EP1683611A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Beschneiden flexibler, flächiger Produkte - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Beschneiden flexibler, flächiger Produkte Download PDF

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EP1683611A1
EP1683611A1 EP20060001368 EP06001368A EP1683611A1 EP 1683611 A1 EP1683611 A1 EP 1683611A1 EP 20060001368 EP20060001368 EP 20060001368 EP 06001368 A EP06001368 A EP 06001368A EP 1683611 A1 EP1683611 A1 EP 1683611A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutting
knife
edge
products
cage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20060001368
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erwin Müller
Heinz Möckli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ferag AG
Original Assignee
Ferag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ferag AG filed Critical Ferag AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
    • B26D1/12Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a cutting member moving about an axis
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26DCUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H29/00Delivering or advancing articles from machines; Advancing articles to or into piles
    • B65H29/003Delivering or advancing articles from machines; Advancing articles to or into piles by grippers
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    • Y10T83/00Cutting
    • Y10T83/97Miscellaneous

Definitions

  • the present invention is from the printing industry; It deals with a device and a method for pruning flexible, flat products, in particular printed products such as newspapers, magazines or parts thereof, according to the preamble features of claims 1 and 14.
  • EP 762 950 discloses an apparatus for handling printed products for making an edge cut.
  • This device is characterized essentially by the fact that a first conveyor loop with grippers to a second conveyor loop with Einspannklammern guided concurrently to each other while a held in a gripper print product is introduced during a common path of movement in a clamping clip. Held stabilizing in this clamping clamp, the printed product is fed to a cutting apparatus, wherein previously carried out by loosening the gripper positioning of the printed product. During the cutting process, the printed product is secured against undesired displacement by means of the clamping clip. This is necessary because the cutting apparatus exerts sliding forces on the printed product during the cutting process and, consequently, an unclean cut would take place without the clamping clamp.
  • the cutting apparatus comprises a knife and a counter knife, wherein the counter knife in the course of the common movement path to a rear side of the cutting apparatus projecting free edge region can be applied and the knife acts to perform the edge cut on the front thereof.
  • EP 673 729 shows a device for trimming an edge of a printed product, wherein this is temporarily introduced into a pocket-like conveying device and then fed to a cutting device.
  • the print product becomes conventional in a conventional way kept positioned in the pocket-like conveyor and secured against displacement during the cutting process.
  • a print product edge to be trimmed is brought into contact with a shoulder of a support device immediately before the cutting knife attack by means of a counter strip.
  • the known cutting devices with their associated drives include numerous device elements that can cause fluctuations and vibrations in the entire conveying path of printed products with their own dynamics and are generally undesirable because of their difficult controllability. It should also be noted at this point that each built-functional device element of an overall system maintenance and care costs brings with it and also affects the operational reliability and thus on the "error-free number of operating hours" takes.
  • the devices according to the invention and the method according to the invention for trimming flexible, flat products are trimmed by means of a pulse cut, at least one knife part having a large pulse and a second Knife part for trimming the product interacts.
  • the products can be processed by conventional conveying means, in particular gripper transporters, bag transporters or semitrail transporters, without transfer to cutting holders. Existing systems can therefore also be retrofitted with a pulse cutting device.
  • Pulse cutting is understood here to be the special trimming of printed products in which a printed product itself remains free of displacement forces at the moment of cutting off or knocking off edge regions to be separated, and thus virtually no acceleration is experienced by the printed product, because the cutting process is abruptly completed.
  • the device for trimming advantageously comprises a knife and a cutting edge or a knife and a counter knife, wherein the respective mass and the respective speed of the knife and the cutting edge or the knife and the counter knife with respect to a product to be trimmed have a large pulse , which remains essentially unchanged during trimming.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the blade and the cutting edge or the knife and the counter blade are arranged rotatably about a rotation axis, wherein the blade and the cutting edge or the knife and the counter blade rotate in opposite directions or in the same direction with each other at a respective speed.
  • the angular position of the knife and counter knife to each other is preferably chosen so that the two blade parts enclose an angle with each other and thereby develop a shearing action.
  • the knife which is moved at high speed, is moved parallel to the product to be cut and the counter knife (stationary, slower moving or counterrotating) is arranged obliquely to the product to be cut.
  • Such an embodiment eliminates the actual cutting upstream in-cutting bring the counter blade or a corresponding supporting the product to be cut by the counter blade or separate support elements in conventional cutting devices.
  • the pulse cutting device comprises a cage provided with a number of openings for the planar products, which is designed as a truncated cone, wherein within the rotating cage at least one revolving knife rotates on a correspondingly smaller conical surface and the angle of inclination of the conical surface relative to the rotation axis is selected such that in that the speed difference is compensated from the radially outer edge to the radially inner edge of a product guided past an approximately circular path on the pulse cutting device.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides a cage provided with a number of openings for the planar products, which cage is rotatable about an axis of rotation and in the form of a cylinder, wherein within the rotating cage at least one revolving knife rotates on a correspondingly smaller cylindrical jacket surface ,
  • first and / or the second cutting means is arranged angled relative to the edge of the flat product to be trimmed, or that the first and / or the second cutting means relative to the edge of the sheet product to be trimmed have or have a curved contour.
  • a cutting station 8 for trimming flexible, sheet-like products 2, in particular printed products, such as newspapers, magazines and the like is shown in perspective, wherein a pulse-cutting device 3 as inventive device is used.
  • a number of grippers 1 (only one gripper is shown in FIG. 1) of a conveying device, the printed products 2 are fed to the cutting station 8.
  • These grippers 1 can be of conventional design, for example according to EP 600183 or US Pat. No. 5,395,151, wherein the printed products need not be held or supported in a planar manner by cutting holders unlike the prior art.
