NL9100942A - Werkwijze en inrichting voor het doorsnijden dan wel perforeren van een bewegende papierbaan. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het doorsnijden dan wel perforeren van een bewegende papierbaan.

De uitvinding heeft allereerst betrekking op een werkwijze voor het doorsnijden dan wel perforeren van een bewegende baan uit papier of een dergelijk materiaal onder gebruikmaking van een laserstraal, die door middel van een beweegbaar opgesteld laseroptiek in dwarsrichting over de papierbaan heen wordt bewogen.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit DE-A-2458656. Een bezwaar van deze werkwijze is, dat de afstand tussen het laseroptiek en de papierbaan, bij het dwars over de papierbaan heen bewegen van de laserstraal, voortdurend verandert. Dit wil zeggen, dat bij deze beweging slechts een enkel punt van de papierbaan zich in het brandpunt van de laserstraal zal kunnen bevinden. De in de laserstraal aanwezige energie zal dus tijdens het grootste deel van de beweging van de laserstraal over de papierbaan heen, over een zeker oppervlak ervan worden verstrooid. Ter bereiking van het gewenste effect zal daardoor een laserstraal met een relatief groot vermogen moeten worden gebruikt. Dit vereist een dusdanig grote opwekkingsinrichting dat de bekende werkwijze slechts in zeer bijzondere gevallen kan worden toegepast.

Een verder bezwaar is hierbij, dat de laserstraal zich, over het grootste deel van zijn baan, als een stip met relatief grote afmetingen op het papier zal aftekenen. Dit is in het bijzonder ongewenst bij het aanbrengen van perforaties in de papierbaan, terwijl bij het doorsnijden van de papierbaan geen zuiver rechte lijn zal worden verkregen.

Hoewel getracht zou kunnen worden de laserstraal zodanig te focusseren dat de papierbaan zich steeds in het brandpunt van de laserstraal bevindt, blijkt dit in de praktijk nauwelijks mogelijk, daar dit het snel verplaatsen van relatief grote massa's met zich zou brengen.

De uitvinding beoogt nu deze bezwaren op te heffen en voorziet er daartoe in, dat de opgewekte laserstraal gericht wordt in een vlak op enige afstand van en evenwijdig aan het vlak van de papierbaan en op een in dit vlak beweegbaar laseroptiek in hoofdzaak bestaande uit een spiegel voor het afbuigen van de daarop gerichte laserstraal in de richting van de papierbaan en een zich tussen de spiegel en de pa-pierbaan bevindende lens voor het focusseren van de laserstraal op de papierbaan, waarbij het laseroptiek wordt verplaatst volgens een rechte lijn, die een hoek maakt met de bewegingsrichting van de papierbaan en met een snelheid die is aangepast op de bewegingssnelheid van de papierbaan, terwijl de richting waaronder de laserstraal op de spiegel van het laseroptiek wordt gericht evenwijdig loopt met de genoemde lijn.

De opstelling van de inrichting waardoor de laserstraal wordt opgewekt kan een vaste stand innemen tijdens de verplaatsing van het laseroptiek over de papierbaan heen. Slechts het laseroptiek, dat een beperkte massa bezit, behoeft te worden verplaatst tijdens het doorsnijden dan wel perforeren van een bewegende papierbaan, zodat met aanmerkelijke bewegingssnelheden van de papierbaan kan worden gewerkt .

Doordat de lens zich steeds op een geringe, nagenoeg constante, afstand van de papierbaan bevindt is een goede focussering van de straal mogelijk. Er kan daardoor met een laserstraal van relatief gering vermogen worden gewerkt en een zuivere perforatie dan wel doorsnijdingslijn worden verkregen.

Het zal duidelijk zijn, dat de baan die het laseroptiek volgt zodanig is, dat tijdens de verplaatsing van de laserstraal over de breedte van de papierbaan heen de afstand die de laserstraal heeft afgelegd in de bewegingsrichting van de papierbaan gelijk is aan de afstand die de papierbaan zelf heeft afgelegd.

De baan die de laserstraal over de papierbaan heen heeft afgelegd staat dan haaks op de lengterichting van de papierbaan.

