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Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zum Querschneiden von laufenden Bahnen insbesondere in einem einer Rotationsdruckmaschine nachgeordneten Falzapparat gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Die EP 03 64 864 A2 beschreibt eine Schneidvorrichtung in einem Falzapparat einer Rotationsdruckmaschine. Hierbei wirktein mit zwei Schneidmessern versehener Schneidzylinder mit einem drei Schneidleisten aufweisenden Sammelzylinder zusammen. Während eines Querschneidens einer Bahn in Bogen, taucht das jeweilige Schneidmesser in die entsprechende Schneidleiste ein.
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Nachteilig an dieser Schneidvorrichtung ist, daß die Schneidmesser in den Schneidleisten zykloidenartige Bewegungen ausführen, wodurch die z. B. aus elastischem Kunststoff bestehenden Schneidleisten einem hohen Verschleiß unterliegen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung zum Querschneiden von laufenden Bahnen zu schaffen, bei der ein Verschleiß einer Schneidleiste und auf ein Schneidmesser in Bahnlaufrichtung wirkende Biegekräfte und Schneidkräfte minimiert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 gelöst.
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Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Relativbewegungen der Schneidmesser bezüglich der Schneidleisten annähernd senkrecht zur Schneidbewegung weitgehend vermieden werden. Dadurch werden auf die Schneidmesser wirkende Biegespannungen und Schneidkräfte sowie die Walkbewegungen in und an den Schneidleisten vermindert. Durch die entlang einer Geraden bezogen auf einen Gegenzylinder erfolgenden Schneidbewegung werden die beim Stand der Technik auftretenden, Kerben erzeugenden Schabbewegungen der Schneidmesser in den Schneidleisten minimiert. Diese Schneidbewegung erzeugt eine höhere Schnittqualität, da ein Ausreißen des Schnittes der Bahn nicht auftritt.
Durch die optimierte Schneidbewegung ist es möglich im Vergleich zum Stand der Technik mit den Schneidmessern tiefer in die Schneidleisten einzutauchen. Damit können bei der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung Schneidmesser verwendet werden, deren Messerschneide keinen äquidistanten Abstand zur Drehachse des Schneidzylinders aufweist, wie z. B. keilförmig, V-förmig oder pfeilförmig verlaufende Schneidmesser. Dies hat zur Folge, daß die bisher stoßartig auftretenden, sehr großen Schneidkräfte, wesentlich verringert werden. Damit ist es möglich dickere Bahnen bzw. mehr Lagen von Bahnen zu schneiden sowie höhere Produktionsgeschwindigkeiten zu erreichen. Außerdem wird die durch Schwingungen erzeugte Belastung der Schneidvorrichtung verkleinert.
Zusätzlich verlängert sich der Wartungszyklus zum Austausch der Schneidmesser bei Verwendung von rotierenden Schneidzylindern mit mehreren Schneidmessern, da sich mit der Anzahl der Schneidmesser die erreichbare Anzahl von Schnitten pro Wartungszyklus erhöht.
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Die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen
- Fig. 1
- eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung;
- Fig. 2
- einen schematischen Schnitt der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung;
- Fig. 3
- einen vergrößerten Ausschnitt in schematischer Darstellung eines Bewegungsablaufes während eines Schneidvorgangs entsprechend Fig.1;
- Fig. 4 bis Fig. 13
- schematische Seitenansichten weiterer Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung.
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In Seitengestellen 1, 2 beispielsweise eines Falzapparates einer Rotationsdruckmaschine sind ein Schneidzylinderträger 3 und ein Sammelzylinder 4 um ihre parallel zueinander verlaufenden Drehachsen 6, 7 gleichläufig drehbar gelagert. Im vorliegenden ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 - 3) ist der Schneidzylinderträger 3 mit zwei drehbaren Schneidzylindern 8, 9 versehen, deren Drehachsen 11, 12 um 180° versetzt, konzentrisch in einem Radius r3, z. B. r3 = 300 mm, zur Drehachse 6 des Schneidzylinderträgers 3 angeordnet sind. Der Schneidzylinderträger 3 dreht während eines Schneidvorganges gleichläufig zum Sammelzylinder 4. Die Schneidzylinder 8, 9 drehen während eines Schneidvorganges gegenläufig zum Sammelzylinder 4. In jedem dieser Schneidzylinder 8, 9 sind drei parallel zu deren Drehachse 11, 12 verlaufende Schneidmesser 13 befestigt, die zueinander um 120° versetzt und deren Messerschneiden 14 in einem Radius r13, z. B. r13 = 150 mm, konzentrisch zur Drehachse 11, 12 des jeweiligen Schneidzylinders 8, 9 angeordnet sind.
