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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf Papierverarbeitungsmaschinen, genauer gesagt
auf eine transversale Schneidemaschine des Typs, die eine Schwungsäge für Papierrollen
und dergleichen zur Herstellung von Toilettenpapierrollen, Mehrzweck-
und Industrierollen, Serviettenstapeln und dergleichen aufweist.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf ein Verfahren zum Antreiben einer Säge, und zwar so, dass sie einer
komplexen Raumkurve folgt.
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Darüber hinaus bezieht sich die
Erfindung auf eine Antriebsvorrichtung einer Säge, bei der ein solches Verfahren
zum Einsatz kommt.
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Kurzbeschreibung
des Standes der Technik
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Transversale Schneidemaschinen sind
bekannt bei der Herstellung von Rollen oder Stapeln aus Papier,
wie zum Beispiel Toilettenpapierrollen, Allzweckpapiertüchern, Servietten
und dergleichen, denen stromaufwärts
gewickelte Papierrollen zugeführt
werden.
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Bei diesen Maschinen werden eine
oder mehrere Rollen zu ihrer schrittweisen Beförderung auf eine Bank gelegt.
Dann durchlaufen die strömabwärts gerichteten
Enden der Rollen nacheinander eine Abschneidestrecke und werden
in einer Klemmvorrichtung gehalten, so dass eine Schwungsäge durch
das Papier getrieben wird, um Rollen oder Stapel der Reihe nach
abzuschneiden. Genauer gesagt werden vor jeder Absenkbewegung der
Säge auf
die Rollen die letzteren axial vorwärts geschoben, um eine Entfernung,
die gleich der Länge
jeder endgültigen
Rolle bzw. jedes endgültigen
Stapels ist. Die Rollen werden nur im Moment des Schneidens mittels
einer Klemmvorrichtung festgehalten, die auch ihr Gleiten bei der
schrittweisen Förderung
gestattet.
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Es sind Mittel vorgesehen zum Synchronisieren
der schrittweisen Bewegung der Rolle mit dem Moment, in dem die
Säge zwischen
aufeinanderfolgenden Schritten angehoben wird. Insbesondere sind
die meisten Maschinen mit Mitteln zum Vorschieben der Rollen und
zum Schwingen der Sägenhalterung
mit unabhängigen
Motoren ausgestattet, welche durch programmierbare Mittel synchronisiert sind.
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Viele Arten von Systemen zum Antreiben
der Säge
sind bekannt, wobei letztere normalerweise eine schnell rotierende
Kreissäge
ist, deren Rotationsachse eine oszillierende oder eine hin- und
hergehende Bewegung ausführt.
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Wichtige Parameter für das Schneiden
mit einer Schwungsäge
sind:
- – die
Annäherungsgeschwindigkeit
der Säge
an die Rolle;
- – die
Austrittsgeschwindigkeit der Säge
aus der Rolle;
- – die
Richtung und der Winkel der Bahn, der die Säge folgt, wenn sie sich während des
Schneideschritts durch die Rolle bewegt.
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Im Falle einer kreisförmigen Raumkurve
ist zum Einstellen der Annäherungs-
oder Austrittsges chwindigkeit ein Auswechseln des Armes der Raumkurve
gegen einen längeren
bzw. kürzeren möglich, aber
dabei ändert
sich auch der Winkel. Dies hat zur Folge, dass Maschinen, die zum
Einsatz unter bestimmten Arbeitsbedingungen entwickelt wurden, nicht
korrekt funktionieren können,
wenn sie an wesentlich unterschiedliche Bedingungen angepasst werden.
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Zum Durchführen des Schärfens der
Säge sind
außerdem
bei einigen Maschinentypen Schärfungsmittel
direkt an der Maschine vorgesehen. Die Abnutzung der Säge erfolgt
nämlich
schnell, auch wenn sie je nach den Arbeitsbedingungen unterschiedlich
ist, wobei die Lebensdauer der Säge
variiert – normalerweise
zwischen mehreren Tagen und mehreren Wochen. Daher muss, weil die
Raumkurve der Säge
aufgrund ihrer Abnutzung nach dem Schärfen ziemlich oft nachgestellt
werden muss, die Maschine häufig
angehalten werden, um die Nachstellung vorzunehmen.
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Die existierenden Maschinen haben
jedoch Mittel zum Antreiben der Säge, die sowohl hinsichtlich
der Trägheit
als auch der Wirksamkeit des Schnittes und der Schnittzeit verbessert
werden können.