Uiteraard bestaat ook de mogelijkheid een doorsnijding dan wel perforatie onder een schuine hoek in de papierbaan aan te brengen, maar dit zal in de meeste gevallen niet gewenst zijn.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting voor toepassing van de boven beschreven werkwijze, welke inrichting middelen omvat voor het geleiden van de door te snijden dan wel te perforeren papierbaan, middelen voor het opwekken van een laserstraal, een op afstand van de papierbaan opgesteld laseroptiek waarmee de opgewekte laserstraal op de papierbaan kan worden gericht en middelen voor het schuin over de bewegende papierbaan heen verplaatsen van de uit het laseroptiek komende laserstraal, welke inrichting daardoor is gekenmerkt, dat het laseroptiek in hoofdzaak bestaat uit een spiegel voor het afbuigen van een daarop gerichte laserstraal en een zich tussen de spiegel en de papierbaan bevindende lens voor het focusseren van de laserstraal op de papierbaan, welk laseroptiek verplaatsbaar is langs dan wel door geleidingsmiddelen die zich uitstrekken in een vlak dat evenwijdig loopt met het vlak waarin zich de door te snijden dan wel te perforeren papierbaan bevindt en onder een hoek met de bewegingsrichting van de papierbaan, welke hoek is aangepast op het te snijden of te perforeren papierformaat, waarbij de middelen voor het opwekken van de laserstraal op afstand van het laseroptiek vast zijn opgesteld, zodanig dat de opgewekte laserstraal naar de spiegel toe loopt in een richting evenwijdig aan de bewegingsrichting van het laseroptiek.

Bij de voorkeurs uitvoeringsvorm wordt de hoek, die de geleidingsmiddelen voor het laseroptiek innemen ten opzichte van de papierbaan gebruikt om de gewenste materiaal-formaten te verkrijgen.

De middelen voor het opwekken van de laserstraal kunnen zijn aangebracht op een steunframe, dat verzwenkbaar is opgesteld, zodanig dat het kan worden verplaatst in een vlak dat evenwijdig loopt met de papierbaan. De bewegingssnelheid van het laseroptiek zal dan evenredig kunnen worden gehouden met de bewegingssnelheid van de papierbaan.

Een eenvoudige uitvoeringsvorm wordt verkregen wanneer het laseroptiek verschuifbaar is aangebracht op een deel van het steunframe, waarbij mechanisch, electrisch, pneumatisch of hydraulisch aangedreven middelen aanwezig zijn voor het verschuiven van het laseroptiek langs het steunframe.

Hierbij is uiteraard het laseroptiek tijdens de teruggaande beweging ervan niet beschikbaar voor het doorsnijden dan wel perforeren van een papierbaan.

Om dit bezwaar op te heffen en een grotere bewegings-snelheid van de papierbaan mogelijk te maken, kan er in worden voorzien, dat twee of meer, onderling op afstand van elkaar staande, laseroptieken zijn aangebracht aan een, door het steunframe gedragen, eindloze transporteur.

Wanneer nu het ene laseroptiek zijn functie heeft vervuld kan het andere direct werkzaam worden zodat de opeenvolgende doorsnijdingen of perforaties dichter bij elkaar kunnen komen te liggen zonder verhoging van de snelheid van het laseroptiek. Bovendien behoeft het laseroptiek geen heen en weer gaande beweging uit te voeren, zodat een veel rustiger loop van de inrichting zal kunnen worden bereikt.

Volgens een verdere uitwerking van de uitvinding kunnen daarbij de afstanden tussen opeenvolgende laseroptieken, gemeten langs de transporteur, gelijk dan wel verschillend zijn.

Hierdoor bestaat de mogelijkheid in het bijzonder perforaties op onderling verschillende afstanden van elkaar aan te brengen, zoals dit bij bepaalde formulieren gewenst kan zijn.

Een nog grotere flexibiliteit kan worden verkregen door de koppeling van een aantal van de beschreven inrichtingen, zodat deze fase-verschoven kunnen worden aangestuurd.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van uitvoeringsvoorbeelden weergegeven in de tekening, waarin:

Fig. 1 een schematisch aanzicht toont van een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding gezien in de bewegingsrichting van de papierbaan, waarbij ter wille van de duidelijkheid bepaalde delen zijn weggelaten;

Fig. 2 een schematisch bovenaanzicht toont van de inrichting van fig. 1; en

Fig. 3 een schematisch bovenaanzicht toont van een andere uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding.

