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Maschine zum Querschneiden von dünnem, bahnförmigem Material Die Erfindung
.betrifft eine Maschine zum Querschneiden von dünnem Material, wie beispielsweise
Papier, Cellulose u. dgl., bei der das Material zwischen einem rotierenden und einem
schwingenden :Messer hindurchgeführt wird.
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Bei einem bekannten Querschneider dieser Art ist das schwingende Messer
am Ende einer Auflage für die Zuführung des Materials angebracht, und diese Auflage
wird samt dem Material durch einen Nocken in die Schneidstellung geloben. Diese
Anordnung hat den Nachteil, daß das Material beim Vorschub über die Schneide des
schwingenden Messers schleift, während es beim Versuch, die Maschine,schnell laufen
zu lassen, nach dem Schnittvorgang keine einwandfreie Führung an seinem freien Ende
hat. Außerdem ist es nachteilig, auch das schwingende Messer zwangsläufig bzw. kraftschlüssig
durch einen Exzenter oder Nocken in die Schneidstellung vorzubewegen, da so bei
ungenauer Einstellung oder beim Eindringen von Fremidkörpern die Schneiden leichter
beschädigt werden können.
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Bei einem anderen bekannten Querschneider wird das durch einen Nocken
gesteuerte schwingende Messer unter der Wirkung einer Feier der Schneidstellung
längs einer Bahn, die keine wesentliche Komponente senkrecht zur Vorschubrichtung
des Materials und zur Bewegungsrichtung des rotierenden Messers während des Schneidvorganges
besitzt, genähert und außerdem gewöhnlich in einer Stellung vor der Schneidstellung
gehalten und dann von dem rotierenden Messer in die Sehneidstellung mitgenommen.
Es hat sich gezeigt, daß auch diese Anordnung bei hoher Geschwindigkeit nicht mehr
befriedigend arbeitet, insbesondere wenn empfindliches ,dünnes Material, wie Cellulosefilm,
geschnitten werden soll.
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Durch die Erfindung werden die geschilderten Nachteile vermieden.
Gegenstand der Erfindung ist eine :Maschine der angegebenen Art, bei der das
schwingende
Messer wie bei der zuletzt angegebenen bekannten. Anordnung durch einen Exzenter
gegen eine elastische Kraft aus der Schneidstellung zurückgezogen wird und -die
in erster Linie dadurch gekennzeichnet ist, daß das schwingende Messer mit einer
wesentlichen Bewegungskomponente senkrecht zur Vorschubrichtung des Materials und
zur Bewegungsrichtung.des rotierenden Messers während des Schneidvorganges schwingt
und das Material nur während des Schneildvorganges mit Aden beiden Messern in Berührung
kommt. Auf diese Weise -ist eine Anordnung geschaffen, die auch bei hohen Geschwindigkeiten
und dünnem bzw. empfindlichem Material noch einwandfrei arbeitet.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Maschine nach der Erfindung
wird das Material zwischen zwei bis dicht an die Schneidstellung der Messer heranreichenden
Platten, und zwar vorzugsweise in senkrechter Richtung, den Messern zugeführt, wobei
die Weite des Führungsspaltes zwischen den Platten versteilbar sein kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das schwingende Messer
an einem im Maschinenrahmen drehbar gelagerten Schwingrahmen angebracht, dessen
Steuerung durch den Exzenter vorzugsweise unter Vermittlung eines Radialkugellagers
auf dem Exzenter und/oder eines regelbaren Anschlages am Schwungrahmen erfolgt.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung
des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
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In der Zeichnung zeigt Fig. i und 2 einen Aufriß bzw. Grun;d@riß der
Maschine nach der Erfindung, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. i,
Fig.4 eine Außenansicht mit Darstellung des Getriebes in strichpunktierten Linien,
Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. i, Fig. 6 einen Schnitt nach der
Linie 7-7 in Fig. 2, Fig. 7 eine, schaubildliche Ansicht des Hauptrahmens mit den
eingebauten Teilen, Fig. 8 eine schaubildliche Ansicht des Schwenkrahmens mit .der
Antriebswalze, Fig. 9 eine schaubildliche Ansicht des Schwingrahmens mit dem schwingenden
Messer und Fig. io einen Schnitt durch das rotierende Messer. Der Hauptrahmen besteht
aus zwei Seitenteilen 2o, die die Lager für die Mehrzahl der Weilen tragen, einer
vorderen Querstange 21 und einer hinteren Querplatte 22. Alle diese Bestandteile
können getrennt angefertigt und miteinander verschweißt werden, oder es wird nur
ein Teil von ihnen. in dieser Weise eingebaut. Die vordere Querstange 2i ist beispielsweise
beider dargestellten Anordnung durch Bolzen an den vorderen Enden der Seitenteile
2o befestigt.Stattd essen:könnenauchalleTeileoderdie meisten von ihnen in einem
einzigen Guß.stück aus Stahl oder einem anderen Werkstoff hergestellt sein.