  • the preferred gripper shown in FIG. 1 has an extension facing away from the gripped edge (here pointing downwards), which can be supplemented by two auxiliary arms which project at an angle.
  • This extension or the two auxiliary arms have, unlike planar bag walls according to the prior art, no supporting effect with respect to the cutting function. Rather, these allow in preferred embodiments, a spatial alignment of the sheet and optionally (here by means of Hilftarme) stabilizing the sheets against wind. It is essential that the edges of the printed product to be trimmed are not impaired by these aids.
  • the person skilled in the art recognizes that alternative geometries and optionally adjustable auxiliary arms and the like can correspondingly effect the desired functions. Fault-prone transfer and removal of the printed products on cutting holding means can be omitted. In this way, it is possible to supply the printed sheets to the cutting station 8 on most different paths of movement and at the same time (as will be explained in more detail below) to bring the desired edge (s) into the cutting region of the pulse cutting devices 3.
  • the impulse-cutting device 3 is rotationally symmetrical and has a cage 4 with openings 9 which rotates in a first direction 7 about the axis of rotation 6.
  • the openings 9 extend substantially in the longitudinal direction of the cage 4 and are preferably formed on their long edges 12, as shown in FIG. 2, on the side facing the axis of rotation 6 as knives or provided with exchangeable knives.
  • rotational direction 10 are also provided in the longitudinal direction of the cage 4 extending knife 5.
  • the rotation of the cage 4 and the knife 5 is tuned to the transport of the printed products 2 that the edge to be cut of the printed product 2 when reaching the impulse cutting device 3 meshes with an opening 9 of the cage 4 and there by the running against each other of knife 5 and longer Edge 12 of the cage opening 9 is cut off due to the pulse acting on the edge.
  • the weight of the rotating knives 5 and the cage 4 and other parameters, such as their speed, configuration of the knife edges and the position of the knife 5 with respect to the cage opening 9, etc., on parameters of the product to be cut, such as the thickness of the printed product 2 to be cut, type of paper, paper moisture and quality, etc. tuned to obtain the necessary cutting properties for a pulse cut.
  • the design and arrangement of the pulse cutting device allow, compared to the prior art, a very high pulse of the knife.
  • the position of the knives 5 to the long edges 12 of the openings 9 may be parallel or slightly oblique, so that a product to be cut between the knife 5 and the long edge 12 is cut off either simultaneously over the entire length by the impulse (parallel position) or else continuous at one end of the opening 9 starting to the other end of the opening 9.
  • the skew which determines the blade angle, may not be too large here, so that the momentum is not too small.
  • the long edge 12 of the cage opening 9 can be arranged obliquely in the lateral surface of the cage 4.
  • further developing both the rotating blade 5 and the long edges 12 have a curved contour.
  • the edge to be trimmed reaches the region of the openings 9 of the cage 4, where the edges are trimmed by the impulse cut.
  • the invention advantageously enables, as shown in FIG. 1, the trimming of the products in a suspended position.
  • the geometry of the cage also allows optimal extraction of the cutting residues by means of corresponding suction tubes (not shown).
  • a pulse cutting unit which has a cage in the form of a cylinder jacket (not shown) and the inside of the cylinder barrel counter-rotating blades are arranged according to a cylinder shell with a slightly smaller radius. If the product 2 for the trimming of the side edges, the so-called head androisberough, guided on an approximate circular path K with a circular path axis A past a pulse cutting devices 3, the cage 4, as shown in Fig. 1 and 2, preferably in Formed a truncated cone. The knives 5 run around on a correspondingly smaller cone surface area.
  • the angle of inclination ⁇ of the conical surface with respect to the axis of rotation 6 is chosen so that the speed difference from the radially outer Edge is compensated to the radially inner edge of a guided on an approximate circular path past the pulse cutting devices 3 printed product 2.
  • the pulse cutting device 3 is arranged so that the conical surface is aligned radially to the circular path axis A, around which the printed products 2 are guided around.
  • the cage is preferably cylindrical and the blades run on the inside of a cylindrical surface with corresponding smaller radii.
  • the pulse cut is carried out with the inventive pulse-cutting device quasi-suddenly, so that on the one hand the rotating first and second cutting means substantially due to their mass and their rotational speed experience no pulse change and on the other hand the printed product to be cut undergoes no displacement forces at the moment of the cut.
  • this pulse-cutting device it is thus possible for the first time to eliminate the conventional cutting process step of "bringing-in" a printed product immediately before the trimming.
  • the printed product is newly cut without being applied to a cutting edge or counter knife.
  • a frusto-conical pulse cutting device 3 in a region of a conveyor with a substantially linear trajectory of the product.
  • their axes of rotation 6 relative to the product to be cut or mutually inclined so that the conical surface surfaces parallel to each other or parallel to the trimming edges.
  • the different peripheral velocities of the knives along the surface lines can also influence the cutting forces be used.
  • An adaptation to special cutting geometries eg bevelled edge trimming
  • the location of the edges to be trimmed may be assisted prior to or during trimming by directional air jets.
  • grippers which can influence the pivotal position of the product 2, it is also possible to effect an alignment of the product with respect to the opening 9 (obliquely or parallel to the long edge 12).
  • the relative movement of the knife and counter knife can be the same direction, with the desired speed difference, or as indicated in Figure 2 by the rotational directions 7 and 10, in opposite directions.
  • Another possibility for influencing the Kantenbeites lies in the mutual arrangement of the two long edges of an opening, which preferably extend at a slight angle to each other.
  • the quality of the Kantenbeitess can also be improved if the knife and counter blade are mutually inclined or have a curved course, so that the course of their mutual cutting angle in a continuous trimming along an edge has a non-linear course. In this case, it is provided in particular that the cutting angle between the two cutting blades decreases during the trimming.