Insbesondere sind zum Nachstellen der Raumkurve der Säge nach
dem Schärfen
neben den Bestandteilen der Antriebsvorrichtung der Raumkurve zusätzliche
komplexe Mittel vorgesehen.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine transversale Schneidemaschine des oben beschriebenen
Typs bereitzustellen, bei der die Schwungsäge von einer Antriebsvorrichtung
angetrieben wird, die es gestattet, die Grenzen und Nachteile der
existierenden Maschinen zu überwinden
und insbesondere die Flugkurve der Säge nach einem Schärfungsschritt
auf leichte und wirksame Weise nachzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine transversale Schneidemaschine vorzusehen,
bei der es möglich
ist, die Annäherungs-
und Austrittsgeschwindigkeit der Säge mit Bezug auf die Rolle
nachzustellen, wodurch eine bessere Schneidqualität des Rollenkerns
auch bei höherer
Geschwindigkeit für
jeden unterschiedlichen abzuschneidenden Produkttyp erreicht wird.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht darin, ein Verfahren zum Antreiben der Säge bereitzustellen, welches
das Nachstellen ihrer Raumkurve nach Wahl des Benutzers gestattet.
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Diese und andere Aufgaben werden
durch die erfindungsgemäße transversale
Schneidemaschine nach Anspruch 1 erfüllt, mit
- – einer
Kreissäge;
- – einer
Halterung, die die Säge
schwenkbar zusammen mit Mitteln zur Übertragung der Rotationsbewegung
zur Säge
hält;
- – einer
Antriebsvorrichtung, um die Halterung anzutreiben, die zyklisch
die Säge
auf die Rollen senkt, die sie in Rollenstücke zerschneidet;
- – einer
Antriebswelle, die die Antriebsvorrichtung trägt.
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Ihr Merkmal besteht darin, dass die
Antriebsvorrichtung schwenkbar mit zwei unterschiedlichen Punkten
der Halterung verbunden ist, wobei die Säge einer zusammengesetzten
Raumkurve folgt, die dadurch ausgeführt wird, dass sie zwei unterschiedliche Antriebsbewegungen,
die an den Punkten ansetzen, kombiniert.
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Vorzugsweise umfasst der Schwungrahmen:
- – einen
ersten Schwungarm, dessen Enden schwenkbar an einem ersten Punkt
der Halterung und einem ersten exzentrischen Punkt der Antriebswelle
gelagert sind;
- – einen
Kurbelmechanismus mit einem zweiten Schwungarm, der schwenkbar an
einem zweiten Punkt der Halterung gelagert ist, und eine Kurbel, die
schwenkbar an einem zweiten exzentrischen Punkt der Antriebswelle
gelagert ist.
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Vorzugsweise besteht der erste Schwungarm
aus zwei Teilen, und Mittel zum Nachstellen seiner Länge sind
vorgesehen, wodurch die Raumkurve der Säge nachgestellt werden kann,
um die Abnutzung der Säge
auszugleichen.
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Die Länge des ersten Schwungarms
ist nachstellbar zum Beispiel mittels einer elektromechanischen
Hebevorrichtung, die die relative Position seiner Teile nachstellt.
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Außerdem besteht die Kurbel vorzugsweise aus
zwei Armen, die gegeneinander abgewinkelt und mittels einer Kupplung
miteinander integriert sind, die das Nachstellen ihres Winkels gestattet.
Auf diese Weise wird durch Nachstellen des Winkels die Entfernung
zwischen den Achsen der Kurbel verändert, wodurch die Schneidparameter
verändert
werden. Vorzugsweise kann auch die Länge von mindestens einem der
beiden Arme sowie der Schwenkpunkt des ersten Schwungarms der Antriebswelle
verändert werden.
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Die Erfindung wird außerdem durch
ein Verfahren nach Anspruch 6 definiert.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Weitere Merkmale und/oder Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden beispielhaften,
aber nicht begrenzenden Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen
unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erklärt:
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen transversalen Schneidemaschine
mit einer im Detail dargestellten Antriebsvorrichtung der Säge;
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2 zeigt
einen Längsschnitt
durch die Antriebsvorrichtung in 1;
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3 bis 6 zeigen vier verschiedene
Positionen der Antriebsvorrichtung in 1 und
der Säge mit
Bezug auf die zu schneidende Rolle.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Mit Bezug auf 1 enthält eine erfindungsgemäße transversale
Schneidemaschine eine Grundplatte 1, die gleitend eine
Papierrolle 2, beispielsweise eine Toilettenpapierrolle,
tragen kann, die mittels einer Schwungsäge 3 in Rollenstücke zerschnitten
werden soll, die von einer Antriebsvorrichtung 4, gestützt und
angetrieben wird, die an einem Rahmen 5 befestigt ist.
Zum besseren Verständnis von 1 wurde in dieser Ansicht
die Vorderwand von Rahmen 5 weggelassen.
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Säge 3 ist
in der Position des oberen Totpunktes ihrer Raumkurve und gestrichelt
in der Position des unteren Totpunktes, in der die Säge ganz
in die Rolle 2 getrieben wurde, dargestellt. Während des
Schneidens wird die Rolle 2 in einer Klemmvorrichtung 6 gehalten.
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Erfindungsgemäß enthält die Antriebsvorrichtung
4 zum Antrieb von Säge 3 Mittel
zum Nachstellen der Raumkurve, um die Abnutzung der Säge nach
einer Schärfung
auszugleichen und um den unterschiedlichen Schneidbedingungen gerecht
zu werden, an die Maschine anzupassen ist.