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Der Hauptrahmen ist über einem Untergestell i in einem oder mehreren
Teilen angerdnet und durch ein senkrechtes Gerüst 2 von einem oder beiden der genannten
Teile gehalten. Der Hauptrahmen kann von einem Ausleger 211 gemäß der Zeichnung
oder von einem Brückenglied getragen werden, wobei die Halterung in senkrechten
Führungen 3 mit einer Einstellschraube q. besteht. Die senkrechten Führungen 3 sind
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei parallele Schwial,benschwanznuten,
die entsprechende Schuhe 311 aufnehmen, die an der Rückenplatte a2 des Hauptrahmens
befestigt sind. Die Einstellschraube ist in oberen und unteren Lagern 5 am Ausleger
2a befestigt und steht mit einer nicht dargestellten Mutter am Hauptrahmen im Eingriff.
Ein Handrad 7 dient dazu, durch Drehung der Schraube 4 den Hauptrahmen zu heben
und zu senken, und ein Zeiger 7a am Hauptrahmen, der sich über eine Skala 7v am
Ausleger 2a bewegt, erleichtert die senkrechte Einstellung.
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Aii dem oberen Teil des Hauptrahmens ist ein Kreuzstück 23 befestigt,
das eine Metallplatte trägt, die das feste Führungsteil io für den Streifen 8 bildet,
der zwischen diesem festen Führungsteil io und einem beweglichen Führungsteil i
i hindurchgeführt wird.
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Nach dem vorderen Ende des Rahmens zu sind die Lager für die Antriebswelle
25 angebracht, die dias rotierende Messer 26 trägt. Diese Welle trägt an dem einen
Ende ein Zahnrad 27 und an dem anderen Ende eine gerändelte Scheibe 28, die die
Drehung zwecks Einstellung von Hand :erleichtert. Der dazwischenliegende Teil der
Welle 25 ist gemäß der Zeichnung von quadratischem Querschnitt, und auf demselben
ist durch geeignete Hilfsmittel, z. B. Stellschrauben 29, das rotierende Messer
26 festgeklemmt. Der wirksame Radius der Schneidkante kann durch Schrauben 37 eingestellt
«-erden, von denen eine an jedem Ende des Messers angeordnet ist. Ferner sind Feststellmuttern
38 vorgesehen, die zusammen mit den Schraubenköpfen in Aussparungen in der Welle
und in der angrenzenden Kante des Messers untergebracht sind, wie in Fig. io d@argestellt
ist. Das Messer dreht sich gegen den Uhrze:igersinn bei Betrachbung von Fig. 3 und
4.
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Eine nicht angetriebene Walze, die eine mittlere Rolle 3o und Endrollen
30° aufweist und das eine Element der Vorschubeinrichtung für den Streifen bildet,
ist auf einer Welle 31 angebracht, dlie von den Seitenteilen 20 des Hauptrahmens
gehalten wird. Die Rollen 30 und 30a arbeiten mit runden Gummielementen 52
und 53 zusammen, die an einem Rohr 54 befestigt sind, das :auf einer Antriebswelle
47 angebracht ist. Das Ganze bildet das andere Element der Vorschubeinrichtung für
den Streifen, die nachstehend noch näher beschrieben wird.