  • the pulse cutting method according to the invention is preferably used for the trimming of printed products with a plurality of paper sheets to be trimmed having a weight in the range from 42 to 60 g / m 2 .
  • Per impulse cutting device is at least one knife fixed or movable. In the known knife cut, the knife typically interacts with a cutter bar or an only slightly spaced counter holder. Ideally, the smallest possible distance or cutting gap of approximately 0 ⁇ m, regardless of whether the knife is moved in vertical section, in the vertical bevel cut or in the swinging section.
  • the pulse results from the product of the mass m of the knife and its speed where momentum and velocity are vectors and thus directional.
  • the relative speed from the knife to the cropping product is essential.
  • a relative speed of more than 20 m / s at distances of knife and counter-holder or counter-knife of more than 30 microns has proven.
  • the relative velocity is generated either by a translational movement or a rotational movement of the knife, which is counter-rotating or concurrent to the conveying movement of the product to be cut in the cutting area, or the knife is fixed and only the product to be cut is moved.
  • the momentum is an extensive quantity
  • the essential momentum of the knife according to the present invention is the sum of the momentum of the knife itself, of the knife holder and other components of the device that form a common body with respect to the momentum.
  • this common body has a mass of 5 to 10 kg, which is distributed symmetrically. For thinner products of up to 20 sheets, the mass can be less than 5 kg.
  • the distance between knife and counterholder or counter knife results from the pulse size. The higher the relative speed and the larger the mass, the greater the distance can be selected.
  • FIGS. 1 and 2 The embodiment of the device according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 is modified in a further embodiment such that the rotating blades 5 are replaced by a fixed blade.
  • the long edge 12 of the cage opening 9 is formed either as a counter blade or as an anvil.
  • the blades are not located inside the cage, but on the outside. It has proven to be advantageous to make the blades very thin in the region of the cutting edge and / or the cutting edge on the To arrange the side facing away from the cage so as not to obstruct the transport movement of the trimmed product unnecessarily by the knife.
  • the impulsive mass of the knife is preferably arranged outside the cutting area.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Beschneiden von flexiblen, flächigen Produkten (2) sind erste und ein zweite Schneidmittel (5, 12) vorgesehen, zwischen denen die flächigen Produkte (2) im Wesentlichen mittels Impulsschnitt beschneidbar sind. Zudem wird ein Verfahren zum Beschneiden mittels Impulsschnitt vorgeschlagen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung stammt aus dem Gebiet der Druckindustrie; sie befasst sich mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Beschneiden flexibler, flächiger Produkte, insbesondere Druckprodukten wie Zeitungen, Zeitschriften oder Teilen davon, gemäss den oberbegrifflichen Merkmalen der Ansprüche 1 und 14.
  • Die EP 762 950 offenbart eine Vorrichtung zum Handhaben von Druckprodukten zur Durchführung eines Kantenschnitts. Diese Vorrichtung zeichnet sich im Wesentlichen dadurch aus, dass eine erste Förderschleife mit Greifern zu einer zweiten Förderschleife mit Einspannklammern gleichlaufend zueinander geführt und dabei ein in einem Greifer gehaltenes Druckprodukt während eines gemeinsamen Bewegungsweges in eine Einspannklammer eingeführt wird. In dieser Einspannklammer stabilisierend gehalten, wird das Druckprodukt einem Schneidapparat zugeführt, wobei vorgängig durch Lösen des Greifers eine Positionierung des Druckerzeugnisses erfolgt. Während des Schneidvorgangs wird das Druckprodukt mittels der Einspannklammer gegen unerwünschtes Verschieben gesichert. Dies ist deshalb notwendig, weil der Schneidapparat während des Schneidvorgangs Verschiebekräfte auf das Druckprodukt ausübt und demzufolge ohne die Einspannklammer ein unsauberer Schnitt erfolgen würde. Der Schneidapparat umfasst ein Messer und ein Gegenmesser, wobei das Gegenmesser im Verlauf des gemeinsamen Bewegungsweges an eine hintere Seite des zum Schneidapparat hin vorstehenden freien Randbereichs anlegbar ist und das Messer zum Ausführen des Kantenschnitts an der Vorderseite davon angreift.
  • Auch die EP 673 729 zeigt eine Einrichtung zum Beschneiden einer Kante eines Druckprodukts, wobei dieses in eine taschenartige Fördervorrichtung temporär eingebracht wird und anschliessend einer Schneidvorrichtung zugeführt wird. Auf konventionelle Art wird das Druckerzeugnis in der taschenartigen Fördervorrichtung positioniert gehalten und gegen Verschieben beim Schneidvorgang gesichert. Darüber hinaus wird eine zu beschneidende Druckproduktkante unmittelbar vor dem Schneidmesserangriff mittels einer Gegenleiste an einer Schulter einer Stützvorrichtung in Anlage gebracht. Diese Haltemassnahmen dienen dem verschiebefreien Beschneiden von Druckproduktkanten.
