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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Längsschneiden
bzw. Schlitzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 zum Schneiden eines Wellpappeblatts, das kontinuierlich
entlang einer Zufuhrlinie zugeführt
ist, mit scheibenförmigen
Schlitz- bzw. Schneidklingen, und genauer eine Vorrichtung zum Längsschneiden,
die eine Kompensationsvorrichtung zum Kompensieren der Tiefe eines
Eingriffs zwischen den scheibenförmigen
Schneidklingen und Schlitz- bzw. Schneidkissen beinhaltet, basierend
auf den Radien oder Durchmessern der scheibenförmigen Schneidklingen, die durch
Meßmittel
gemessen werden.
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WO
81/13733A offenbart ein Beispiel einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Im
Prozeß zum
Herstellen einer Wellpappeschachtel wird ein kontinuierliches Wellpappeblatt, beispielsweise
ein einlagiges Wellpappeblatt, ein zweilagiges Wellpappeblatt oder
ein Doppelwand-Wellpappeblatt entlang einer Zufuhrlinie zugeführt, während welcher
Zeit es durch eine Schlitz-Kerb- bzw.
-Falzvorrichtung entlang der Zufuhrlinie geschnitten wird und mit
gefalteten Linien darauf, wenn gewünscht, ausgebildet wird, worauf
es zu der Wellpappeschachtel zusammengebaut wird.
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In
einer derartigen be- bzw. verarbeiteten Maschine beinhaltet die
Schlitz- bzw. Schneid-Kerb- bzw. -Falzmaschine eine Mehrzahl von
Schneid- bzw. Schlitzköpfen
zum Schneiden des Wellpappeblatts entlang der Zufuhrlinie des Wellpappeblatts
an gewünschten
Stellen in der Breitenrichtung des Wellpappeblatts. Die Maschine
beinhaltet auch eine Mehrzahl von Kerb- bzw. Falzköpfen, um
gefaltete Linien auf dem Wellpappeblatt an gewünschten Stellen in der Breitenrichtung
des Wellpappeblatts auszubilden. Die Schlitzmaschinenköpfe und
die Kerb- bzw. Falzmaschinenköpfe
sind bewegbar in der Breitenrichtung des Wellpappeblatts abgestützt bzw.
getragen.
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Jede
der Schlitzmaschinen umfaßt
eine scheibenförmige
Schlitz- bzw. Schneidklinge und ein Schlitz- bzw. Schneidkissen,
die in einer einander gegenüberliegenden
Beziehung angeordnet sind, rotierende Antriebsmittel zum Rotieren
jeweils der scheibenförmigen
Schneidklinge und des Schlitz- bzw. Schneidkissens,
eine Positioniervorrichtung zum Bewegen der scheibenförmigen Schneidklinge
in der Breitenrichtung des Wellpappeblatts, und eine pneumatisch
geregelte bzw. gesteuerte Belastungs/Entlastungsvorrichtung zum
Bewegen der scheibenförmigen
Schneidklinge in den vertikalen belasteten und/oder entlasteten
Positionen relativ zu dem Wellpappeblatt in einer derartigen Weise,
daß die
belastete Position eine Position ist, bei welcher die scheibenförmige Schneidklinge
das Wellpappeblatt schneidet, und die entlastete Position eine Position ist,
bei welcher die scheibenförmige
Schneidklinge von der Oberfläche
des Wellpappeblatts beabstandet ist, um es nicht zu schneiden. Die
Funktion der Kerb- bzw. Falzmaschinen ist grundsätzlich die gleiche wie jene
der Schlitzmaschinen, außer
daß die
Letztere zum Schneiden des Wellpappeblatts an gewünschten Stellen
in der Breite des Wellpappeblatts entlang der Zufuhrlinie davon
verwendet wird, während
die Erstere die gefalteten Linien an dem Wellpappeblatt an gewünschten
Stellen in der Breite des Wellpappeblatts entlang der Zufuhrlinie
davon ausbildet.
