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Mit einem Sattel versehene, vollautomatische Maschine zum Zerschneiden
von Papierstapeln Bei Schneidemaschinen mit selbsttätigem Vorschub, bei denen derselbe
abhängig von der Messerbewegung ist, bei denen also der selbsttätige Vorschub keinen
durch eine bewegliche Kupplung von der Messerbewegung getrennten Antrieb besitzt,
ist es für verschiedene Arbeiten eine unangenehm empfundene Tatsache, daß infolge
der Abhängigkeit der Vorschubbewegung von der Messerbewegung nur reichlich die halbe
Einsatzhöhe der Schneidemaschine ausgenutzt werden kann, oder anders ausgedrückt,
daß bei einer bestimmten Einsatzhöhe die Messerbewegung beinah doppelt so groß ist
als die Einsatzhöhe, damit der Vorschub während der oberen Aufundniederbewegungshälfte
des Messers stattfinden kann, wobei der Stapel vom Messer frei ist, während die
untere Aufundniederbewegungshälfte des Messers, also die Schnittperiode, in die
Leerrücklaufzeit der Vorschubkurbel fällt. Um nun bei Schneidemaschinen mit selbsttätigem
Vorschub die Messerbewegung nur um ein geringes größer halten zu können als die
Einsatzhöhe, hat man den Antrieb des Messers von dem des selbsttätigen Vorschubes
getrennt, so daß man in der Lage ist, jede dieser beiden Bewegungen durch je eine
beliebig ein- und ausschaltbare bewegliche Kupplung auszuschalten oder für sich
allein in Gang zu setzen. Diese Unabhängigkeit dieser beiden Bewegungen voneinander
hat jedoch den Nachteil, daß, da jede dieser beiden Bewegungen je einen gesonderten
Antrieb besitzt, der von dem dauernd sich drehenden Schwungrade abgeleitet werden
muß, auch jede dieser beiden Bewegungen ein gesondertes Rädervorgelege für sich
benötigt, was die Maschine unnötig verteuert, und daß bei jeder Schnittperiode entweder
die eine oder die andere der beiden Kupplungen oder beide wechselseitig ein- und
ausgerückt werden müssen, was jedesmal für die Kupplung ein Anlaufmoment erforderlich
macht und zu einem vorzeitigen Verschleiß der Kupplungen und zu Ungenauigkeiten
führt. Außerdem sind jedesmal die Gestänge zu bewegen, welche die Kupplungen ein-
und ausrücken.
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Die bisher bekamiten Schneidemaschinen mit automatischem Vorschub
des Sattels, bei welchen die volle Einsatzhöhe ausgenutzt werden kann, arbeiten
alle mit getrenntem Antrieb für Messer- und Sattelbewegung. Hierbei wird bei der
einen Art das Messer in Höchstlage stillgesetzt, und nach vollendetem Vorschub,
welcher während des Stillstandes des Messers erfolgt, muß die Maschine von Hand
wieder eingerückt werden, um den nächsten Schnitt ausführen zu können. Ein vollautomatisches
Arbeiten ist hierbei also nicht vorhanden. Bei der anderen Art von Schneidemaschinen
ist wohl ein vollautomatisches Arbeiten vorhanden, doch wird hierbei die Vorschubkurbel,
welche den Sattel automatisch absatzweise vorschiebt, nicht stillgesetzt, sondern
ist in ständiger Bewegung, und nur der Messerantrieb wird abwechselnd stillgesetzt.
Im Gegensatz hierzu wird bei der vorliegenden Erfindung sowohl der
:Messerantrieb
als auch der Sattelantrieb abwechselnd stillgesetzt, wobei die Maschine vollautomatisch
arbeitet.
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Bei den bekannten Schneidemaschinen, z. B. bei denen der selbsttätige
Vorschub erst durch eine bewegliche Kupplung eingerückt wird, nachdem das Messer
in seiner Höchstlage nach vollendetem Schnitt zum Stillstand gekommen ist, und bei
denen nach vollendetem Vorschub des Stapels und dem Leerrückgang der Vorschubkurbel
die Vorschubbewegung ausgerückt und die 1lesserbewegung durch eine Kupplung wieder
eingerückt werden muß, sind dauernd wechselseitig die beiden Kupplungen dieser beiden
getrennten Bewegungsarten zu betätigen. Außerdem verringert hierbei die Leerlaufzeit
des Rückganges der Vorschubkurbel, da dieselbe während des Messerstillstandes stattfindet,
die Leistungsfähigkeit der Maschine, da während dieser Zeit von der Maschine nur
Leerlaufarbeit geleistet wird.