  • Aus CH 686 295 ist ausserdem ein Verfahren zum Schneiden flächiger Werkstoffe bekannt, das durch reine Relativbewegung eines kreissägeartigen Messers gegenüber dem Schneidgut einen Kantenbeschnitt bewirken soll. Dabei wird unter Weglassung eines Gegenmessers allein durch hohe Rotationsgeschwindigkeit einer einzigen Messerträgerscheibe mit einer Vielzahl von radial abstehenden Messerklingen infolge Massenträgheit und Eigensteifigkeit des Schneidguts letzteres beschnitten. Dabei ist das Schneidgut allein durch von der Schnittkante beabstandete Halterungen abgestützt. Diese Lösung mag für minderwertige Kantenbeschnitte hinreichend sein, kann aber guten Schnittqualitäten, wie diese heute im Bereich der Druckweiterverarbeitung gefordert werden, nicht genügen. Ausserdem bleiben bei jener Konstruktion das Problem und der Konstruktionsaufwand der Übergabe von Fördermitteln, wie Klammern, an spezielle Schneidhalterungen und nachträgliche Entnahme ungelöst. Des Weiteren limitiert jene Lehre die Schnittkräfte abhängig von den Eigenschaften des zu beschneidenden Materials, da jene kleiner sein müssen, als die Summe aus Eigensteifigkeit und Massenträgheit des zu beschneidenden Produkts.
  • Den vorgängig erörterten Vorrichtungen bzw. Verfahren zum Beschneiden von Druckproduktkanten ist gemeinsam, dass nicht nur der maschinenbauliche Aufwand hinsichtlich der jeweils zum Einsatz gelangenden Schneidapparate und der damit verbundenen Fördervorrichtungen für die Bearbeitungsstation "Kantenschneiden" beträchtlich ist, sondern darüber hinaus deren Steuerungs- bzw. der Regelungsaufwand entsprechend umfangreich ist und bei der Lösung gemäss CH 686 295 bestehen die vorgenannten Nachteile.
  • Des Weiteren umfassen die bekannten Schneidapparate mit ihren zugehörigen Antrieben zahlreiche Vorrichtungselemente, die mit ihrer Eigendynamik Schwankungen und Vibrationen im gesamten Förderweg von Druckprodukten hervorrufen können und die grundsätzlich wegen ihrer schweren Beherrschbarkeit unerwünscht sind. An dieser Stelle sei auch darauf hingewiesen, dass jedes verbaute funktionelle Vorrichtungselement einer Gesamtanlage Wartungsaufwand und Pflegeaufwand mit sich bringt und zudem Einfluss auf die Betriebszuverlässigkeit und damit auf die "fehlerfreie Betriebsstundenanzahl" nimmt.
  • Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Beschneiden flexibler, flächiger Produkte, mit guter Schnittqualität, dahingehend weiter zu entwickeln, dass mindestens ein Teil der Nachteile des aufgezeigten Standes der Technik überwunden werden; dabei soll die Vorrichtung zum Beschneiden nicht nur hinsichtlich des maschinenbaulichen Aufwands vereinfacht werden, sondern auch ihre Betriebszuverlässigkeit erhöht werden.
  • Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist für die Vorrichtung im Anspruch 1 und für das Verfahren im Anspruch 14 angegeben. Diesen Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 13, respektive des Anspruches 15.
  • Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem erfindungsgemässen Verfahren zum Beschneiden von flexiblen, flächigen Produkten, werden diese mittels eines Impulsschnitts beschnitten, wobei mindestens ein Messerteil einen grossen Impuls aufweist und mit einem zweiten Messerteil für den Beschnitt des Produkts zusammenwirkt. Hinzu kommt, dass bei erfindungsgemässer Ausgestaltung der Schneidmittel die Produkte dabei durch herkömmliche Fördermittel, insbesondere Greifertransporteure, Taschentransporteure oder Satteltransporteure, ohne Übergabe an Schneidhalterungen bearbeitbar sind. Bestehende Anlagen können also auch mit einer Impulsschnittvorrichtung nachgerüstet werden.
  • Unter Impulsschnitt wird hier das besondere Beschneiden von Druckprodukten verstanden, bei dem ein Druckprodukt im Moment des Abschneidens bzw. des Abschlagens von abzutrennenden Kantenbereichen selbst frei bleibt von Verschiebekräften und somit das Druckerzeugnis praktisch keinerlei Beschleunigung erfährt, weil der Schneidvorgang schlagartig vollzogen wird. Die Vorrichtung zum Beschneiden umfasst dabei mit Vorteil ein Messer und eine Schneidkante oder ein Messer und ein Gegenmesser, wobei die jeweilige Masse und die jeweilige Geschwindigkeit des Messers und der Schneidkante oder des Messers und des Gegenmessers in Bezug auf ein zu beschneidendes Produkt einen grossen Impuls aufweisen, der beim Beschnitt im wesentlichen unverändert bleibt.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Messer und die Schneidkante oder das Messer und das Gegenmesser um eine Rotationsachse drehbar angeordnet sind, wobei das Messer und die Schneidkante oder das Messer und das Gegenmesser gegenläufig oder gleichläufig zueinander mit einer jeweiligen Geschwindigkeit rotieren. Die Winkelstellung von Messer und Gegenmesser zueinander wird bevorzugt so gewählt, dass die beiden Messerteile untereinander einen Winkel einschliessen und dadurch eine Scherwirkung entfalten. Dabei wird in einer bevorzugten Ausführungsvariante das mit grosser Geschwindigkeit bewegte Messer parallel zum zu schneidenden Produkt bewegt und das (stationäre, langsamer mitlaufende oder gegenläufige) Gegenmesser schräg zum zu schneidenden Produkt angeordnet. Bei einer solchen Ausgestaltung entfällt das in herkömmlichen Schneideinrichtungen dem eigentlichen Schneiden vorgelagerte In-Anlage-bringen des Gegenmessers oder ein entsprechendes Abstützen des zu schneidenden Produkts durch das Gegenmesser oder separate Stützelemente. Der dabei erforderliche Synchronisationsaufwand und die Gefahr der Beschädigung/Beeinträchtigung des Schneidguts, namentlich wenn ein zusätzliches Festklemmen mit synchron bewegten Stützelementen vorgesehen ist, können entfallen.