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In den Seitenteilen 2o ist eine Welle 33 angebracht, auf der an dem
einen Ende ein Zahnrad 3.4 befestigt ist rund die im mittleren Teil einen Exzenter
35 trägt, auf dem ein Radialkugellager 36 angebracht ist, das bei der Betätigung
;des hin und her gehenden Messers eine Rolle spielt, wie nachstehend noch beischrieben
wird.
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Der die treibende Vorschubwalze tragende Schwenkrahmen besteht aus
zwei Seitenteilen 4o, die durch eine Kreuzstange 41 starr miteinander verbunden
und ,auf dem äußeren Ende von Buchsen drehbar sind, in denen die Messerwelle 25
sich dreht.
Die Buchsen sind in den Seitenteilen 2o des Hauptrahmens
befestigt, derart, daß sie nach außen vorstehen. Der Schwingrahmen wird' durch elastische
Glieder 42 in seine Arbeitsstellung gezogen. Dieselben bestehen zweckmäßig aus Zug-
oder Druckfedern in Teleskopröhren, die zwischen Armen 4.3 an den Rändern der Seitenplatten.
d0 des Schwenkrahmens und Stiften 44 ,am Hauptrahmen ausgespannt sind.
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Der Schwenkrahmen kann aus der Arbeitsstellung gegen den Widerstand:
der Federn .42 durch eine Kurvenplatte 45, die an der Kreuzstange 41 befestigt ist,
zurückgezogen -werden und wird in der zurückgezogenen Lage durch einen federnden
Stift 46 festgehalten, der an einem der Seitenteile d.o des Schwenkrahmens befestigt
ist, und greift in ein Loch in dem entsprechenden Seitenteil 2o des Hauptrahmens.
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Die Seiten q.o des Schwenkrahmens sind mit an den Enden offenen Schlitzen
49 (Fig. 5 und 8) versehen, ,die dazu dienen, die Lager der Welle q.7 der Antriehswalze
aufzunehmen. Die Welle läuft zweckmäßig in Kugellagern 5o, die in dem breiteren
Teil der Schlitze eingesetzt sind. Der äußere Laufring des Lagers liegt an dem Absatz
an, der von dem schmäleren Teil des Schlitzes gebildet wird und eine Längsbewegung
verhindern soll, wobei dieser schmälere Teil des Schlitzes immerhin breit genug
ist, um die äußeren Enden der Welle oder darauf befinidlicher Abstandsstücke hindurchtreten
zu lassen. Die Lager 50 werden in den halbkreisförmigen Enden der Schlitze
durch die Federn 42 festgehalten, wenn der Schwingrahmen sich in der Arbeitsstellung
befindet und die Berührungsflächen der Antriebswalze an der losen Walze anliegen.
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Die Berührungsflächen der Antriebswalze bestehen, wie zuvor erwähnt,
aus runden Gummielementen 52, 53, die auf ein Rohr 5.4 aufgeklebt oder in anderer
Weise befestigt sind, und dieses Rohr ist auf der Welle 4.7 angebracht und wird
durch kurze Hülsen an den Enden im Abstand von der Welle gehalten. Die Welle 47
besteht gemäß der Zeichnung aus einem langen Bolzen, der an dein einen Ende einen
Kopf 48 und am anderen Ende eine Mutter 5i besitzt, mit deren Hilfe das Rohr 5d.,
die inneren Laufringe der Kugellager, ein Antriebszahnrad 45 sowie Abstandsstücke
zusammengeklemmt werden. Die Ringteile 52 an den Enden der getriebenen Walze laufen
an den Ringteilen 30a an den Enden der nicht getriebenen Walze, so daß sie von beiden
Führungsplatten io und ii und dem Streifen 8 freikommen, der zwischen den Walzen
hindurchgeführt wird. Das mittlere Ringteil aus Gummi und das mittlere Ringteil
30 erfassen den Streifen zwischen sich. Um ein befriedigend es Arbeiten zu
erzielen, derart, daß der Streifen 8 auf beiden Seiten durch den mittleren Gummiring
53 und den mittleren Gegenring 3o angetrieben wird, haben die beiden Ringelemente
52 am Ende einen etwas größeren Durchmesser als das mittlere Ringteil 53, wobei
ein Unterschied von 0,05 mm im Durchmesser gewöhnlich einen ausreichenden
Spielraum für die Dicke des Streifens darstellt. Die ringförmigen Belege auf der
nicht getriebenen Walze können aus Gummi oder Metall sein, oder es kann eine zusammenhängende
Gummi- oder Metallwalze verwendet werden.