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Der Sammelzylinder 4 dient als Gegenzylinder für die Schneidzylinder 8, 9 und ist deshalb mit zylinderfesten Schneidleisten 16 versehen. Drei um 120° versetzte Schneidleisten 16 sind deckungsgleich mit einer Mantelfläche 17 des Sammelzylinders 4 mit einem Radius r4, z. B. r4 = 300 mm, konzentrisch zur Drehachse 7 des Sammelzylinders 4 unbeweglich eingebracht. Der Antrieb der Schneidzylinder 8, 9 erfolgt mittels eines Planetenradgetriebes von einem Hauptantriebszahnradzug ausgehend. Der Sammelzylinder 4 weist ein Zahnrad 18 mit einer Zähnezahl z18, z. B. z18 = 132, auf, das von einem nichtdargestellten Antrieb angetrieben wird. In dieses Zahnrad 18 des Sammelzylinders 4 greift ein im Seitengestell 1 gelagertes Zwischenzahnrad 19 mit der Zähnezahl z19, z. B. z19 = 64, zum Antrieb des Schneidzylinderträgers 3 ein, das wiederum mit einem zweiten, im Seitengestell 1 gelagerten Zwischenzahnrad 21 mit einer Zähnezahl z21, z. B. z21 = 64, zusammenwirkt. Dieses Zwischenzahnrad 21 wälzt mit einem Zahnrad 22 mit einer Zähnezahl z22, z.B. z22 = 88, des Schneidzylinderträgers 3 ab, wodurch der Schneidzylinderträger 3 mit der Drehzahl n3 rotiert. Mit dem Zwischenzahnrad 21 ist ein Zahnrad 23 mit einer Zähnezahl z23, z. B. z23 = 39, verbunden, das in ein konzentrisch zur Drehachse 6 des Schneidzylinderträgers 3 frei drehbar gelagertes Zahnrad 24 mit einer Zähnezahl z24, z. B. z24 = 33, eingreift. Mit diesem Zahnrad 24 ist ein außenverzahntes Sonnenzahnrad 26 mit einer Zähnezahl z26, z. B. z26 = 96, verbunden, in dem ein Planetenzahnrad 27 mit einer Zähnezahl z27, z. B. z27 = 36, des jeweiligen Schneidzylinders 8, 9 kämmt.
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Die Schneidleisten 16 des Sammelzylinders 4 wirken mit den Schneidmessern 13 der beiden Schneidzylinder 8, 9 zusammen. Deshalb muß eine Drehzahl n3 des Schneidzylinderträgers 3 das 1,5-fache einer Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4, d. h.
, betragen. Um eine annähernd radiale Ausrichtung der Schneidmesser 13 bezüglich des Sammelzylinders 4 während des Schneidens zu erhalten, beträgt eine Drehzahl n8 der Schneidzylinder 8, 9 eine Summe aus einem Betrag der Drehzahl n3 des Schneidzylinderträgers 3 und aus einem Betrag der Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4, d. h.
. Mit den ausgeführten Radien r3, r4 und r13 ergibt sich eine annähernd gleiche Umfangsgeschwindigkeit von Schneidmesser 13 und Schneidleiste 14 während des Schneidens.
Eine Bahn 28, z.B. Papierbahn, Folienbahn oder Textilbahn wird auf dem Sammelzylinder 4 geführt und mittels der Schneidmesser 13 und Schneidleisten 16 in Signaturen geschnitten. Hierzu drehen die Schneidzylinder 8, 9 und damit die Schneidmesser 13 um ihre jeweilige Drehachse 11, 12. Diese Drehbewegung wird mittels des beschriebenen Antriebes derart ausgeführt, daß das jeweilige am aktuellen Schneidvorgang beteiligte Schneidmesser 13 von Beginn bis Ende des Schneidvorganges, d. h. von Auftreffen auf die Bahn 28 bis Abheben von der Bahn 28, eine annähernd radiale auf die Drehachse 7 des Sammelzylinders 4 ausgerichtete Bewegung ausführt. Diese annähernd radiale Bewegung weist einen kleinen, parallelen Versatz von der idealen radialen Richtung auf, wobei dieser Versatz durch Variation von den Radien r3, r4 und r13 minimiert werden kann. Dabei bewegen sich sowohl das betreffende Schneidmesser 13 als auch die entsprechende Schneidleiste 14 mit annähernd Bahngeschwindigkeit. Wie aus Fig. 3 ersichtlich bewegt sich das Schneidmesser 13 radial auf den Sammelzylinder 4 zu, durchtrennt die Bahn 28 und dringt in die Schneidleiste 16 ein. In dieser tiefsten Stellung des Schneidmessers 13 in der Schneidleiste 16 liegen die Drehachsen 6, 7, 11 und 12 sowie das Schneidmesser 13 auf einer gemeinsamen Geraden. Dort ist eine Radialgeschwindigkeit des Schneidmessers 13 null und die Aushubbewegung des Schneidmessers 13 beginnt. Die Aushubbewegung des Schneidmessers 13 erfolgt ebenfalls radial bezüglich des Sammelzylinders 4.