  • Mit Vorteil umfasst die Impulsschnittvorrichtung einen mit einer Anzahl Öffnungen für die flächigen Produkte versehenen Käfig, der als Kegelstumpf ausgebildet ist, wobei innerhalb des rotierenden Käfigs mindestens ein umlaufendes Messer auf einer entsprechend kleineren Kegelmantelfläche umläuft und der Neigungswinkel des Kegelmantels gegenüber der Rotationsachse so gewählt ist, dass der Geschwindigkeitsunterschied vom radial äusseren Rand zum radial inneren Rand eines auf einer annähernden Kreisbahn an der Impulsschnittvorrichtung vorbei geführten Produkts ausgeglichen wird. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht einen mit einer Anzahl Öffnungen für die flächigen Produkte versehenen Käfig vor, der um eine Rotationsachse drehbar angeordnet ist und in Form eines Zylinders ausgebildet ist, wobei innerhalb des rotierenden Käfigs mindestens ein umlaufendes Messer auf einer entsprechend kleineren Zylindermantelfläche umläuft.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass das erste und/oder das zweite Schneidmittel gegenüber der zu beschneidenden Kante des flächigen Produkts abgewinkelt angeordnet ist bzw. sind, oder dass das erste und/oder das zweite Schneidmittel gegenüber der zu beschneidenden Kante des flächigen Produkts eine geschwungene Kontur aufweist bzw. aufweisen.
  • Im Folgenden wird anhand der in den beiden Figuren dargestellten Beispiele die Erfindung näher beschrieben. Dabei zeigen rein schematisch die
  • Fig. 1
    in perspektivischer Darstellung eine erfindungsgemässe Impulsschnittvorrichtung mit Schneidmitteln und
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf die Schneidmittel.
  • In Fig. 1 ist perspektivisch eine Schneidstation 8 zum Beschneiden flexibler, flächiger Produkte 2, insbesondere Druckprodukten, wie Zeitungen, Zeitschriften und dergleichen dargestellt, wobei eine Impulsschnittvorrichtung 3 als erfindungsgemässe Vorrichtung zum Einsatz gelangt. Mit einer Anzahl Greifern 1 (in Fig. 1 ist nur ein Greifer dargestellt) einer Fördervorrichtung werden die Druckprodukte 2 der Schneidstation 8 zugeführt. Diese Greifer 1 können herkömmlicher Konstruktionsart sein, z.B. gemäss EP 600183 bzw. US 5,395,151, wobei die Druckprodukte anders als beim Stand der Technik nicht zusätzlich flächig durch Schneidhalterungen gehalten bzw. abgestützt sein müssen. Der in Figur 1 dargestellte, bevorzugte Greifer weist eine von der erfassten Kante wegweisende (hier nach unten zeigende) Verlängerung auf, die durch zwei winklig abstehende Hilfsarme ergänzt sein kann. Diese Verlängerung bzw. die beiden Hilfsarme besitzen, anders als flächige Taschenwände gemäss dem Stand der Technik, keine Abstützwirkung hinsichtlich der Schneidfunktion. Vielmehr ermöglichen diese bei bevorzugten Ausführungsformen ein räumliches Ausrichten der Druckbogen und gegebenenfalls (hier mittels der Hilftarme) eine Stabilisierung der Druckbogen gegen Fahrtwind. Wesentlich ist, dass die zu beschneidenden Kanten des Druckprodukts durch diese Hilfsmittel nicht beeinträchtigt werden. Der Fachmann erkennt, dass alternative Geometrien und gegebenenfalls verstellbare Hilfsarme und dergleichen in entsprechender Weise die gewünschten Funktionen bewirken können. Störanfällige Übergabe und Entnahme der Druckprodukte an Schneid-Haltemittel können entfallen. Auf diese Weise ist es möglich, die Druckbogen auf verschiedensten Bewegungsbahnen der Schneidstation 8 zuzuführen und gleichzeitig (wie weiter unten näher ausgeführt wird) die gewünschte(n) Kante(n) in den Schnittbereich der Impulsschnittvorrichtungen 3 zu bringen.
  • Die Impulsschnittvorrichtung 3 ist rotationssymmetrisch aufgebaut und weist einen in eine erste Richtung 7 um die Rotationsachse 6 rotierenden Käfig 4 mit Öffnungen 9 auf. Die Öffnungen 9 erstrecken sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Käfigs 4 und sind an ihren langen Kanten 12, wie Fig. 2 zeigt, auf der der Rotationsachse 6 zugewandten Seite vorzugsweise als Messer ausgebildet oder mit austauschbaren Messern versehen. In einer zweiten, zur Rotationsrichtung 7 gegenläufigen Rotationsrichtung 10 sind ebenfalls sich in Längsrichtung des Käfigs 4 erstreckende Messer 5 vorgesehen.
  • Die Rotation des Käfigs 4 und der Messer 5 ist so auf den Transport der Druckprodukte 2 abgestimmt, dass der zu schneidende Rand des Druckprodukts 2 beim Erreichen der Impulsschnittvorrichtung 3 mit einer Öffnung 9 des Käfigs 4 kämmt und dort durch das Gegeneinanderlaufen von Messer 5 und langer Kante 12 der Käfigöffnung 9 aufgrund des auf den Rand einwirkenden Impulses abgehauen wird. Hierzu sind das Gewicht der umlaufenden Messer 5 und des Käfigs 4 sowie weitere Parameter, wie die deren Geschwindigkeit, Ausgestaltung der Messerkanten und die Lage der Messer 5 in Bezug auf die Käfigöffnung 9 etc., auf Parameter des zu schneidenden Produkts, wie beispielsweise die Dicke des zu schneidenden Druckprodukts 2, Papierart, Papierfeuchte und -qualität etc., abgestimmt, um die nötigen Schneideigenschaften für einen Impulsschnitt zu erhalten. Die Ausgestaltung und Anordnung der Impulsschnittvorrichtung ermöglichen, im Vergleich zum Stand der Technik, einen sehr hohen Impuls der Messer.