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Gemäß der Schlitz-Kerb-
bzw. -Falzmaschine des Standes der Technik kann das Wellpappeblatt an
gewünschten
Stellen in der Breitenrichtung des Wellpappeblatts entlang der Zufuhrlinie
davon geschnitten werden, indem die Schneidklingen über pneumatisch
angetriebene Zylinder von einer halb fixierten entlasteten Position
der Schneidklingen zu einer halb fixierten belasteten Position davon
bewegt werden, wobei beide Positionen durch einige Einstellmittel,
wie beispielsweise Bolzen bzw. Schrauben und Muttern eingestellt
sind bzw. werden. Jedoch werden die Umfangsschneidkanten bzw. -ränder der
scheibenförmigen
Schneidklingen, die während
der Schneidtätigkeit
des Wellpappeblatts rotiert bzw. gedreht werden, insbesondere nach
einer länger
dauernden Verwendung der scheibenförmigen Schlitz- bzw. Schneidklingen,
allmählich
stumpf, was typischerweise eine schlechtere Schneidqualität verursacht,
d.h. nicht sehr scharfe Schneidkanten werden an dem Wellpappeblatt
ausgebildet, das geschnitten wird. Deshalb müssen die Umfangsschneidkanten
der scheibenförmigen
Schneidklingen periodisch durch Schleifmittel dafür geschliffen
werden, um die Umfangsschneidkanten der scheibenförmigen Schneidklingen
zu erneuern oder zu schärfen, um
die Schneidqualität
davon zu verbessern. Nach einer großen Anzahl derartiger Schleifvorgänge der scheibenförmigen Schneidklingen
werden die Radien und/oder Durchmesser der scheibenförmigen Schneidklingen
kleiner aufgrund der Abnutzung der Umfangsschneidkanten davon, woraus
resultierend die Tiefe eines Eingriffs zwischen den scheibenförmigen Schneidklingen
und den Schlitz- bzw. Schneidkissen flach wird. Dies verursacht
bzw. bewirkt, daß die
Schneidfähigkeit
der Schlitzmaschinen verringert wird und somit werden die Schneidkanten
bzw. -ränder,
die an dem Wellpappeblatt durch die scheibenförmigen Schneidklingen ausgebildet
sind, grob und rauh, und noch schlechter, die Tätigkeit zum Schneiden des Wellpappeblatts
kann unmöglich
durchzuführen
werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Längsschneiden
bzw. Schlitzvorrichtung mit einer Kompensationsvorrichtung für die Schlitz-
bzw. Schneidklingen davon zur Verfügung zu stellen, um eine stabile
oder ordnungsgemäße Tätigkeit
zum Schneiden des Wellpappeblatts bereitzustellen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Vorrichtung zum Längsschneiden bzw. Schlitzvorrichtung
bereitgestellt, die die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfassen die Meßmittel weiterhin: positionierende
bzw. Positioniersensoren zum Detektieren der vertikalen Position
von jeder der scheibenförmigen
Schlitz- bzw. Schneidklingen; einen optischen Sensor, der eine optische
Achse aufweist, die allgemein in einer parallelen Beziehung in bezug
auf die Oberfläche
des Wellpappeblatts angeordnet ist, wobei die optische Achse benachbart
den Umfangsschneidkanten bzw. -rändern
der scheibenförmigen
Schneidklingen angeordnet ist; und Berechnungsmittel zum Berechnen
des Radius von wenigstens einer der scheibenförmigen Schneidklingen, basierend
auf der vertikalen Position der scheibenförmigen Schneidklinge, die durch
den Positioniersensor detektiert ist, wenn die Umfangsschneidkante
der scheibenförmigen
Schneidklinge die optische Achse des optischen Sensors unterbricht.
In einer anderen optionalen bzw. fakultativen Ausführungsform
der Erfindung sind bzw. werden die scheibenförmigen Schneidklingen vertikal
unabhängig
durch die entsprechenden Hebe- bzw. Anhebemittel angetrieben, um
ein präzises
bzw. genaues Positionieren der scheibenförmigen Schneidklingen an gewünschten Stellen
zu ermöglichen,
wo die scheibenförmigen Schneidklingen
arbeiten bzw. wirksam sind. In einer weiteren optionalen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden bzw. sind die Schleifmittel in einer
derartigen Weise gesteuert bzw. geregelt, daß die entsprechenden Dauern
des Betriebs bzw. Vorgangs für
ein Schleifen der Schleifmittel für jede der scheibenförmigen Schneidklingen
basierend auf den entsprechenden Radien der scheibenförmigen Schneidklingen
gesteuert bzw. geregelt sind, die durch die Meßmittel gemessen sind bzw.
werden.
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In
einer anderen optionalen Ausführungsform
der Erfindung sind bzw. werden die Radien der scheibenförmigen Schneidklingen
basierend auf den Positionen der Schleifmittel gemessen, wenn die Schleifmittel
die Tätigkeit
zum Schleifen der scheibenförmigen
Schneidklingen beenden. Eine andere optionale Ausführungsform
der Erfindung umfaßt weiterhin
Vorhersagemittel, um die entsprechenden erwarteten Lebensdauern
für die
scheibenförmigen Schneidklingen
basierend auf den Radien der scheibenförmigen Schneidklingen, die
durch die Meßmittel gemessen
sind, und der gegenwärtigen
gesamten Schneid- oder Arbeitsdauer der scheibenförmigen Schneidklingen
vorherzusagen, seit diese neu waren, wobei die Vorhersagemittel
die entsprechenden erwarteten Lebensdauern für die scheibenförmigen Schneidklingen
durch ein Berücksichtigen
von Probendaten vorhersagen, die von der Leistungskurve extrahiert
sind bzw. werden, die historische Beziehungen zwischen den Radien
der scheibenförmigen Schneidklingen
und der Schneid- oder Arbeitsdauer derselben zeigt. Eine andere
optionale Ausführungsform
der Erfindung umfaßt
weiterhin Anzeigemittel, um die Radien der scheibenförmigen Schneidklingen anzuzeigen,
die durch die Meßmittel
gemessen sind.
