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Anordnung zum Schneiden von gestapeltem Papier od. dgl. Die Erfindung
bezieht sich auf eine Anordnung zum Schneiden bzw. Zerteilen von gestapeltem Papier
oder ähnlichen Materialien, wie Pappe, Folien, Kunststoffen, Furnieren u. dgl. Sie
bezweckt, derartige Stoffe ganz oder wenigstens annähernd spanlos, zugleich aber
doch so zertrennen zu können, daß sich im Fall eines Stapels die Schichten nicht
unerwünscht seitlich verschieben.
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Man hat bisher zu einschlägigen Arbeiten fast ausnahmslos Scheren
verwendet, d.h. Messerbalken, die einseitig oder von zwei Seiten gegen den festgespannten
Stapel geführt werden. Die Einleitung und Durchführung des Schneidvorganges beansprucht
hierbei erhebliche Kräfte, so daß die erforderlichen Maschinen große, schwere Einrichtungen
darstellen, deren Kosten, Gewicht und Raumbedarf in keinem angemessenen Verhältnis
zur Ausführung der Arbeit stehen. Unbefriedigend ist dabei auch, daß die Stärke
des keilförmigen Messerblattes ziemlich viel Platz beansprucht und besondere Vorkehrungen
für die Abfuhr des geschnittenen Materials notwendig macht.
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Die Erfindung beschreitet für die genannten Zwecke einen neuen Weg,
der den bisher erforderlichen großen Kräfteaufwand hinfällig macht und sich daher
auch baulich in einer wesentlichen Vereinfachung, Verbilligung und Platzersparnis
auswirkt.
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Erreicht wird dieses Ziel dadurch, daß man zum Schneiden der erwähnten
Materialien ein dünnes Messerband verwendet, das in ziehendem Schnitt bewegt wird.
Dieses Band, das beispielhaft die Breite und Dicke einer Rasierklinge haben kann,
ermöglicht ohne allzuviel Kräfteaufwand feine, saubere, spanlose Schnitte, die wegen
der geringen Stärke des Schneidwerkzeuges keinerlei unerwünschtes Verschiebungen
des abgeschnittenen Materials mit sich bringen. Das geringe Gewicht und der minimale
Platzbedarf des Bandes ermöglichen es, leichte, einfache Arbeitsgeräte herzustellen,
deren
Werkzeug sich bequem, z. B. während des Arbeitsprozesses, nachschleifen und schärfen
läßt und jederzeit mit wenigen Handgriffen ausgewechselt werden kann.
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Die erfindungsgemäß ausgebildete Anordnung kann grundsätzlich auf
zwei Wegen verwirklicht werden, nämlich entweder so, daß das Arbeitsgut auf einem
Schlitten gegen das in Längsrichtung laufende Band bewegt wird, oder so, daß das
Messerband in einem Träger läuft, der gegenüber dem Arbeitsgut beweglich ist. Naturgemäß
können auch beide Methoden miteinander kombiniert werden. Ob das Messerband als
endlose Schleife oder als endliche Länge benutzt wird, hängt vom Einzelfall ab,
wenngleaich die letztere Anordnung meist vorzuziehen ist, weil es Schwierigkeiten
bereiten kann, die Enden des dünnen Bandes ohne Schaffung einer Verdickung zuverlässig
miteinander zu verbinden.
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Länge, Breite und Dicke des Messerbandes können je nach dem Verwendungszweck
variiert werden. Auch hinsichtlich des Materials sind keine festen Vorschriften
gegeben. Man wird im Regelfall Federbandstahl, Rasierklingenstahl od. dgl. verwetnden;
auch Bänder aus einer Berylliumlegierung bewähren sich. Nach Bedarf kann das Messerband
an einer oder beiden Kanten geschärft sein, wobei hinsichtlich der Ausbildung der
Schneidkante wiederum verschiedene Möglichkeiten bestehen. Man kann diese Kanten
entweder glatt anschleifen oder sie mit einer feinen Riffelung versehen oder sie
mit Diamantsplittern oder ähnlichem besetzen. In Sonderfällen wäre es darüber hinaus
möglich, die Seitenkante des Messerbandes in der Längsrichtung mit einer niedrigen,
langgestreckten Wellung zu versehen, um hierdurch beim Schnitteine periodische Druckentlastung
der Schneidkante eintreten zu lassen.
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Um den Arbeitsdruck des Messerbandes aufzunehmen und sein Ablaufen
von den Führungsrollen zu verhüten, wird das Band zweckmäßig mit einer Perforation
versehen, die mit entsprechenden Zähnen von Leit- und/oder Antriebsrollen zusammenarbeiten.