De figuren 1 en 2 tonen een inrichting omvattende een langgerekt steunframe 1, dat verzwenkbaar is opgesteld door middel van de as 2, die wordt ondersteund doör het frame 3 van de inrichting.

Over het frame 3 heen wordt de te perforeren of door te snijden papierbaan 4 geleid, die wordt verplaatst in de richting aangegeven met de pijl P.

De hoek β die het steunframe 1 maakt met de bewegingsrichting P van de papierbaan 4 wordt ingesteld met behulp van de verstelinrichting, die bijvoorbeeld kan worden gevormd door de pneumatische cilinder 5, die door middel van de console 6 is verbonden met het frame 3 van de inrichting. Eventueel kunnen, niet weergegeven, blokkeringsmiddelen zijn aangebracht om het steunframe 1 in de gewenste stand vast te zetten.

Op het steunframe 1 is het apparaat 7 aangebracht, dat dient voor het opwekken van een laserstraal 8, die gericht wordt op het laseroptiek 9. Het laseroptiek 9 omvat de spiegel 10 en de lens 11 waarmee de door de spiegel 10 afgebogen laserstraal wordt gefocusseerd op de papierbaan 4.

Het laseroptiek 9 is verschuifbaar gemonteeerd op het steunframe l en is bijvoorbeeld gekoppeld met een schroef-spindel 12, die door de met het steunframe 1 verbonden consoles 13 wordt ondersteund en die in beide richtingen kan worden verdraaaid met behulp van de electromotor 14. Op deze wijze kan het lasèroptiek 9 heen en weer worden bewogen maar slechts werkzaam zijn wanneer het verplaatst wordt in de richting van de pijl R.

In het apparaat 7 zijn middelen aangebracht die er voor zorgen dat op de spiegel 10 slechts een laserstraal 8 wordt gericht wanneer deze gebruikt kan worden voor het doorsnijden dan wel perforeren van de papierbaan 4.

Wanneer de motor 14 zorgt voor het verplaatsen van het laseroptiek 9 met een bepaalde snelheid zal de hoek β zodanig worden gekozen, dat bij een bepaalde bewegingssnelheid van de papierbaan 4 de, tijdens het doorsnijden of perforeren, door de papierbaan 4 afgelegde afstand gelijk is aan de afstand die het laseroptiek 9 heeft afgelegd als gemeten in de richting van de pijl P en tussen de langsranden 15 van de papierbaan 4.

Wanneer de bewegingssnelheid P van de papierbaan 4 wordt gewijzigd zal ook de snelheid van het optiek 9 in de richting R worden veranderd.

Bij het met behulp van de inrichting doorsnijden van een papierbaan 4 zullen middelen worden toegepast om de papierbaan onder de inrichting door te blijven geleiden. Dit zal echter voor de deskundige duidelijk zijn en geen nadere toelichting behoeven.

Fig. 3 toont schematisch een ten opzichte van de figuren 1 en 2 gewijzigde inrichting waarbij overeenkomstige onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers zijn aangeduid.

Op het door middel van de as 2 verzwenkbaar opgestelde steunframe 1 is de eindloze transporteur 16 aangebracht. Deze transporteur 16 wordt enerzijds ondersteund door het wiel 17, dat kan worden aangedreven door middel van de motor 18, en anderzijds door het vrij draaiende wiel 19.

Op het steunframe 1 bevindt zich weer het apparaat 7 voor het opwekken van een laserstraal 8, die gericht wordt op een laseroptiek 9. Op de eindloze transporteur 16 zijn nu twee laseroptieken 9 aangebracht zodat wanneer het ene laseroptiek zorg heeft gedragen voor het doorsnijden dan wel perforeren van een papierbaan 4 het andere laseroptiek 9 direkt werkzaam kan worden voor het uitvoeren van een volgende doosnijding dan wel perforatie. Ook zullen de beide laseroptieken 9 steeds dezelfde snelheid kunnen behouden, wat aan de juiste werking van de inrichting ten goede zal komen.