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung und um klarer zu zeigen, wie dieselbe
ausgeführt
bzw. verwirklicht werden kann, wird nun anhand eines Beispiels auf
die begleitenden Zeichnungen bezug genommen, in welchen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Wellpappebe- bzw. -verarbeitungsmaschine illustriert
bzw. darstellt, die eine Vorrichtung zum Längsschneiden bzw. eine Schlitzvorrichtung
mit einer Kompensationsvorrichtung für Schlitz- bzw. Schneidklingen in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung beinhaltet;
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2 eine
Vorderansicht einer Vorrichtung zum Längsschneiden in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert;
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3 eine
vergrößerte schematische
Seitenansicht eines Abschnitts des Längsschneid- bzw. Schlitzmaschinenkopfs
einer Vorrichtung zum Längsschneiden
in Übereinstimmung
mit der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert;
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4 ein
Blockdiagramm von regelnden bzw. steuernden Elementen zum Regeln
bzw. Steuern der Vorrichtung zum Längsschneiden in Übereinstimmung
mit der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert;
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5 ein
Flußdiagramm
illustriert, das die Tätigkeiten
bzw. Vorgänge
der Meßmittel
der Vorrichtung zum Längsschneiden
in Übereinstimmung
mit der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 eine
Vorderansicht einer Vorrichtung zum Längsschneiden in Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert;
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7 eine
schematische Ansicht von Schleifmitteln einer Vorrichtung zum Längsschneiden in Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert;
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8 eine
schematische Zeichnung illustriert, die die Beziehung zwischen der
scheibenförmigen
Schneidklinge und dem Schlitz- bzw. Schneidkissen, wenn sie in Eingriff
miteinander sind, in Übereinstimmung
mit der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 eine
vergrößerte Querschnittsansicht illustriert,
die die Beziehung zwischen der scheibenförmigen Schneidklinge und dem
Schlitz- bzw. Schneidkissen, wenn sie miteinander in Eingriff sind, in Übereinstimmung
mit der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 eine
vergrößerte Querschnittsansicht illustriert,
die die Beziehung zwischen der scheibenförmigen Schneidklinge und dem
Schlitz- bzw. Schneidkissen, wenn sie miteinander in Eingriff sind, in Übereinstimmung
mit einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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11 einen
Graph illustriert, der die historische Beziehung zwischen einer
Schneid- oder Arbeitsdauer der scheibenförmigen Schneidklinge und ihrem
Durchmesser zeigt.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Wie
in 1 gesehen werden kann, beinhaltet diese Wellpappebe-
bzw. -verarbeitungsmaschine eine Zufuhrlinie, entlang welcher ein
kontinuierliches Wellpappeblatt 1 zugeführt wird. Eine Schlitz-Kerb- bzw.
-Falzvorrichtung 2 und eine Schneidvorrichtung 4 sind
entlang der Zufuhrlinie des Wellpappeblatts 1 angeordnet.
Auch sind Förderer 6 und 8 entlang
der Zufuhrlinie in einer derartigen Weise angeordnet, daß der Förderer 6 stromaufwärts der
Schneidvorrichtung 4 angeordnet ist, während der Förderer 8 stromabwärts der
Schneidvorrichtung 4 angeordnet ist.
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Die
Schlitz-Kerb- bzw. -Falzvorrichtung 2 umfaßt eine
Vorrichtung zum Längsschneiden
bzw. Schlitzvorrichtung 10 und eine Kerb- bzw. Falzvorrichtung 12,
wobei die Vorrichtung zum Längsschneiden 10 das
Wellpappeblatt 1 entlang der Zufuhrlinie davon schneidet,
wie dies in weiterem Detail unten beschrieben wird, während die
Kerb- bzw. Falzvorrichtung 12 gefaltete Linien an bzw.
auf dem Wellpappeblatt 1 ausbildet. Die Schneidvorrichtung 4,
welche im Stand der Technik gut bekannt ist, schneidet das Wellpappeblatt 1 in
seiner Breitenrichtung.
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Wie
in 2 gesehen werden kann, umfaßt die Vorrichtung zum Längsschneiden 10 eine
Mehrzahl von Sätzen
von Schneid- bzw.
Schlitzmaschinenköpfen,
d.h. in der gezeigten Ausführungsform gibt
es fünf
Sätze von
Schlitz- bzw. Schlitzmaschinenköpfen,
die jeweils aus oberen Schlitzköpfen 14–18 und
unteren Schlitzköpfen 20–24 bestehen. Jeder
der oberen Schlitzköpfe 14–18 ist
an einem oberen Träger-
bzw. Auslegerglied 26 in einer derartigen Weise abgestützt, daß sie sich
in der Breitenrichtung des Wellpappeblatts 1 unabhängig voneinander
bewegen können.
Auf ähnliche
Weise ist jeder der unteren Schlitzköpfe 20–24 an
einem unteren Träger-
bzw. Auslegerglied 28 in einer derartigen Weise abgestützt, daß sie sich
in der Breitenrichtung des Wellpappeblatts 1 unabhängig voneinander
bewegen können.
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Da
die Konstruktionen aller der unteren Schneid- bzw. Schlitzköpfe 20–24 die
gleichen sind, wird die Konstruktion nur eines unteren Schlitzmaschinenkopfs 20 nun
im Detail unten unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
Der untere Schlitzkopf 20 beinhaltet eine sich bewegende
Basis 30, die an dem unteren Träger- bzw. Balkenglied 28 abgestützt ist.
Wenn ein Servomotor 32 rotierend angetrieben wird, bewegt
sich die bewegliche bzw. sich bewegende Basis 30 zusammen
mit dem unteren Trägerglied 28 über einen
Antriebsmechanismus 34, der beispielsweise aus einem Gewindeschaft
und einer Mutter besteht.
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Die
sich bewegende Basis 30 beinhaltet eine anhebende bzw.
Hebevorrichtung 31, welche ein Hebeglied 36 beinhaltet,
das bewegbar in bezug auf das Wellpappeblatt 1 in der vertikalen
Richtung abgestützt
ist. Wenn ein Servomotor 38, der an der sich bewegenden
Basis 30 montiert bzw. angeordnet ist, rotierend angetrieben
wird, wird das anhebende bzw. Hebeglied 36 präzise bzw.
genau an einer gewünschten
Höhe in
der vertikalen Richtung über
die Hebevorrichtung 31 positioniert, die aus einem Gewindeschaft
und einer Mutter besteht. Die dünne
scheibenförmige
Schlitz- bzw. Schneidklinge 40 ist am obersten Abschnitt
des Hebeglieds 36 angebracht bzw. festgelegt. Diese scheibenförmige Schneidklinge 40 wird
rotierend durch einen direkt antreibenden Motor 42 angetrieben,
oder kann in einer alternativen Ausführungsform rotierend über eine
Antriebswelle (nicht gezeigt) angetrieben werden, welche durch einen Motor
angetrieben wird. Der obere Schlitzkopf 14 beinhaltet auch
ein Schlitz- bzw.