  • Die Lage der Messer 5 zu den langen Kanten 12 der Öffnungen 9 kann parallel oder leicht schräg sein, so dass ein zwischen Messer 5 und langer Kante 12 zu schneidendes Produkt entweder auf der gesamten Länge gleichzeitig durch den Impuls abgeschlagen wird (parallele Lage) oder aber kontinuierlich an einem Ende der Öffnung 9 beginnend bis zum anderen Ende der Öffnung 9. Die Schräglage, die den Messeranstellwinkel bedingt, darf hier nicht allzu gross gewählt werden, damit der wirkende Impuls nicht zu klein wird. Ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen kann auch die lange Kante 12 der Käfigöffnung 9 schräg in der Mantelfläche des Käfigs 4 angeordnet sein. Vorteilhaft weiterbildend können sowohl die rotierenden Messer 5 als auch die langen Kanten 12 eine geschwungene Kontur aufweisen. Es ist somit erfindungsgemäss vorzusehen, dass die zu beschneidende Kante in den Bereich der Öffnungen 9 des Käfigs 4 gelangen, wo die Kanten durch den Impulsschnitt beschnitten werden. Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, wie in Figur 1 gezeigt, den Beschnitt der Produkte in hängender Lage. Die Geometrie des Käfigs ermöglicht zudem ein optimales Absaugen der Schneidreste durch entsprechende Absaugrohre (nicht dargestellt).
  • Als Schneideinheit zum Beschnitt des dem Greifer 1 gegenüberliegenden Randes ist beispielsweise eine Impulsschnitteinheit vorgesehen, die einen Käfig in Form eines Zylindermantels (nicht dargestellt) aufweist und die innerhalb des Zylindermantels gegenläufig rotierenden Messer sind entsprechend auf einem Zylindermantel mit einem etwas kleineren Radius angeordnet. Wird das Produkt 2 für den Beschnitt der Seitenränder, den sog. Kopf- und Fussbeschnitt, auf einer annähernden Kreisbahn K mit einer Kreisbahnachse A an einer Impulsschnittvorrichtungen 3 vorbei geführt, ist der Käfig 4, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, vorzugsweise in Form eines Kegelstumpfs ausgebildet. Die Messer 5 laufen auf einer entsprechend etwas kleineren Kegelmantelfläche um. Der Neigungswinkel α des Kegelmantels gegenüber der Rotationsachse 6 ist dabei so gewählt, dass der Geschwindigkeitsunterschied vom radial äusseren Rand zum radial inneren Rand eines auf einer annähernden Kreisbahn an den Impulsschnittvorrichtungen 3 vorbei geführten Druckprodukts 2 ausgeglichen wird. Die Impulsschnittvorrichtung 3 ist dabei so angeordnet, dass die Kegelmantelfläche radial zur Kreisbahnachse A ausgerichtet ist, um welche die Druckprodukte 2 herumgeführt werden.
  • Wird das Produkt 2 auf einer ebenen Bewegungsbahn an einer Impulsschnittvorrichtung 3 vorbeigeführt, so ist der Käfig vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und die Messer laufen innen auf einer Zylindermantelfläche mit entsprechenden kleineren Radien um.
  • Der Impulsschnitt erfolgt mit der erfindungsgemässen Impulsschnittvorrichtung quasi schlagartig, so dass einerseits die in Rotation befindlichen ersten und zweiten Schneidmittel im wesentlichen aufgrund ihrer Masse und ihre Rotationsgeschwindigkeit keine Impulsveränderung erfahren und andererseits das zu schneidende Druckprodukt im Augenblick des Beschnitts keine Verschiebekräfte erfährt. Mittels dieser Impulsschnittvorrichtung ist es somit erstmalig möglich den herkömmlichen Schneidverfahrensschritt des "in-Anlage-bringens" eines Druckprodukts unmittelbar vor dem Beschnitt zu eliminieren. Das Druckprodukt wird neu ohne an eine Schneidkante oder an ein Gegenmesser angelegt zu werden schlagartig geschnitten. Somit werden alle Vorrichtungselemente und ihre Steuerungs- bzw. Regelungseinrichtungen, die bei konventionellen Schneidapparaten zum Einsatz gelangen, überflüssig.
  • Es ist auch möglich eine kegelstumpfförmige Impulsschnittvorrichtung 3 in einem Bereich eines Transporteurs mit im wesentlichen linearer Bewegungsbahn des Produkts anzuordnen. Dazu werden deren Rotationsachsen 6 gegenüber dem zu beschneidenden Produkt bzw. gegenseitig so geneigt, dass die Kegelmantelflächen parallel zueinander bzw. parallel zu den beschneidenden Kanten verlaufen. Die wegen den entlang der Mantellinien unterschiedlichen peripheren Geschwindigkeiten der Messer können so zudem zur Beeinflussung der Schnittkräfte genutzt werden. Eine Anpassung an besondere Schnittgeometrien (bspw. abgeschrägte Kantenbeschnitte) ist durch Verstellung der Winkellage der Impulsschnittvorrichtung 3 ebenfalls möglich.