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Die Welle 47 der treibenden Walze trägt an einem Ende ein Antriebszähnrad
55, das mit dem Zahnrad 27 auf der Welle 25 des rotierenden Messers durch ein loses
Rad 36 im Eingriff steht, das drehbar auf einer Spindel angebracht ist, die in einem
der Seitenteile 4.o des Schwenkrahmens befestigt ist.
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Es ist ersichtlich, daß der Sehwenkra#hmen schnell aus seiner Arbeitsstellung
gegen die Wirkung der Federn 42 zurückgezogen werden kann, worauf die Walzenanordnung
herausgenommen und durch eine ähnliche Anordnung ersetzt werden kann, die in jeder
Hinsicht mit Ausnahme des Durchmessers der Gummiringe 52 und 53 übereinstimmt. Auf
diese Weise kann die Maschine schnell eingestellt werden, um von dem Streifenmaterial
jede gewünschte Länge abzuschneiden; wenn der Schwingrahmen zurückgezogen worden
ist, kann die bewegliche Führungsplatte frei geschwenkt --erden, wie in Fig. 5 dargestellt.
Die Platte i i wird durch Stangen 58 gehalten, die bei 59 über dem Kreuzstück 23
gelenkig angebracht sind, das die Seitenteile 2o des Hauptrahmens überbrückt. Die
Drehzapfen 59 können an Teilen 6o sitzen, die mittels Bolzen 61 am Querstück 23
befestigt sind.
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Damit der mittlere Gummiring 53 auf der treibenden Walze mit dem Ringteil
30 auf der nicht getriebenen Walze 30 zusammenarbeiten kann, sind
öffnungen 62 und 63 mit schrägen Rändern in die feste und bewegliche Führungsplatte
io b.zw. ii geschnitten.
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Der das hin und her gehende Messer 66 tragende Schwingrahmen ist besonders
in Fig. 3, 5 und 9 zu erkennen und besteht aus zwei Endplatten 67, einem Grundgestell
68 und einem senkrechten Ständer 69 von T-förmigem Querschnitt mit einem Ansatz
70 am oberen Ende, der aus einem Stück mit dem Ständer besteht. Alle diese Teile
können miteinander verschraubt oder verschweißt sein, oder der Rahmen kann als Gußstück
hergestellt sein.
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Der Schwingrahmen ist auf einer drehbaren Querwelle 71 angebracht,
die in den Seitenteilen 2o des Hauptrahmens ruht. Das schwingende Messer 66 ist
beispielsweise mittels versenkter Schrauben 72 an den Endplatten 67 sowie an einem
oder mehreren aufrechten Ansätzen 73 des Untergestells 68 fest angebracht und ist
gegen Abwärtsbewegung an der oberen Kante des Vorderteils des Untergestells 68 abgestützt,
wie in Fig.3 und 5 zu erkennen ist. Federn 74 halten den Schwingrahmen gespannt,
so daß das schwingende Messer 66 bestrebt ist, sich zu dem rotierenden Messer 26
hin zu bewegen. Diese Bewegung ist jedoch durch einen verstellbaren Anschlag 76
begrenzt, der zwischen den Ansatz 7o am oberen Ende des T-förmigen Ständers 69,
der einen Teil des Schwingrahmens bildet, und die Rückenplatte 22 des Hauptrahmens
eingefügt ist. Dieser verstellbare Anschlag besteht gemäß der Zeichnung in einem
Bolzen, oder in den Fortsatz eingeschraubt ist und nach Einstellung durch die Mutter
77 festgestellt
wird. Auf diese Weise kann die vordere Stellung
des schwingenden Messers fein eingestellt «erden. um ein genaues Zusammenarbeiten
mit der Schneide des rotierenden Messers 26 sicherzustellen. Die Federn;., die den
Schwingrahmen nach seiner vorderen Stellung gespannt. halten., greifen zwischen
<lern Grundgestell des Schwingrahmens und verstellharen Anschlägen 78. an, die
an Schrauben 79 sitzen, «-elche in Halter So eingeschraubt sind, die von der Rückenplatte
22 des Hauptrahmens nach vorn vorspringen. Die durch die Federn ausgeübte Kraft
kann an den gerändelten Köpfen 81 der Schrauben 9 eingestellt werden, und die Feststellung
erfolgt mit Hilfe von :Muttern 82.