Schneidkissen 44, das über
der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 in einer derartigen Weise angeordnet ist,
daß das
Wellpappeblatt 1 dazwischen angeordnet ist. Genauer stehen die
scheibenförmige
Schneidklinge 40 und das Schneidkissen 44 miteinander
in Eingriff, d.h. die Umfangsschneidkante der scheibenförmigen Schneidklinge 40 tritt
in die Oberfläche
des Schneidkissens 44 um eine Tiefe eines Eingriffs ein,
welche in dem Bereich von 0,1 mm bis 1,5 mm, bevorzugter 0,8 mm
ist, wobei die Tiefe abhängig
von verschiedenen Faktoren ausgewählt ist, wie beispielsweise
der Dicke der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 und/oder der Konstruktion oder dem Material
des Schneidkissens 44, usw. Wenn diese Tiefe eines Eingriffs
richtig bzw. ordnungsgemäß und genau
ausgewählt
ist, beispielsweise bei 0,8 mm, wird eine optimierte oder richtige
Schneidtätigkeit
für ein
oder eine beste Bedingung zum Schneiden des Wellpappeblatts 1 durch
die scheibenförmige
Schneidklinge 40 und das Schneidkissen 44 bereitgestellt.
Die Konstruktionen der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 und des Schneidkissens 44 werden
unten in größerem Detail
unter Bezugnahme auf 8 bis 10 erklärt.
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Die
scheibenförmige
Schneidklinge 40 umfaßt
eine Schleifvorrichtung 46, die einen Schleifstein 48 beinhaltet,
zum Schleifen der Umfangsschneidkante der scheibenförmigen Schneidklinge 40,
indem der Schleifstein 48 gegen die scheibenförmige Schneidklinge 40 während der
Rotationsbewegung der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 zum Schneiden des Wellpappeblatts 1 gepreßt bzw.
gedrückt wird.
Offensichtlich bzw. selbstverständlich
kann die Schleifvorrichtung 46 zum Schleifen der Umfangsschneidkante
der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 verwendet werden, selbst wenn die scheibenförmige Schneidklinge 40 nicht
das Wellpappeblatt 1 schneidet, solange die scheibenförmige Schneidklinge 40 gedreht
wird.
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Es
wird nun auf 4 bezug genommen, welche ein
Blockdiagramm von regelnden bzw. steuernden Elementen zum Regeln
bzw. Steuern der oben beschriebenen Vorrichtung zum Längsschneiden
illustriert. Wie in der Zeichnung gesehen werden kann, ist ein positionierender
bzw. Positioniersensor 50 zum Detektieren der vertikalen
Position des Hebeglieds 36 der oben in bezug auf 3 beschriebenen Hebevorrichtung 31 bereitgestellt.
Der Positioniersensor 50 ist mit einer die Köpfe regelnden
bzw. steuernden Vorrichtung 52 verbunden. Die Servomotoren 32 und 38 sind
auch mit der die Köpfe
regelnden bzw. steuernden Vorrichtung 52 verbunden. In
einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
Positions-Feedback- bzw. -Rückkopplungsmittel,
die im Servomotor 38 enthalten sind, anstelle des Positioniersensors 50 verwendet
werden, wodurch der unabhängige
Positioniersensor 50 weggelassen werden kann. Die die Köpfe regelnde
bzw. steuernde Vorrichtung 52 detektiert die vertikale
Position des Hebeglieds 36 über den Positioniersensor 50 und
regelt bzw. steuert den Servomotor 38 zum Positionieren
des Hebeglieds 36 an einer gewünschten vertikalen Höhe in Übereinstimmung
mit der Befehlsspezifikation für
den Schneidprozeß,
der durchzuführen
ist. Die die Köpfe
regelnde bzw. steuernde Vorrichtung 52 regelt bzw. steuert
auch den Servomotor 32 zum Positionieren des unteren Schneidkopfs 20 in
der Breitenrichtung des Wellpappeblatts 1 in Übereinstimmung
mit der Befehlsspezifikation für den
Schneidprozeß.
Die anderen unteren Schneidköpfe 21–24 werden
auf die gleiche Weise geregelt bzw. gesteuert wie jene des unteren
Schneidkopfs 20, um Tätigkeiten
bzw. Vorgänge
zum Schneiden des Wellpappeblatts 1 in Übereinstimmung mit der Befehlsspezifikation
für den
Schneidprozeß bereitzustellen.