Man könnte aber für die Bandbewegung auch andere Mittel benutzen, z. B. magnetische
Rollen od. dgl.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung,
die einige Ausführungsbeispiele darstellt.
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Fig. i zeigt schaubildlich und schematisch eine erste Anordnung geamäß
der Erfindung; Fig.2, 3 und 4 veranschaulichen in Draufsicht Formen von Messerbändern;
Fig.5 zeigt, ebenfalls schaubildlich und schematisch, eine weitere Ausführungsform
gemäß der Erfindung; Flig. 6 und 7 geben Einzelheiten wieder; Fig. 8 zeugt schaubildlich
eine dritteAusführungsform des Erfindungsgedankens; Fig. 9 und io zeigen eine weitere
Ausführungsform.
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In Fig. i ist mit io ein beliebiges zu zerteilendes Material, beispielsweise
ein Papierstapel, bezeichnet. Zum Schreielen dient ein Messerband i i, das als endliche
Länge zwischen zwei Wickelspulen 12 und 13 wechselnd, hin und her bewegt
wird. Der Antrieb erfolgt über die Wickelspulen mit Hilfe von Kegelrädern 14 und
15, die durch eine gemeinsame Antriebswelle 16 und entsprechende Kegelräder 17 und
18 betätigt werden. Der Welle 16 ist eine nicht dargestellte Antriebsquelle, z.
B. ein Elektromotor, zugeördnet mit der Maßgabe, daß die Drehrichtung entweder vom
Antriebsmotor selbst aus oder durch entsprechende Schaltgetriebe geändert werden
kann, sei es willkürlich, sei es automatisch.
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Das Messerband i i läuft über Führungsrollen 2o und 2-i. Dieselben
sind mit Zähnen oder Stacheln 22 besetzt, die in eine ihnen zuggordnete Perforation
23 des Messerbandes i i greifen und so nicht nur eine genaues zwangsläufige Bewegung
des Bandes sichern, sondern vor allem den Seitenschub aufnehmen, der auf das Messerband
ausgeübt wird, wenn, wie in Fig. i unterstellt, das Material io zwecks Schneidens
quer zum Messerband bewegt wird.
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Wie aus der in Fig. i dargestellten Anordnung ersichtlich, übt das
Messerband einen ziehenden Schnitt auf das Material io aus, indem die Längsbewegung
-des Messerbandes wesentlich schneller als die Querbewegung des Stapels io verläuft
und somit das sonst übliche Abscheren oder Abdrücken völlig vermieden wird.
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Die Bewegungsrichtung des Materials io braucht nicht rechtwinklig
zum Band i i zu erfolgen, vielmehr wäre es auch denkbar, die Verschiebung des zu
zerschneidenden Materials in einem schrägen Winkel zum Band durchzuführen.
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Um das Messerband stets scharf zu halten, ist irgendwo in seinem Lauf,
z. B. oberhalb des Materialstapels io, eine Schärfvorrichtung 24 angebracht.
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Inden Fig. 2, 3 und 4 sind Möglichkeiten dafür angedeutet, wie das
Messerband an einer oder beiden Längskanten geschärft werden kann. Im Fall der Fig.
2 weist das Band, das z. B. 0,05 bis o, i mm stark sein kann, glatte, keilförmig
zugeschliffene Schneidkanten 25, 26 auf. In Fig. 3 ist die Schneidkante 27, 28 zugleich
ganz fein geriffelt, so daß sich an der Außenkante eine minimale Zahnung ergibt.
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Im Fall der Fig. 4. sind die Längskanten 29, 30 nicht angeschliffen,
sondern in an sich bekannter Weise mit feinen Splittern eines Materials. entsprechender
Härte, z. B. mit Diamantsplittern, besetzt.
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Die Geschwindigkeit, mit welcher das Messerband bewegt wird, hängt
naturgemäß von der Beschaffenheit des zu schneidenden Materials ab. Man wird jedoch
darauf sehen, sie möglichst hoch zu halten; dies schon aus dem Grund, um eine große
Schnittlänge 'zu erzielen und damit die Beanspruchung der Schneiden herabzusetzen.
Im übrigen wäre es auch denkbar, die Schneiden (z. B. 2-5, 26 der Fig. 2@) in Längsrichtung
etwas zu wellen, derart, daß die Kanten langgestreckte, flache Sinuslinien bilden;
eine derartige Anordnung hat bei schnell bewegten Bändern den Vorzug, daß die
Schneidkante
periodisch eine gewisse Druckentlastung erfährt.