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Bei den Maschinen hingegen, bei denen die Vorschubkurbel nach dem
Einrücken der Maschine dauernd in Bewegung ist und die Messerbewegung während des
Leerrückganges der Vorschubkurbel stattfindet, ist wohl die Leerrücklaufzeit der
Vorschubknrbel produktiv durch die dabei stattfindende Messerbewegung ausgenützt,
doch ist hierbei nach jeder Beendigung und vor jedem Wiederbeginn des Vorschubes
die Kupplung der getrennten Messerbewegung ein- bzw. auszurücken, damit das Messer
während der Vorschubbewegung des Stapels zum Stillstand kommt. Die Zwischenschaltung
dieser beweglichen Kupplung für die Messerbewegung hat aber außer der dauernden
Ein- und Ausrücknotwendigkeit noch den großen Nachteil, daß, sobald infolge Verschleißes
ein teilweises Rutschen der Kupplung während der ,Messerbewegung eintritt oder beim
Einschalten der Kupplung nicht eine sofortige Mitnahme des Messerantriebes erfolgt;
das Messer beim Beginn der neuen Vorschubbewegung noch nicht wieder seine Höchstlage
erreicht hat, so daß das Material bei Beginn der Vorschubbewegung noch eingepreßt
ist, was eine unvermeidliche Störung der Vorschubmechanismen zur Folge hat. Außerdem
ist bei dieser Ausführungsart die Geschwindigkeit der Messerbewegung insofern von
der Vorschubgeschwindigkeit abhängig, als der Messerhoch- und -niedergang im Bereiche
des Stapels in der Zeit beendet sein muß, in welcher der Leerrückgang der Vorschubkurbel
erfolgt, gleichgültig, ob diese Geschwindigkeit für das Schneiden des Materials
zu hoch ist. Es ist jedoch eine erwiesene Tatsache, daß man die Schnittgeschwindigkeit
nicht beliebig hoch wählen kann, sondern daß dieselbe, um einen sauberen, glatten
Schnitt zu erzielen, begrenzt ist. Richtet man sich aber nach der erforderlichen
Schnittgeschwindigkeit, dann muß auch die Vorschubgeschwindigkeit, die im allgemeinen
größer sein kann als die Schnittgeschwindigkeit, entsprechend herabgesetzt werden,
was einer Leistungsverminderung der Maschine gleichkommt.
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Alle diese unangenehmen Begleiterscheinungen der bisher bekannten
Schneidemaschinen beseitigt die im nachstehenden beschriebene und dargestellte Erfindung
dadurch, daß sie einesteils jedes Ein- und Ausschalten irgendwelcher beweglichen
Kupplungen während des Arbeitens der Maschine vermeidet, da hierbei der Antrieb
des Messers einerseits und des selbsttätigen Vorschubes andererseits vollkommen
abhängig voneinander sind, da sie mit einem nach Einrücken der Maschine sich ständig
in Umdrehung befindlichen Zahnrad der Hauptwelle der Maschine in ständiger zwangsläufiger
Verbindung stehen, und daß anderenteils die Vorschub- und Schnittgeschwindigkeiten
den praktisch erprobten Erfordernissen entsprechend gewählt werden können, ohne
daß hierbei irgendwelche unproduktive Leerlaufarbeiten die Leistungsfähigkeit der
Maschine herabmindern. Einen weiteren wertvollen wirtschaftlichen Vorteil bietet
noch die Einfachheit und Betriebssicherheit dieser Konstruktion.
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Die Abbildungen stellen die Antriebsmechanismen der Messer- und Vorschubbewegungen
einer derartigen Schneidemaschine dar, wobei alle die Teile der Schneidemaschine
fortgelassen ,wurden, die nicht zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind.
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Es zeigen Abb. i einen Aufriß, Abb. 2 einen Grundriß, Abb. 3 ein Arbeitsdiagramm
der Maschine. Das ständig in Umdrehung befindliche Schwungrad i ist durch die Maschinenkupplung
3 mit der Antriebswelle :z kuppelbar. Nach Einrücken dieser Kupplung 3, also nach
Ingangsetzung der Maschine, wird die Umdrehung des Schwungrades i über die Antriebswelle
2 und die Schnecke 4 auf das Schneckenrad 5 übertragen, welches fest mit der Hauptwelle
6 der Maschine verbunden ist. Mit dieser Welle 6 sind auch die beiden Zahnräder
7 und 8 fest verbunden, so daß diese sich nach Einrücken der Maschine in ständiger
Umdrehung befinden. In das Zahnrad 7 greift das Kurbelrad 9 für den Messerantrieb
und in das Zahnrad 8 das Kurbelrad io für den selbsttätigen Vorschub ein. Die Kurbelbewegung
des Kurbelrades 9 wird durch die Zugstange ii über die Winkelhebel i2 und 13, welche
durch die Zugstange 14 miteinander verbunden sind, und die Messerzugstangen 15 und
16 auf das Messer 17 übertragen, so daß dasselbe bei einer Umdrehung des Kurbelrades
9 eine auf und nieder gehende Bewegung ausführt. Das Kurbelrad io setzt durch die
Zugstange 18 den Hebel ig in eine hin und her gehende Schwingbewegung,
welche
über die Kegelräder 2o und 21 und die `Fellen 22 und 23 auf die Kurbelschwinge 24
übertragen wird, so daß dieselbe eine i8o° betragende hin und her gehende Schwingbewegung
ausführt. Die Kurbelschwinge 24 trägt einen verstellbaren Zapfen 25, an welchem
die Zahnstange 26 angreift, die mit ihren Zähnen in Eingriff mit dem Zahnkranz 27
steht, der seinerseits wieder durch ein Freilaufgetriebe 28 irgendwelcher Art mit
der Bandscheibe 29 kuppelbar ist. Hierdurch wird die hin und her gehende Bewegung
der Zahnstange 26 auf die Bandscheibe :g und von dieser durch ein Stahlband, welches
einerseits mit der Bandscheibe und andererseits mit dem Sattel der Schneidemaschine
verbunden ist, dergestalt übertragen, daß beim Vorschwingen der Zahnstange die Bandscheibe
infolge Kupplung des Freilaufgetriebes gedreht und der Sattel und somit der dagegen
anliegende Stapel um ein bestimmtes Maß vorgeschoben wird, während beim Zurückschwingen
der Zahnstange infolge des Freilaufgetriebes keine Mitnahme der Bandscheibe stattfindet.