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Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung bei der der Sammelzylinder 4 mit drei Schneidleisten 16 versehen ist. Der Schneidzylinderträger 3 weist im Radius
einen einzigen Schneidzylinder 8 auf, der mit der Drehzahl
rotiert und an dem drei Schneidmesser 13 befestigt sind. Die Schneidmesser 13 sind im Radius
zur Drehachse 11 des Schneidzylinders 8 angeordnet. Der Schneidzylinderträger 3 dreht mit der Drehzahl n3, die der dreifachen Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4 entspricht, d. h.
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Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung bei der der Sammelzylinder 4 mit drei Schneidleisten 16 versehen ist. Der Schneidzylinderträger 3 weist im Radius
drei Schneidzylinder 8 auf, die mit der Drehzahl
rotieren und an denen jeweils ein Schneidmesser 13 befestigt ist. Das Schneidmesser 13 ist im Radius
zur Drehachse 11 des Schneidzylinders 8 angeordnet. Der Schneidzylinderträger 3 dreht mit der Drehzahl n3, die gleich der Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4 ist, d. h. n3 = n4.
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Fig. 6 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung bei der der Sammelzylinder 4 mit drei Schneidleisten 16 versehen ist. Der Schneidzylinderträger 3 weist im Radius
vier Schneidzylinder 8 auf, die mit der Drehzahl
rotieren und an denen jeweils drei Schneidmesser 13 befestigt sind. Die Schneidmesser 13 sind im Radius
zur Drehachse 11 der Schneidzylinder 8 angeordnet. Der Schneidzylinderträger 3 dreht mit der Drehzahl n3, die drei Viertel der Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4 beträgt, d. h.
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Fig. 7 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung bei der der Sammelzylinder 4 mit drei Schneidleisten 16 versehen ist. Der Schneidzylinderträger 3 weist im Radius
drei Schneidzylinder 8 auf, die mit der Drehzahl
rotieren und an denen jeweils ein Schneidmesser 13 befestigt ist. Das Schneidmesser 13 ist im Radius
zur Drehachse 11 des Schneidzylinders angeordnet. Der Schneidzylinderträger 3 dreht mit der Drehzahl n3, die gleich der doppelten Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4 ist, d. h.
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Fig. 8 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung bei der der Sammelzylinder 4 mit fünf Schneidleisten 16 versehen ist. Der Schneidzylinderträger 3 weist im Radius
zwei Schneidzylinder 8 auf, die mit der Drehzahl
rotieren und an denen jeweils fünf Schneidmesser 13 befestigt sind. Die Schneidmesser 13 sind im Radius
zur Drehachse 11 der Schneidzylinder 8 angeordnet. Der Schneidzylinderträger 3 dreht mit der Drehzahl n3, die fünf Halbe der Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4 beträgt, d. h.
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Fig. 9 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel der Sammelzylinder 4 mit fünf Schneidleisten 16 versehen ist. Der Schneidzylinderträger 3 weist im Radius
drei Schneidzylinder 8 auf, die mit der Drehzahl
rotieren und an denen jeweils fünf Schneidmesser 13 befestigt sind. Die Schneidmesser 13 sind im Radius
zur Drehachse 11 der Schneidzylinder 8 angeordnet. Der Schneidzylinderträger 3 dreht mit der Drehzahl n3, die fünf Drittel der Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4 beträgt, d. h.
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Fig. 10 zeigt ein achtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung bei der der Sammelzylinder 4 mit fünf Schneidleisten 16 versehen ist. Der Schneidzylinderträger 3 weist im Radius
vier Schneidzylinder 8 auf, die mit der Drehzahl
rotieren und an denen jeweils fünf Schneidmesser 13 befestigt sind. Die Schneidmesser 13 sind im Radius
zur Drehachse 11 der Schneidzylinder 8 angeordnet. Der Schneidzylinderträger 3 dreht mit der Drehzahl n3, die fünf Viertel der Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4 beträgt, d. h.