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In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem das
Messerband i i, das zur Zerteilung des Materials io benutzt wird, über Leitrollen
31,
32 läuft, die zugleich als Antriebswalzen dienen. Diese Walzen, gegen
welche das Band mittels Andrückrollen 33, 34 gehalten wird, stehen über Schneckengetriebe
35# 36 und Zwischenwellen 37, 38 mit einem Kettenantrieb 39 in Verbindung, der seinerseits
über ein Ritzel 4o und eine Kette 41 mit dem Antriebsmotor gekuppelt ist, wobei
wiederum Übersetzungen, Umschaltgetriebe, Kupplungen usw. eingefügt sein können.
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Die freien Enden des Bandes ii werden nun nicht mehr auf eine Spule
aufgewickelt, sondern beispielsweise in Kassetten 43 eingeführt und dort frei aufgerollt.
Um hierbei die Einführung zu erleichtern, kann das Messerband, wie in Fig.6 dargestellt,
durch irgendeine der Kassette vorgeschaltete Vorrichtung nach Art eines Meßbandes
zu einem gewölbten Profil 42 gebogen werden, durch das das Band eine Versteifung
erhält.
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In Fig.7 ist beispielhaft eine Anordnung dargestellt, bei welcher
die Kassette 43 mit einer Führung 44 nach Art eines Schneckenganges versehen ist.
Dieser Schneckengang kann entweder starr in die Kassette eingebaut sein oder ein
lose gerolltes spiralförmiges Metallband darstellen.
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Es ist natürlich weder im Fall der Fig. i noch in demjenigen der Fig.
5 notwendig, die Aufwickelspulen oder Antriebswalzen mit einem gemeinsamen Antrieb
zu versehen. Vielmehr wäre es auch denkbar, den Wellen dieser Spulen oder Walzen
gesonderte, synchron laufende Antriebsmotoren zuzuordnen, sofern nicht eine Anordnung
gewählt wird, bei welcher eingemeinsamer Motor wechselnd der einen oder anderen
Spule oder Walze angeschaltet wird, während die frei laufende mit geeigneten Bremsmitteln
versehen sein kann, die die erforderliche Spannung des Messerbandes gewährleisten.
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Von den Ausführungsbeispielen gemäß Eig. i und 5 unterscheidet sich
dasjenige nach Fig.8 dadurch, daß hier ein endloses Messerband 45 ver-,%,endet wird.
Zur Führung dieses Bandes dient ein Rahmengestell 46, das im unteren Teil des gestrichelt
angedeuteten Arbeitstisches 47 um eine horizontale Achse 48 hin und her schwenkbar
ist.
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Während im oberen Teil des Rahmens 46 Leitrollen 49, 5o, 51 und 52
angeordnet sind, die das Messerband führen und antreiben, ist in der unteren Hälfte
des Rahmens ein Antriebsmotor 53 gelagert, der über geeignete Zahnräder 54 und ein
Vorgelege 5.5 die als Antriebsrolle dienende Leitrolle 52 in Gang setzt. Gleichzeitig
kann das Räderwerk 54 über die notwendigen Zwischenräder ein Ritzel 56 betätigen,
welches auf einem zur Achse 48 konzentrischen Zahnsegment 57 läuft und damit die
Schwenkbewegung des Rahmens 46 hervorruft.
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Während also im Fall der Fig. i und 5 das Arbeitsgut gegen das Messerband
geschoben wird, wird es bei der Anordnung nach Fig.8 auf der Platte 58 des Tisches
47 festgespannt, während das umlaufende Messerband eine Schwenkbewegung vollzieht
und hierbei das Arbeitsgut durchdringt. Naturgemäß können auch bezüglich der Elemente
5'6, 57 oder anderer, ihnen äquivalenter Mittel Schaltorgane vorgesehen werden,
welche die Ein-und Abschaltung der Schwenkbewegung bewirken, diese Vorgänge wahlweise
oder selbsttätig durchführbar machen und gegebenenfalls eine selbsttätige Umkehr
der Schwenkrichtung bewirken.
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Außerdem ließe sich eine Einrichtung gemäß Fig. 8 mit Mitteln ausstatten,
um fortlaufende Bahnen eines abzuteilenden Materials auf der Tischplatte 58 periodisch
vorzuschieben, so daß das Messerband 45, wechselnd auf der einen oder anderen Kante
schneidend, im selbsttätigen oder willkürlich geschalteten Dauerbetrieb gewünschte
Längen des Arbeitsgutes abteilt.