  • Bei besonderen Ausführungsformen kann die Lage der zu beschneidenden Kanten vor oder beim Beschnitt durch gerichtete Luftdüsen unterstützt sein. Mittels Greifern, welche die Schwenklage des Produkts 2 beeinflussen können, ist es zudem möglich, eine Ausrichtung des Produkts gegenüber der Öffnung 9 zu bewirken (schräg oder parallel zur langen Kante 12). Die Relativbewegung von Messer und Gegenmesser kann gleichläufig, mit gewünschtem Geschwindigkeitsunterschied, oder wie in Figur 2 durch die Rotationsrichtungen 7 und 10 angedeutet, gegenläufig sein. Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung des Kantenbeschnitts liegt in der gegenseitigen Anordnung der beiden langen Kanten einer Öffnung, wobei diese vorzugsweise in einem leichten Winkel zueinander verlaufen. Die Qualität des Kantenbeschnitts kann zudem verbessert werden, wenn Messer und Gegenmesser gegeneinander schräg angeordnet sind bzw. einen gekrümmten Verlauf aufweisen, so dass der Verlauf deren gegenseitigen Schnittwinkels bei einem kontinuierlichen Beschnitt entlang einer Kante einen nicht-linearen Verlauf besitzt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass sich der Schnittwinkel zwischen den beiden schneidenden Messern während dem Beschnitt verkleinert.
  • Anstelle eines Transports mittels Greifern 1, wie in Figur 1 dargestellt, ist es auch möglich, die zu beschneidenden Produkte 2 mittels eines Taschentransporteurs oder auf Satteln aufliegend an einer Impulsschnittvorrichtung vorbeizuführen und deren Kanten zu beschneiden.
  • Das erfindungsgemässe Impulsschnittverfahren kommt vorzugsweise beim Beschnitt von Druckprodukten mit einer Mehrzahl von zu beschneidenden Bogenblättern aus Papier mit einem Gewicht im Bereich von 42 bis 60g/m2 zum Einsatz. Zusätzlich zu den oben ausführlicher beschriebenen Ausführungsformen mit zwei Messern, wird in weiteren vorteilhaften Ausführungsformen im Messerschnitt mit nur einem Messer geschnitten. Pro Impulsschnittvorrichtung ist dabei mindestens ein Messer fest oder beweglich angeordnet. Beim bekannten Messerschnitt wirkt das Messer typischerweise mit einer Schneidleiste oder einem nur wenig beabstandeten Gegenhalter zusammen. Ideal wäre ein möglichst kleiner Abstand oder Schneidspalt von annähernd 0 µm, unabhängig davon, ob das Messer im Vertikalschnitt, im vertikalen Schrägschnitt oder im Schwingschnitt bewegt wird. Da in der Praxis aber Faktoren wie das Messerspiel berücksichtigt werden müssen ist tatsächlich ein Abstand von im Mittel 10 bis 15 µm zwischen Messer und Gegenmesser oder Gegenhalter nötig um eine hohe Schnittqualität zu erreichen. Dieser Abstand stellt sicher, dass es trotz des Spiels des Messers beim Beschneiden zwischen Messer und Gegenhalter oder Gegenmesser zu keiner Berührung kommt. Der Abstand soll beim Schneiden also auf keinen Fall auf weniger als 0 µm sinken, andererseits soll beim Schneiden das Messerspiel maximal einen Abstand von etwa 30 µm zulassen. Der Fachmann geht davon aus, dass bei einem mittleren Abstand (in der Ruhe) von deutlich über 15 bis über 30 µm kein Schneideingriff mehr vorliegt, da sich - bedingt durch das Messerspiel - der Abstand innerhalb des Toleranzbereiches auf weit über 30 µm vergrössern kann. Ein hochqualitativer Messerschnitt im konventionellen Sinn ist demnach nur möglich wenn das zu schneidende Produkt bei einem zwischen Messer und Gegenhalter oder Gegenmesser von unter 15 bis 30 µm hinreichend abgestützt ist.
  • Da beim erfindungsgemässen Impulsschnitt die Relativgeschwindigkeit des Messers zum Schneidgut gegenüber den herkömmlichen Schneidmethoden stark erhöht ist, und auch die effektive Masse des Messers gross ist, verliert die Abstützung des Schneidguts an Bedeutung und der Abstand zwischen Messer und Gegenhalter oder Gegenmesser kann bei über 30 µm gewählt werden, ohne die Qualität des Beschnitts zu verschlechtern. Diese Möglichkeit eines Abstands von mehr als 30 µm (was für das vorerwähnte Papierschneidgut deutlich über einem herkömmlichen Schneidspalt gemäss Scherschnitt liegt) ist besonders vorteilhaft, da dadurch in der Praxis Problemen der Messerabnutzung sowie Justiergenauigkeiten besser begegnet werden kann.
  • In den Ausführungsformen der Erfindung mit bewegtem Messer, resultiert der Impuls
    Figure imgb0001
    aus dem Produkt der Masse m des Messers und dessen Geschwindigkeit
    Figure imgb0002
    , wobei Impuls und Geschwindigkeit Vektoren und damit richtungsbehaftet sind. Für den Impulsschnitt ist daher die Relativgeschwindigkeit vom Messer zum beschneidenden Produkt wesentlich.
  • In vorteilhaften Ausführungsformen hat sich eine Relativgeschwindigkeit von über 20 m/s bei Abständen von Messer und Gegenhalter oder Gegenmesser von über 30 µm bewährt. Die Relativgeschwindigkeit wird dabei entweder durch eine Translationsbewegung oder eine Rotationsbewegung des Messers erzeugt, die zur Förderbewegung des zu beschneidenden Produktes im Schneidbereich gegenlaufend oder gleichlaufend ist, oder das Messer ist fest und nur das zu beschneidenden Produkt wird bewegt. Da der Impuls eine extensive Grösse ist, ist für den wesentlichen Impuls des Messers gemäss der vorliegenden Erfindung die Summe der Impulse des Messers selbst, des Messerhalters und weiterer Bestandteile der Vorrichtung, die bezüglich des Impulses einen gemeinsamen Körper bilden.