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Außerdem beinhaltet
die Vorrichtung zum Längsschneiden 10 einen
optischen Sensor 58, der aus einem Laserstrahltransmitter
bzw. -sender 54 und einem Laserstrahlempfänger 56 besteht,
und die optische Achse 60, die dazwischen ausgebildet ist, ist,
wie in 3 gezeigt, unter dem Rotationszentrum der scheibenförmigen Schneidklinge 40 in
paralleler Beziehung in bezug auf die Rotationsachse der scheibenförmigen Schneidklinge 40 in
einer derartigen Weise angeordnet, daß der optische Strahl entlang
der optischen Achse 60 durch die Umfangsschneidkante der
scheibenförmigen
Schneidklinge 40 unterbrochen wird, wenn die scheibenförmige Schneidklinge 40 tiefer
bewegt wird. Jeder der Radien der scheibenförmigen Schneidklingen 40 der
unteren Schneidköpfe 20–24 wird
jeweils durch einen Abstand zwischen der optischen Achse 60 und
dem Rotationszentrum der scheibenförmigen Schneidklinge 40 in
dem Moment bestimmt, wenn die optische Achse 60 durch die
scheibenförmige
Schneidklinge 40 unterbrochen wird, was auftritt, wenn
die scheibenförmige
Schneidklinge 40 nach unten in Richtung zu ihrer Ruheposition
bewegt wird. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann eine optische Achse 60a, wie in 3 gezeigt, in
einem Raum angeordnet sein, der zwischen dem Wellpappeblatt 1 und
der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 ausgebildet ist, um einen Winkel theta
in bezug auf die vertikale Achse auszubilden, was ermöglicht,
daß der
Radius der scheibenförmigen Schneidklinge 40 während der
Tätigkeit
zum Schneiden des Wellpappeblatts 1 durch die scheibenförmige Schneidklinge 40 gemessen
wird. In dieser alternativen Ausführungsform ist der vertikale
Abstand zwischen der optischen Achse 60a und dem Rotations zentrum
der scheibenförmigen
Schneidklinge 40, wenn die optische Achse 60a durch
die scheibenförmige
Schneidklinge 40 unterbrochen wird, gleich dem Wert, der
aus dem Multiplizieren eines Cosinus theta mit dem tatsächlichen
Radius der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 resultiert.
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Der
optische Sensor 58 erzeugt ein Ein/Aus-Signal, das angibt,
ob die optische Achse 60 unterbrochen ist oder nicht, wobei
das Signal an eine Meßvorrichtung 62 zur
Verfügung
gestellt wird. Die Meßvorrichtung 62 empfängt auch
ein Signal, das die gegenwärtige
vertikale Position der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 angibt, von der die die Köpfe regelnden
bzw. steuernden Vorrichtung 52. Die Ausgabesignale von
der Meßvorrichtung 62,
die den gemessenen Radius jeder der scheibenförmigen Schneidklingen 40 angeben,
werden jeweils an eine automatische Kompensationsvorrichtung 64,
eine ein Schleifen regelnde bzw. steuernde Vorrichtung 66, eine
Vorhersagevorrichtung 68 über die erwartete Lebensdauer
und an eine eine Anzeige regelnde bzw. steuernde Vorrichtung 70 bereitgestellt.
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Es
wird nun auf 5 bezug genommen, welche ein
Flußdiagramm
illustriert, das die Tätigkeiten
zum Messen des Radius der scheibenförmigen Schneidklinge in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung zeigt. Die ein Schleifen regelnde
bzw. steuernde Vorrichtung 66 der Vorrichtung zum Längsschneiden 10 empfängt ein
Signal von einer eine Schneid- oder Arbeitsdauer bzw. -länge detektierenden
Vorrichtung 67, die in der Zufuhrlinie des Wellpappeblatts 1 angeordnet
ist, wobei das Signal die Dauer bzw. Länge des Wellpappeblatts 1 angibt, das
be- bzw. verarbeitet wird. Die das Schleifen regelnde bzw. steuernde
Vorrichtung 66 berechnet kumulativ die gegenwärtigen gesamten
Schneid- oder Arbeitslängen des
Wellpappeblatts 1, das unter Verwendung der jeweiligen
scheibenförmigen
Schneidklingen 40–44 der
jeweiligen unteren Schneidköpfe 20–24 geschnitten
wird. Wenn eine der gegenwärtigen
gesamten Schneid- oder Arbeitslängen,
die einer der scheibenförmigen
Schneidklingen 40 entspricht, einen vorbestimmten Wert
erreicht, führt
die das Schleifen regelnde bzw. steuernde Vorrichtung 66 eine
Schleiftätigkeit
bzw. einen Schleifvorgang für
die jeweilige scheibenförmige
Schneidklinge 40 durch ein Antreiben der Schleifvorrichtung 46 aus,
so daß die
Schleiftätigkeit
für jede
der scheibenförmigen Schneidklingen 40 periodisch
bereitgestellt ist. Nachdem die Schleiftätigkeit beendet worden ist,
speichert die das Schleifen regelnde bzw. steuernde Vorrichtung 66 in
ihrem Speicher die Information, daß der Radius der jeweiligen
scheibenförmigen
Schneidklinge 40 zu messen ist, um zu entscheiden, ob diese scheibenförmige Schneidklinge 40 einen
Radius aufweist, der groß genug
ist, um eine richtige Schneidtätigkeit
bereitzustellen, wobei die Messung erhalten wird, wenn diese scheibenförmige Schneidklinge 40 nach
unten in Richtung zu ihrer Ruheposition bewegt wird.
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Genauer
startet dieser Meßprozeß von Schritt
S1, wie in 5 gezeigt, in welchem der Laserstrahlempfänger 56 versucht,
den Laserstrahl zu detektieren, der vom Laserstrahlsender 54 emittiert wird
und entlang der optischen Achse 60 durchtritt. Wenn der
Laserstrahl durch den Laserstrahlempfänger 56 detektiert
wird, wird im nächsten
Schritt S2 der Servomotor 38 auf eine derartige Weise angetrieben, daß die scheibenförmige Schneidklinge 40 nach
unten mit dem Hebeglied 36 bei einer relativ hohen Geschwindigkeit
bewegt wird. Andererseits bedeutet, d.h., wenn der Laserstrahl nicht
durch den Laserstrahlempfänger 56 detektiert
wird, dies, daß der
optische Sensor 58, der den Laserstrahlsender 54 und den
Laserstrahlempfänger 56 beinhaltet,
ein gewisses Problem aufweist, und deshalb geht der Prozeß zu Schritt
S15, in welchem ein abnormaler Fehler gehandhabt wird, indem beispielsweise
eine Fehlermitteilung an die Bedienungsperson angezeigt wird.