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Der Sch@«-ingrahmen wird während des größten Teils der Drehung des
Messers 26 gegen die Kraft der Federn ;.4 in seiner zurückgezogenen Stellung gehalten.
Die hierfür vorgesehene Vorrichtung besteht aus einem Exzenter 35, der etwa in der
Mitte der Welle 33 angeordnet ist, die in Lagern in den Seitenteilen 2o des Hauptrahmens
läuft. Auf dem Exzenter ist der innere Laufring des radialen Kugellagers 36 angebracht,
und zwar mittels Preßsitz bzw. Festsitz. Der äußere Laufring liegt an einem einstellbaren
Anschlag an, der an dem T-förmigen Ständer 69 des Schwingrahmens befestigt ist.
Dieser verstellbare Anschlag besteht gemäß der Zeichnung aus einem Balzen 86, der
in einen Vorsprung des Ständers 69 eigeschraubt ist und durch eine Gegenmutter 87
festgestellt ist. Die mit dem verstellbaren Bolzen 86 zusammenwirkenide Exzentereinrichtung
hält den Schwingrahmen in einer solchen Stellung, daß das Schwingmesser 66 von dem
rotierenden Messer 26 abgehalten wird, mit Ausnahme eines kurzen Augenblicks, währenddessen
die Schneidkante des rotierenden Messers bei ihrem Vorbeigang an dem schwingenden
Messer 66 mit der Schneidkante desselben in Berührung kommt.
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Die Welle 33 ist zur Antriebswelle 25 durch die Zahnräder 27 und 34
im Verhältnis 2 : i übersetzt, so daß das rotierende Messer 26 nur während jeder
zweiten Umdrehung wirksam wird. Das rotierende Messer ist zur Welle 47 der Antriebswalze
im Verhältnis i : i übersetzt, so daß die bei jedem Arbeitskreislauf abgeschnittene
Streifenlänge das Zweifache des Umfangs der Gummiauflage 53 der Antriebswalze beträgt.
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Es ist ersichtlich, daß die Antriebs@velle 25 und die Welle 33 sich
auch mit derselben Geschwindigkeit drehen können oder daß die Antriebswelle sich
mit irgendeinem anderen Vielfachen oder Geschwindigkeit der Welle 33 drehen kann.
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Die Welle 33 läuft durch Schlitze 88 in den Seitenwänden 67 des Schwingrahmens,
und diese Schlitze haben die geeignete Krümmung und Länge, um die erforderlich-,
Schwingbewegung zu ermöglichen.
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Während die Schneidkante des nichtrotierenden oder schwingenden Messers
66 im allgemeinen parallel zur Achse des rotierenden Messers 26 ist, weicht die
Schneidkante des rotierenden Messers geringfügig vom parallelen Verlauf ab. Für
einen genauen Schnitt soll die Kante des rotierenden Messers schraubenförmig sein,
wobei die Schraube eine sehr l=ange Steigung besitzt: beispielsweise ,ist eine Differenz
von einem Millimeter in der Umfangsrichtung zwischen den beiden Enden der schraubenförmigen
Schneidkante ausreichend, um eine Schneidwirkung mit Punktberührung zum Unterschied
von Linienberührung zu erhalten.
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Wie deutlich in Fig. 3, 5, 9 und io dargestellt ist, ist die Oberseite
des Schwingmessers 66 so geneigt, daß das Messer zurückfedert, wenn sich die Schneidkante
des rotierenden Messers 26 anlegt.
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Die Welle 33 der Maschine kann durch einen Motor oder ein Getriebe,
das bei 83 in Fig. i und 2 angegeben ist, angetrieben werden, und vorzugsweise ist
eine Einwegkupplung 8.1. vorgesehen. Die Einrichtung kann somit von Hand eingestellt
oder betätigt werden, wenn der Antrieb nicht arbeitet.