Durch Verstellen des Zapfens 25 auf der Kurbelschwinge 24 ist die Vorschubgröße
bis auf Null einstellbar. Um die Vorschubbewegung trotz Umdrehung des Kurbelrades
io ausschalten zu können, wenn die Maschine ohne selbsttätigen Vorschub arbeiten
soll, ist die Welle 22 mit dem lose auf ihr sitzenden Schwinghebel ig durch eine
Stiftkupplung 30 in bekannter `''eise kuppelbar. Die beiden Kurbelräder cl
und io sind an einem Teil ihres Zahnkranzumfanges in bekannter `'eise von Zähnen
befreit, so daß sie, wenn dieser Teil des Zahnkranzes bei ihrer Umdrehung in Eingriff
mit den Zähnen der Zahnräder 7 und 8 kommt, außer Zahneingriff kommen und von den
Zahnrädern 7 und 8 nicht mehr mitgenommen werden. Diese beiden Ruhestellungen entsprechen
den äußeren Totpunktlagen der Kurbelzapfen. Die Arretierung der Kurbelräder g und
io in diesen Stellungen erfolgt durch die konzentrischen glatten Laufbahnen
31 und 32 der Zahnräder 7 und S und die beiden Laufrollenpaare 33 und 34
der Kurbelräder g und io.
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Die Arbeitsweise der Maschine ist nun die folgende: Bei der ständigen
Umdrehung der Zahnräder 7 und 8 stößt die Einführnase 35 des Zahnrades 8 gegen eine
Rolle 34 des Kurbelrades io und führt so dasselbe in Eingriff mit dem Zahnrad 8,
so daß es in Umdrehung versetzt wird. Während der ersten halben Umdrehung des Kurbelrades
io erfolgt der Vorschub des Stapels. Zu Beginn der zweiten halben Umdrehung des
Kurbelrades io, also zu Beginn des Leerrücklaufes der Vorschubkurbel, stößt die
Einführnase 36 des Zahnrades? gegen eine Rolle 33 des Kurbelrades g und führt dasselbe
dadurch in Eingriff mit dem Zahnrad 7, so daß nunmehr auch das Kurbelrad g durch
die Umdrehung des Zahnrades 7 in Umdrehung versetzt ,v>ird und das Messer 17 bewegt,
also das Messer einen Schnitt ausführen läßt. Nach einer vollen Umdrehung des Kurbelrades
g bringt die Ausführnase 37 des Zahnrades 7 das Kurbelrad o zum Stillstand, wobei
es durch die Laufbahn 3i und die Laufrollen 33 arretiert wird, und zwar so lange,
bis das Kurbelrad io eine volle Umdrehung ausgeführt hat und durch die Ausführnase
38 des Zahnrades 8 zum Stillstand gebracht und durch die Laufbahn 32 und die Laufrollen
34 arretiert wird. In diesem Augenblick führt die Einführnase 35 das Kurbelrad io
wieder in Eingriff, so daß nach beendetem Schnitt wieder ein neuer Vorschub beginnt.
Durch die Verwendung dieser an und für sich bekannten Maschinenelemente ist es möglich,
die beiden Kurbelräder g und io trotz ständiger zwangläufiger Verbindung mit den
ständig sich drehenden Zahnrädern 7 und 8 der Hauptwelle 6 unter Vermeidung irgendeiner
beweglichen Kupplung beliebig wechselseitig in Umdrehung zu versetzen oder zum Stillstand
zu bringen und die Zeiten ihrer Bewegungen und ihres Stillstandes je nach der `Fahl
des Übersetzungsverhältnisses der beiden Kurbelräder g und io zu den beiden Zahnrädern
7 und 8 beliebig festzulegen.
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In Abb. 3 sind die Bewegungsverhältnisse des Messers und des Sattels
graphisch dargestellt, und zwar bezogen auf eine Umdrehung der Hauptwelle 6 als
Abszisse.