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Insbesondere umfasst die Antriebsvorrichtung 4:
- – eine
Antriebswelle 10, die mittels eines Motors und einer Übertragungsverbindung 9 (2) betätigt wird;
- – eine
Halterung 12 mit Balken 13, die schwenkbar die
Säge 3 und
eine Übertragungsverbindung 11 der
Rotationsbewegung (2)
tragen;
- – einen
ersten Schwungarm 14 mit nachstellbarer Länge, dessen
Enden schwenkbar in einem ersten Punkt 12a der Halterung
und in einem ersten exzentrischen Punkt 10a der Antriebswelle 10 gelagert
sind;
- – einen
Kurbelmechanismus 15, der einen zweiten Schwungarm 16 und
eine Kurbel 17 enthält, die
von zwei gegeneinander abgewinkelten Hebeln 17a und 17b gebildet
ist; Kurbel 17 ist schwenkbar an einem zweiten Punkt 12b der
Halterung 12 gelagert, während der zweite Schwungarm 16 schwenkbar
an einem zweiten Punkt 10b der Antriebswelle 10 gelagert
ist, wobei die Punkte 10b und 12b sich jeweils
von den Rotationspunkten 10a und 12a des ersten
Schwungarms 14 unterscheiden.
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Der erste Schwungarm 14 besteht
aus zwei Teilen 14a und 14b, die mittels einer
elektromechanischen Hebevorrichtung 18 zueinander verschiebbar sind.
Auf diese Weise kann die Längenveränderung automatisch
nach jedem Schärfungsschritt
von Säge 3 durchgeführt werden,
um durch Nachstellen der Flugkurve der geschärften Kante die Durchmesserverkleinerung
auszugleichen, damit das Zerschneiden der Rollen in Rollenstücke fortgesetzt
werden kann.
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Der erste Schwungarm 14 weist überdies
einen Abschnitt 14a auf, der eine Vielzahl von Gehäusen 19 zur
Verbindung mit dem exzentrischen Punkt 10a der Antriebswelle 10 enthält. Auf
diese Weise kann die Länge
von Schwungarm 14, die schon nach jedem Schärfungsschritt
automatisch kleinen Differenzen ausgesetzt ist, auf diskrete Weise
verändert werden,
um die Raumkurve der Säge
an neue Schneidparameter anzupassen.
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Weitere Nachstellungen der Raumkurve
der Säge 3 können durch
Verändern
des Winkels zwischen den Hebeln 17a und 17b sowie
durch Auswechseln von Hebel 17b oder 17a durch
einen Hebel anderer Länge
erzielt werden. Auf diese Weise sind die Parameter von Kurbelmechanismus 15, ähnlich der
Längenveränderung
des ersten Schwungarms 14 variierbar, um die Raumkurve
und dann die Schneidparameter nachzustellen.
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Es ist auch möglich, den exzentrischen Punkt 10b der
Antriebswelle 10 zu verschieben, um weitere unterschiedliche
Raumkurven zu ermöglichen.
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Somit folgt die Kreissäge 3 der
Abschneidemaschine einer Raumkurve, die sich aus zwei ebenen Bewegungen
zusammensetzt, wobei die eine durch den ersten Schwungarm 14 am
ersten Punkt 12a der Halterung 12 und die andere
durch den Kurbelmechanismus 15 am zweiten Punkt 12b von
Halterung 12 gegeben ist.
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Die erstere Bewegung kann kontinuierlich, ohne
die Maschine anzuhalten, verändert
werden, um die Raumkurve der geschärften Kante der Säge nach
jeder Schärfung
nachzustellen, so dass das Schneiden weitergehen kann. Zudem können beide Bewegungen
verändert
werden, wobei die Maschine angehalten wird, um die Raumkurve von
Säge 3 und die
Annäherungsgeschwindigkeit
zwischen Säge und
Rolle auf diskrete Weise nachzustellen und auch um die Austrittsgeschwindigkeit
und den Winkel der Raumkurve der Säge für die gesamte Rolle in Anpassung
an verschiedene Typen und Größen des
zu schneidenden Materials nachzustellen.
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Es können daher verschiedene Schneidbedingungen
bei verbesserter Qualität
des Endproduktes und eine höhere
Höchstgeschwindigkeit
als bei existierenden transversalen Schneidemaschinen erzielt werden.
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Die obige Beschreibung einer spezifischen Ausführungsform
offenbart somit vollständig
die in den Ansprüchen
definierte Erfindung hinsichtlich des Konzepts, damit andere unter
Anwendung derzeitigen Wissens in der Lage sind – ohne weitere Nachforschungenanzustellen
und ohne von der Erfindung abzuweichen – eine solche Ausführungsform
zu modifizieren und/oder für
verschiedene Anwendungen anzupassen. Die Mittel und die Materialien
zur Realisierung der hier beschriebenen verschiedenen Funktionen
könnten
von anderer Beschaffenheit sein, ohne zu diesem Zweck vom Gebiet
der Erfindung abzuweichen.