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In
Schritt S3 wird das Hebeglied 36 kontinuierlich nach unten
bewegt, bis es eine vorbestimmte Position erreicht, die beispielsweise
2 mm über
einer Position angeordnet ist, wo erwartet wird, daß die optische
Achse 60 durch die Umfangsschneidkante der scheibenförmigen Schneidklinge 40 unterbrochen wird.
Eine derartige vorbestimmte Position wird basierend auf dem anfänglichen
Radius der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 und/oder des tatsächlichen Radius derselben gewählt, der
das letzte Mal gemessen wurde. Wenn das Hebeglied 36 die
vorbestimmte Position erreicht, die in bezug auf Schritt S3 erklärt wurde,
wird die Bewegungsgeschwindigkeit des Hebeglieds 36 von
hoch zu langsam in Schritt S4 umgeschaltet.
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In
Schritt S5 wird, ob die optische Achse 60 durch die scheibenförmige Schneidklinge 40 unterbrochen
ist oder nicht, durch das Signal von dem optischen Sensor 58 angegeben,
und wenn die Unterbrechung der optischen Achse 60 durch
die scheibenförmige
Schneidklinge 40 detektiert wird, wird im nächsten Schritt
S6 die gegenwärtige
vertikale Position D3 des Hebeglieds 36, die durch den
Positioniersensor 50 detektiert wird, in einem Speicher
gespeichert, der in der Meßvorrichtung 62 enthalten
ist.
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Selbst
nachdem die Unterbrechung der optischen Achse 60 durch
die scheibenförmige
Schneidklinge 40 detektiert ist, wird die scheibenförmige Schneidklinge 40 zusätzlich nach
unten um einen vorbestimmten Abstand, beispielsweise 2 mm unter die
Position bewegt, wo die Unterbrechung detektiert wurde (S7). Wenn
der Positioniersensor 50 detektiert, daß die scheibenförmige Schneidklinge 40 nach unten,
wie oben erklärt,
um einen vorbestimmten Abstand bewegt wurde, wird im nächsten Schritt
S8 die Bewegung der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 mit dem Hebeglied 36 von einer
Abwärtsrichtung
zu einer Aufwärtsrichtung
umgeschaltet, indem der Servomotor 38 so geregelt bzw.
gesteuert wird, daß sich das
scheibenförmige
Schneidglied 40 nach oben bei einer relativ niedrigen Geschwindigkeit
bewegt.
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In
Schritt S9 wird, ob die optische Achse 60, die einmal durch
die scheibenförmige
Schneidklinge 40 unterbrochen wurde, wiederum durch die
Aufwärtsbewegung
der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 ununterbrochen wird oder nicht, durch
das Signal vom optischen Sensor 58 angegeben bzw. angezeigt,
und wenn die optische Achse 60 ununterbrochen wird, wird
im nächsten
Schritt S10 die gegenwärtige
vertikale Position D4 des Hebeglieds 36, die durch den
Positioniersensor 50 detektiert wird, im Speicher gespeichert,
der in der Meßvorrichtung 62 enthalten
ist. In dieser Ausführungsform
wird die Positionsdetektion für
das Hebeglied 36 zwei Mal durchgeführt, d.h., wenn es sich nach
unten bewegt und wenn es sich nach oben bewegt, um die Genauigkeit der
Messungen zu verbessern. In einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Positionsdetektion für das Hebeglied 36 nur
einmal durchgeführt
werden, d.h., wenn die optische Achse 60 unterbrochen ist
bzw. wird oder wenn die optische Achse 60 ununterbrochen
wird.
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Diese
Schritte von S2 bis S10 werden wiederholt für jeden der Schneidköpfe 20–24 ausgeführt, und
wenn derartige Prozesse für
alle der Schneidköpfe 20–24 (S11)
beendet worden sind, wird Schritt S12 ausgeführt, in welchem durchschnittliche
bzw. Durchschnittswerte D5 = (D3 + D4)/2 für jeden der Schneidköpfe 20–24 berechnet
werden.
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Im
nächsten
Schritt S13 wird der gegenwärtige
Durchmesser D6 der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 durch eine Gleichung D6 = 260,0·(D0 – D5) × 2 für jede der
scheibenförmigen
Schneidklingen 40 berechnet, wobei 260,0 mm ein ursprünglicher
bzw. Anfangsdurchmesser der scheibenförmigen Schneidklinge 40 ist,
D0 Anfangspositionsdaten sind, die auf die gleiche Weise erhalten
werden, wie Daten D3 und/oder D4 erhalten sind bzw. werden, aber wenn
die scheibenförmige
Schneidklinge neu ist. Dieser Schritt S13 wird wiederholt für jeden
der Schneidköpfe 20–24 ausgeführt (S14).
Es ist offensichtlich, daß die
scheibenförmige
Schneidklinge 40, die einen Durchmesser verschieden von
260 mm aufweist, auf die gleiche Weise wie eine solche Klinge verwendet
werden kann, die einen Durchmesser von 260 mm aufweist, um den gegenwärtigen Durchmesser
der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 basierend auf der durch den Positioniersensor 50 detektierten
Position zu erhalten.