  • Bei Ausführungsformen mit rotierenden Messern zum Beschnitt von Zeitungen und Zeitschriften weist dieser gemeinsame Körper eine Masse von 5 bis 10 kg auf, wobei diese symmetrisch verteilt ist. Bei dünneren Produkten von bis zu 20 Bogenblättern kann die Masse auch bei weniger als 5 kg liegen.
  • Der Abstand von Messer und Gegenhalter oder Gegenmesser ergibt sich aus der Impulsgrösse. Je höher die Relativgeschwindigkeit und je grösser die Masse, desto grösser kann der Abstand gewählt werden.
  • Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in einer weiteren Ausführungsform derart abgewandelt, dass die rotierenden Messer 5 durch ein feststehendes Messer ersetzt sind. Die lange Kante 12 der Käfigöffnung 9 ist dabei entweder als Gegenmesser oder als Gegenhalter ausgebildet.
  • In weiteren, nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind die Messer nicht im Inneren des Käfigs angeordnet, sondern an dessen Aussenseite.Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen die Messer im Bereich der Schneidkante sehr dünn auszubilden und/oder die Schneidkante auf der vom Käfig abgewandten Seite anzuorden um die Transportbewegung des beschnittenen Produktes nicht unnötig durch das Messer zu behindern. Die Impulsgebende Masse des Messers ist vorzugsweise ausserhalb des Schneidbereiches angeordnet.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Beschneiden von flexiblen, flächigen Produkten (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als eine lmpulsschnittvorrichtung (3) ausgebildet ist, bei der eine Schneideinheit (8) ein erstes und ein zweites Schneidmittel (5, 12) umfasst, zwischen denen die flächigen Produkte (2) mittels Impulsschnitt beschneidbar sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schneidmittel (5) als Messer (5) ausgebildet ist, das gegen eine Schneidkante (12) als das zweite Schneidmittel führbar ist, wobei das Messer (5) und die Schneidkante (12) mittels ihrer Masse und ihrer Geschwindigkeit zueinander in Bezug auf die zu beschneidenden Produkte (2) einen Impuls aufweisen, der durch den Beschnitt der Produkte (2) im Wesentlichen unverändert bleibt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schneidmittel (5) als Messer (4) ausgebildet ist, das gegen ein Gegenmesser (12) als das zweite Schneidmittel führbar ist, wobei das Messer (5) und das Gegenmesser (12) mittels ihrer Masse und ihrer Geschwindigkeit zueinander in Bezug auf die zu beschneidenden Produkte einen Impuls aufweisen, der durch den Beschnitt der Produkte im Wesentlichen unverändert bleibt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schneidmittel (5) und das zweite Schneidmittel (12) um eine Rotationsachse (6) drehbar angeordnet sind, wobei das erste und das zweite Schneidmittel (5, 12) gegenläufig oder gleichläufig jeweils mit einer Rotationsgeschwindigkeit an der Schneideineinheit (8) angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsschnittvorrichtung (3) einen mit einer Anzahl Öffnungen (9) für die flächigen Produkte versehenen Käfig (4) umfasst, der um eine Rotationsachse (6) drehbar angeordnet ist, wobei innerhalb oder ausserhalb des rotierenden Käfigs (4) mindestens ein umlaufendes Messer (5) auf einer entsprechend kleineren oder grösseren Mantelfläche umlaufend oder fest angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (4) in Form eines Kegelstumpfes ausgebildet ist, wobei innerhalb oder ausserhalb des rotierenden Käfigs (4) mindestens ein umlaufendes Messer (5) auf einer entsprechenden Kegelmantelfläche umläuft.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Neigungswinkel (α) des Kegelmantels gegenüber der Rotationsachse (6) so gewählt ist, dass der Geschwindigkeitsunterschied vom radial äusseren Rand zum radial inneren Rand eines auf einer annähernden Kreisbahn (K) an der Impulsschnittvorrichtung (3) vorbei geführten Produkts (2) ausgeglichen wird.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsschnittvorrichtung (3) einen mit einer Anzahl Öffnungen (9) für die flächigen Produkte (2) versehenen Käfig (4) umfasst, der um eine Rotationsachse (6) drehbar angeordnet ist und in Form eines Zylinders ausgebildet ist, wobei innerhalb des rotierenden Käfigs (4) mindestens ein umlaufendes Messer (5) auf einer entsprechend kleineren Zylindermantelfläche umläuft.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Öffnungen (9) gegenüber einer zu bescheidenden Kante des flächigen Produkts (2) schräg in der Mantelfläche des Käfigs (4) angeordnet sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl Öffnungen (9) gegenüber einer zu bescheidenden Kante des flächigen Produkts (2) eine geschwungene Öffnungskontur in der Mantelfläche des Käfigs (4) aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schneidmittel (5) gegenüber einer zu bescheidenden Kante des flächigen Produkts schräg angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schneidmittel (5) gegenüber einer zu beschneidenden Kante des flächigen Produkts (2) eine geschwungene Kontur aufweist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidmittel (5) so zueinander angeordnet sind, dass deren gegenseitiger Schnittwinkel einen nicht-linearen Verlauf aufweist.
  14. Verfahren zum Beschneiden von flexiblen, flächigen Produkten (2), dadurch gekennzeichnet, dass die flächigen Produkte (2) durch eine Schneideinheit (8) die ein erstes und ein zweites Schneidmittel (5, 12) umfasst mittels Impulsschnitt beschnitten werden.
  15. Verfahren zum Beschneiden von flexiblen, flächigen Produkten (2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, mittels einer Vorrichtung gemäss der Ansprüche 1 bis 13 beschnitten wird.
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