln einer Doppelgabe132 erfaßt werden. Durch Verschieben der
letzteren in der Wellenrichtung wird also der wirksame Durchmesser der einen Seilscheibe
in demselben Maße vergrößert,
wie der der andern Seilscheibe ver-,
kleinert.
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Die abb. 5 bis ; zögen eine zweite solche Vorrichtung. Hier ist auf
die Enden der beiden `Fellen 8, 9 eine Brücke 3,; so hufgesetzt, dal.) sie sich
in deren Län"srielitung nicht verschieben kann. Die Enden der Brücke 33 und die
Ringe .-,o, die auch hier wieder auf die Naben der verschiedenen Scheibenhälften
drehbar, aber nicht verschiebbar atifges--tzt sind, sind durch Spindeln 34 mit gegenläufigen
Gewinden verbunden. Die Spindc°ln enthalten Kettenräder 35, und die Brücke 3; trägtgleichfalls
ein Kettenrad 36 mit einem Stellrad 37. t'ber die Kettenräder 35. 36 läuft eino
bete 38, die durch Drehen des Stellrad:" 3; in dem einen oder anderen Sinne verschoben
wer den kann. Dadurch dreht sie die Kettenräder 35, die nun ihrerseits die Ringe
3o und damit die verschiebbaren Scheibenhälften nach der Brücke 33 hin oder
von ihr fort bewegen. Die Spindeln können auch unmit:elbar an dem Gestell des Querschneiders
angebracht sein.
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Die Vorrichtungen nach Abb. 3 und 4 bzw. 5 bis 7 können mit der Stellvorrichtunly
zum Verändern des Winkels A ('abb. i ) zwischen der Bewegungsrichtung der Bahn und
dem festen Messer 2 bzw. der Welle 8 des um'.aufenden Messers ; vcrhunden sein,
so daß sich beide Verstellungen mit demselben Handgriff ausführen lassen. Man kann
sich aber auch darauf beschränken. an den erstgeiiannteti Stellvorrichtungen einen
Zeiger anzubringen. der über eine Teilung streich:. Ali letzterer kann man dann
die jeweils einzustellende Größe des Winkels A bzw. der Strecke 5 bis 6 ablesen.
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Die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen zum Verändern des Übersetzungsverhältnisses
von Seiltrieben mit Seilscheiben, deren wirksame Durchmesser veränderlich sind,
lassen sich offenbar auch bei anderen :Maschinen als Querschneider für Papierbahnen
u. dgl. mit Vorteil verwenden.