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Die
oben beschriebene Meßtätigkeit
wird bei vorbestimmten Zeitpunkten ausgeführt, wie beispielsweise, nachdem
die Tätigkeit
zum Schleifen der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 beendet ist, und/oder wenn die scheibenförmige Schneidklinge 40 zum
Schneiden für
eine vorbestimmte Schneid- oder Arbeitsdauer verwendet worden ist,
nachdem sie zuletzt geschliffen worden ist. Nach jeder derartigen
Meßtätigkeit
werden die Messungen D6 der scheibenförmigen Schneidklingen 40 und
die gegenwärtigen
gesamten Schneid- oder Arbeitsdauern derselben im Speicher gespeichert
und gleichzeitig an die automatische Kompensationsvorrichtung 64 gesandt.
Die automatische Kompensationsvorrichtung 64 erhält historische
Abnutzungs- bzw. Verschleißmerkmale
bzw. -eigenschaften der scheibenförmigen Schneidklinge 40,
die aus dem Anfangsdurchmesser D6 – 0, dem zuletzt gemessenen
Durchmesser D6 – (n – 1), und
dem gegenwärtigen
Durchmesser D6 – n bekannt
sind. Dieses historische Verschleißmerkmal wird für jede der
scheibenförmigen
Schneidklingen 40 der jeweiligen unteren Schneidköpfe 20–24 erhalten,
und jeweilige Tiefen einer Abnutzung α der scheibenförmigen Schneidklingen 40 werden
an die die Köpfe
regelnde bzw. steuernde Vorrichtung 52 gesandt.
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Die
die Köpfe
regelnde bzw. steuernde Vorrichtung 52 regelt bzw. steuert
den Servomotor 38 in einer derartigen Weise, daß das Hebeglied 36 an
einer Position Pn positioniert wird, in welcher Pn = P0 – α, wo P0 die
Ausgangs- bzw. Anfangsposition des Hebeglieds 36 ist, wenn
die scheibenförmige Schneidklinge 40 neu
ist, so daß die
Tiefe eines Eingriffs zwischen der Umfangsschneidkante der scheibenförmigen Schneidklinge 40 und
dem Schneidkissen 44 während
der Tätigkeit
bzw. Betätigung
zum Schneiden des Wellpappeblatts 1 auf eine gewünschte Tiefe,
wie beispielsweise 0,8 mm, eingestellt ist. Da jede der scheibenförmigen Schneidklingen 40 der
jeweiligen unteren Schneidköpfe 20–24 eine
inhärente
bzw. innewohnende Tiefe einer Abnutzung α aufweist, sind die jeweiligen
Positionen Pn der scheibenförmigen
Schneidklingen 40 voneinander verschieden.
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Die
das Schleifen regelnde bzw. steuernde Vorrichtung 66 berechnet
kumulativ bzw. summierend die gegenwärtigen ge samten Schneid- oder
Arbeitsdauern des Wellpappeblatts 1, das unter Verwendung
der jeweiligen scheibenförmigen
Schneidklingen 40 der jeweiligen unteren Schneidköpfe 20–24 geschnitten
wird, und wenn eine der gegenwärtigen
gesamten Schneid- oder Arbeitsdauern entsprechend einer der scheibenförmigen Schneidklingen 40 einen
vorbestimmten Wert erreicht, wobei der Wert darauf hindeutet, daß die Umfangsschneidkante
der scheibenförmigen
Schneidklinge 40 stumpf geworden ist, führt die das Schleifen regelnde
bzw. steuernde Vorrichtung 66 die Schleiftätigkeit
für die jeweiligen
scheibenförmigen
Schneidklingen 40 durch ein Antreiben der Schleifvorrichtung 46 aus. Die
Dauer zum Ausführen
dieser Schleiftätigkeit
ist länger
eingestellt, als dies ausreichend ist, um die Umfangsschneidkante
der scheibenförmigen Schneidklinge 40 zu
schärfen.
Genauer ist die Dauer für
die Schleiftätigkeit
bzw. den Schleifvorgang anfänglich
auf 5 Sekunden eingestellt, wobei die Dauer basierend auf dem Radius
der scheibenförmigen Schneidklinge 40,
der durch die Meßvorrichtung 62 gemessen
wird, beispielsweise in Übereinstimmung mit
einer numerischen Datenbank (Tabelle) variiert werden wird, die
in der das Schleifen regelnden bzw. steuernden Vorrichtung 66 enthalten
ist.
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Die
Vorhersagevorrichtung 68 für die erwartete Lebensdauer
nimmt die Durchmesser und die gegenwärtigen gesamten Schneid- oder
Arbeitsdauern der jeweiligen scheibenförmigen Schneidklingen 40 von
der Meßvorrichtung 62 auf,
wobei die Beziehung zwischen den Durchmessern und Längen bzw. Dauern
typischerweise in 11 gezeigt ist, und sagt die
jeweiligen erwarteten Lebensdauern für die scheibenförmigen Schneidklingen 40 voraus.
Wie in 11 gezeigt, wird eine Prototypgleichung
zum Zeichnen einer Kurve, die einzustellen ist, um mit der tatsächlichen
Merkmalskurve zusammen zupassen, indem Variable der Gleichung eingestellt
werden, an die Vorhersagevorrichtung 68 über die
erwartete Lebensdauer zur Verfügung
gestellt, so daß die
Gleichung durch Substitution der Variablen basierend auf den tatsächlichen
Durchmessern der scheibenförmigen
Schneidklingen 40 vervollständigt wird, die durch die Meßvorrichtung 62 gemessen
werden. Unter Verwendung der vervollständigten Gleichung kann die gegenwärtige gesamte
Schneid- oder Arbeitsdauer bzw. -länge entsprechend dem Durchmesser
von 230 mm erhalten werden. In einer alternativen, einfacheren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann eine erste Annäherung verwendet werden, indem
der gegenwärtige
Durchmesser und der vorher, beispielsweise 100.000 m vorher, gemessene
Durchmesser verwendet werden, um die endgültige Schneid- oder Arbeitsdauer
entsprechend dem Durchmesser von 230 mm vorherzusagen. Dadurch kann
die endgültige
Schneid- oder Arbeitsdauer
bzw. -länge
der scheibenförmigen
Schneidklinge 40, wenn die scheibenförmige Schneidklinge 40 nicht
mehr verwendet werden kann, da sie auf ihren minimalen Durchmesser,
beispielsweise 230 mm in dieser Ausführungsform, abgetragen bzw.
verschlissen ist, vorhergesagt werden.