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So wie die Ausführungsbeispiele nach Fig. i und 5 nicht auf die Verwendung
endlicher Messerbänder beschränkt sind, kann die Einrichtung gemäß Fig.8 statt mit
einer Messerbandschleife auch mit einem endlichen Bandstück betrieben werden, indem
beispielsweise Umschaltvorrichtungen benutzt werden, um das Band innerhalb des Rahmens
46 wechselnd zwischen zwei Spulen ab-und aufzuwickeln.
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Im Ausführungsbeispiel :der Fig. 8 wird der Rahmen 46 um eine horizontale
Achse geschwenkt. Es berührt aber das Wesen der Erfindung nicht, wenn statt dessen
die Schwenkung um eineVertikalachse oder um eine schräg verlaufende Achse erfolgen.
würde.
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Während im übrigen bei sämtlichen Ausführungsbeispielen unterstellt
ist, daß sich das Messerband in der einen oder anderen Richtung kontinuierlich bewegt,
könnte es auch zweckmäßig sein, das Band im Pilgerschrittverfahren zu bewegen, derart
also, daß es unter permanenten Oszillationen in seiner Längsrichtung fortbewegt
wird.
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In den Eig. i bis 8 sind Messerbänder benutzt, die mit Hilfe von Perforationen
geführt werden. Demgegenüber zeigen die Fig.9 und io eine Lösung, bei welcher ein
glattes, ungelochtes IVIesserband durch physikalische Kräfte gehalten und mitgenommen
wird. Insbesondere erweist es sich als vorteilhaft, sich zu diesem Zweck des bekannten
elektrostatischen Hafteffektes (Johnson-Rahbeck-Effekt) zu bedienen, bei welchem
die Anziehungskräfte eines geladenen Plattenkondensators ausgenutzt werden.
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In Fig. 9 ist das glatte, ungelochte Messerband i i über zwei Antriebsrollen
6o, 61 zu Kassetten 62, 63 geführt, deren Aufwickelspulen 64, 65 unter dem
Einfluß von Rückholfedern 66, 67 stehen.
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Die Antriebsrollen 6o, 61, deren Bewegung z. B. in .der aus Fig. 5
ersichtlichen Weise erfolgen kann, sind gemäß Fig. io ausgebildet. Auf der Welle
68 bzw. Nabe 69 sitzt ein Isolator 7d, der von einem Schleifring 71 umgeben ist.
An den letzteren wiederum schließt sich ein als eigentliche Transportrolle dienender
Ring72 an, der aus einem Halbleiter, z. B. Achat, Schiefer, Kalkstein, Speckstein
od. dgl.,
besteht. über einen Gleichrichter 73 und eine Bürste 74
ist der. Schleif ring 71 an das Netz angeschlossen, während das Band i i und der
negative Abgabepol des Gleichrichters an Erde liegen. Der Gleichrichter braucht
nur ganz geringe Abmessungen zu haben, da nur wenige Milliampere zur Auslösung des
elektrostatischen Hafteffektes benötigt werden.
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Statt eines Antriebes, der diel Rollen 6o und 61 jeweils gleichsinnig,
aber umschaltbar bewegt, -könnte man auch so vorgehen, daß die Antriebsrollen entgegengesetzte
Laufrichtung haben. Indem man durch dein Spannungsteiler den Hafteffekt der einen
Rolle jeweils groß und den der anderen Rolle klein hält, läßt sich das Messerband
in der gewünschten Richtung bewegen. Die Spannung des Messerbandes wäre auf diese
Weise selbsttätig gewährleistet, während andererseits ein Wechselgetriebe mit Motorumschaltung
od. dgl. wegfallen könnte, wobei sich zugleich der Vorteil ergäbet, daß das Umschalten
der Bewegungsrichtung fast trägheitslos erfolgt.
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In ähnlicher Weise, wie es die Fig. g und io zeigen, könnte das Messerband
auch dadurch bewegt welrden, daß die Antriebsrollen 6o, 61 nicht einen elektrostatischen
Hafteffekt hervorrufen, sondern permanente Magnete, Elektrete oder Elektromagnete
darstellen. Da in diesem Fall teils wegen der hohen Renianenz des Stahlbandes, teils
wegen des geringen magnetischen Querschnittes des Bandes Schwierigkeiten auftreten
könnten, wäre es gegebenenfalls zweckmäßig, mit dem Messerband einen Strang geringer
Remanenz, z. B. eine Stahlkette, oder ein mit Eisenpulver oder anderen ferritischen
Stoffen durchsetztes biegsames Band hilfsweise mitlaufen zu lassen.