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Fig. 11 zeigt ein neuntes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung bei der der Sammelzylinder 4 mit fünf Schneidleisten 16 versehen ist. Der Schneidzylinderträger 3 weist im Radius
fünf Schneidzylinder 8 auf, die mit der Drehzahl
rotieren und an denen jeweils ein Schneidmesser 13 befestigt ist. Das Schneidmesser 13 ist im Radius
zur Drehachse 11 der Schneidzylinder 8 angeordnet. Der Schneidzylinderträger 3 dreht mit der Drehzahl n3, die gleich der Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4 ist, d. h.
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Fig. 12 zeigt ein zehntes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung bei der der Sammelzylinder 4 mit fünf Schneidleisten 16 versehen ist. Der Schneidzylinderträger 3 weist im Radius
fünf Schneidzylinder 8 auf, die mit der Drehzahl
rotieren und an denen jeweils ein Schneidmesser 13 befestigt ist. Das Schneidmesser 13 ist im Radius
zur Drehachse 11 der Schneidzylinder 8 angeordnet. Der Schneidzylinderträger 3 dreht mit der Drehzahl n3, die der doppelten Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4 entspricht, d. h.
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Fig. 13 zeigt ein elftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung bei der der Sammelzylinder 4 mit sieben Schneidleisten 16 versehen ist. Der Schneidzylinderträger 3 weist im Radius
drei Schneidzylinder 8 auf, die mit der Drehzahl
rotieren und an denen jeweils sieben Schneidmesser 13 befestigt sind. Die Schneidmesser 13 sind im Radius
zur Drehachse 11 der Schneidzylinder 8 angeordnet. Der Schneidzylinderträger 3 dreht mit der Drehzahl n3, die sieben Drittel der Drehzahl n4 des Sammelzylinders 4 beträgt, d. h.
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Zur Ausführung der Drehbewegung der Schneidzylinder 8, 9 können anstelle des beschriebenen Planetengetriebes auch andere Antriebe verwendet werden. So ist es beispielsweise denkbar, die Schneidzylinder 8, 9 mittels mit dem Schneidzylinderträger 3 synchronisierter Elektro- oder Hydraulikmotore direkt zu drehen.
Auch ist es möglich, die Schneidzylinder 8 anstelle der Drehbewegung nur eine oszillierende Schwenkbewegung um die Drehachse 11 der Schneidzylinder 8 ausführen zu lassen. Hierbei eignen sich Kurvengetriebe oder Kurbelgetriebe. Bei Kurvengetriebe ist mindestens eine bezüglich des Seitengestelles 1 ortsfeste Kurve vorgesehen, die mittels eines mit dem Schneidzylinder 8 verbundenen Hebelarmes, dessen Kurvenrolle auf der Kurve abrollt, während des Schneidens die notwendige, der Bahnlaufrichtung entgegengesetzte Schwenkbewegung und nach dem erfolgten Schnitt die Rückstellbewegung erzeugt.
Teileliste
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- 1
- Seitengestell
- 2
- Seitengestell
- 3
- Schneidzylinderträger
- 4
- Sammelzylinder
- 5
- -
- 6
- Drehachse (3)
- 7
- Drehachse (4)
- 8
- Schneidzylinder
- 9
- Schneidzylinder
- 10
- -
- 11
- Drehachse (8)
- 12
- Drehachse (9)
- 13
- Schneidmesser
- 14
- Messerschneide
- 15
- -
- 16
- Schneidleiste
- 17
- Mantelfläche
- 18
- Zahnrad
- 19
- Zwischenzahnrad
- 20
- -
- 21
- Zwischenzahnrad
- 22
- Zahnrad (3)
- 23
- Zahnrad
- 24
- Zahnrad
- 25
- -
- 26
- Sonnenrad
- 27
- Planetenrad
- 28
- Bahn
- n3
- Drehzahl
- n4
- Drehzahl
- n8
- Drehzahl
- r3
- Radius
- r4
- Radius
- r13
- Radius
- z18
- Zähnezahl
- z19
- Zähnezahl
- z21
- Zähnezahl
- z22
- Zähnezahl
- z23
- Zähnezahl
- z24
- Zähnezahl
- z26
- Zähnezahl
- z27
- Zähnezahl