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Die
Meßvorrichtung 62 stellt
auch Information hinsichtlich des Durchmessers, der gemessen wird,
und der gegenwärtigen
gesamten Schneid- oder Arbeitsdauer an die eine Anzeige regelnde
bzw. steuernde Vorrichtung 70 zur Verfügung, welche diese Daten auf
einem Display bzw. einer Anzeige 72 zeigt. In dieser Ausführungsform
bestehen Meßmittel aus
dem Positioniersensor 50, dem optischen Sensor 58 und
der Meßvorrichtung 62,
oder zusätzlich
zu diesen, der Schleifvorrichtung 46.
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Bezugnehmend
nun auf 8 bis 10 wird
die eingreifende Beziehung zwischen der scheibenförmigen Schneidklinge 40 und
dem Schlitz- bzw. Schneidkissen 44 nun unten erklärt werden.
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Wie
in 8 gesehen werden kann, tritt die Umfangsschneidkante
der scheibenförmigen Schneidklinge 40 in
die Oberfläche
des Schneidkissens 44 durch bzw. um eine Tiefe eines Eingriffs
ein. Die Tiefe eines Eingriffs kann im Bereich von 0,1 mm bis 1,5
mm sein, normalerweise ist sie 0,8 mm. Wie in 9 gesehen
werden kann, ist das Schneidkissen 44 aus einem elastischen
Material, wie beispielsweise Urethan oder Nylon ausgebildet, um
die Tiefe eines Eingriffs zuzulassen. In einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie dies in 10 gezeigt
ist, besteht das Schneidkissen 44 aus einer Mehrzahl von
abwechselnd angeordneten Kohlenstoffaserplatten 44a und
Abstandhaltern 44b in einer derartigen Weise, daß ein Schlitz 44c zwischen jeder
der Kohlenstoffaserplatten 44a und den Abstandhaltern 44b ausgebildet
wird, so daß die
Umfangsschneidkante der scheibenförmigen Schneidklinge 40 darin
aufgenommen werden kann, wodurch die Tiefe eines Eingriffs erhalten
wird.
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Obwohl
die oben beschriebene Ausführungsform
die Hebevorrichtung 31 jeweils für jeden der jeweiligen unteren
Schneidköpfe 20–24 beinhaltet,
kann eine alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die in 6 gezeigt
ist, aus einer Hebevorrichtung 74 zum Bewegen des unteren
Trägerglieds 28 in
Aufwärts-
und/oder Abwärtsrichtungen
bestehen, wodurch alle der unteren Schneidköpfe 20–24 gleichzeitig
bewegt werden. In einer derartigen Ausführungsform basiert das Kompensieren
auf einem durchschnitt lichen Durchmesser aller der scheibenförmigen Schneidklingen 40 der
unteren Schneidköpfe 20–24,
oder einem der Durchmesser der scheibenförmigen Schneidklingen 40 der
unteren Schneidköpfe 20–24.
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Es
wird nun auf 7 bezug genommen, welche andere
Meßmittel
in Übereinstimmung
mit einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung illustriert. Diese Meßmittel, die auch aus Schleifmitteln
bestehen, bestehen aus einem Paar von scheibenförmigen Schleifsteinen 76 und 78,
welche in Richtung zu und/oder weg vom Rotationszentrum der scheibenförmigen Schneidklinge 40 durch einen
Antriebszylinder 80 bewegbar sind. Der Antriebszylinder 80 beinhaltet
einen Positioniersensor 82 zum Detektieren der Bewegungen
des Schleifsteins 76 und 78 durch den Antriebszylinder 80,
um die Positionen der Schleifsteine 76 und 78 zu
erhalten, wenn sie mit der scheibenförmigen Schneidklinge 40 in
Eingriff stehen. Der Durchmesser der scheibenförmigen Schneidklinge 40 wird
basierend auf den Positionen des Schleifsteins 76 und 78 verglichen
mit jenen gemessen, wenn die scheibenförmige Schneidklinge 40 neu
war.
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Die
Ausführungsformen,
die in den Zeichnungen gezeigt und oben beschrieben sind, sind nur ein
Weg, um die gegenständliche
Materie dieser Erfindung zu realisieren bzw. zu verwirklichen. Fachleute
auf dem Gebiet werden fähig
sein, die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen zu realisieren, ohne
vom Umfang bzw. Rahmen der Ansprüche
abzuweichen.
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Somit
stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Längsschneiden
bzw. Schlitzvorrichtung mit einer Kompensationsvorrichtung für die Schneidklingen
davon zur Verfü gung,
in welcher die vertikalen Positionen der scheibenförmigen Schneidklingen
basierend auf den Radien und/oder Durchmessern der gemessenen scheibenförmigen Schneidklingen
kompensiert werden, wodurch eine stabile oder richtige Tätigkeit
zum Schneiden des Wellpappeblatts zur Verfügung gestellt wird.