Verder bestaat de mogelijkheid de laseroptieken 9 zodanig öp de transporteur 16 aan te brengen, dat de in fig. 3 aangegeven afstanden a en b onderling verschillen. Dit brengt dan met zich mee, dat twee elkaar afwisselende afstanden aanwezig zijn tussen opeenvolgende doorsnijdingen en/of perforaties.

Hoewel bij de in fig. 3 weergegeven inrichting twee laseroptieken worden toegepast, zullen dit er ook drie of meer kunnen zijn.

Bij de inrichting volgens fig. 3 zal in het algemeen met een hogere snelheid van de papierbaan 4 kunnen worden gewerkt dan bij de inrichting volgens de figuren 1 en 2. De hoek die het steunframe 1 maakt met de bewegingsrichting van de papierbaan 4 kan weer op de boven beschreven wijze worden vastgesteld en ingesteld met behulp van de inrichting 5.

Het zal duidelijk zijn, dat slechts enkele mogelijke uitvoeringsvormen van een inrichting volgens de uitvinding in de tekening zijn weergegeven en hierboven besproken en dat vele wijzigingen kunnen worden aangebracht zonder buiten de uitvindingsgedachte te vallei^.

Zo bestaat de mogelijkheid het apparaat 7 niet op het steunframe 1 aan te brengen maar vast op het frame 3, waarbij dan uiteraard in de laserbundel geschikte optische componenten moeten worden geplaatst. Het is dan mogelijk een vaste spiegel aan te brengenjbp het steunframe 1 en wel in het snijpunt van de hartlijnen van de laserbundel 8 en van de draaiïngsas 2 van het steunfame 1.

Verder bestaat de mogelijkheid de verplaatsingssnelheid van een laseroptiek te wijzigen zoals door toerental verandering van de betreffende aandrijfmotor 14 dan wel 18, zodat dan het steunframe 1 onder dezelfde hoek kan blijven staan. Het verzwenken van het steunframe zal echter in het algemeen eenvoudiger zijn uit te voeren.

Claims (6)

1. Werkwijze voor het doorsnijden dan wel perforeren van een bewegende baan (4) uit papier of een dergelijk materiaal onder gebruikmaking van een laserstraal (8), die door middel : van een beweegbaar opgesteld laseroptiek (9) in dwarsrich-ting over de papierbaan (4) heen wordt bewogen, met het kenmerk, dat de opgewekte laserstraal (8) gericht wordt in een vlak op enige afstand van en evenwijdig aan het vlak van de papierbaan (4) en op een in dit vlak beweegbaar laseroptiek (9) in hoofdzaak bestaande uit een spiegel (10) voor het afbuigen van de daarop gerichte laserstraal (8) in de richting van de papierbaan (4) en een zich tussen de spiegel (10) en de papierbaan (4) bevindende lens (11) voor het focusseren van de laserstraal (8) op de papierbaan, waarbij het laseroptiek (9) wordt verplaatst volgens een rechte lijn, die een hoek maakt met de bewegingsrichting (P) van de papierbaan (4), en met een snelheid die is aangepast op de bewegingssnelheid van de papierbaan (4) terwijl de richting waaronder de laserstraal (8) op de spiegel (10) van het laseroptiek (9) wordt gericht evenwijdig loopt met de genoemde lijn.

2. Inrichting voor toepassing van de werkwijze volgens conclusie 1, welke inrichting middelen omvat voor het geleiden van de door te snijden dan wel te perforeren papierbaan (4), middelen (7) voor het opwekken van een laserstraal (8), een op afstand van de papierbaan (4) opgesteld laseroptiek (9) waarmee de opgewekte laserstraal (8) op de papierbaan kan worden gericht en middelen voor het schuin over de bewegende papierbaan (4) heen verplaatsen van de uit het laseroptiek (9) komende laserstraal, met het kenmerk, dat het laseroptiek (9) in hoofdzaak bestaat uit een spiegel (10) voor het af buigen van een daarop gerichte laserstraal (8) en een zich tussen de spiegel en de papierbaan (4) bevindende lens (11) voor het focusseren van de laserstraal op de papierbaan, welk laseroptiek (9) verplaatsbaar is langs dan wel door geleidingsmiddelen (1, 16) die zich uitstrekken in een vlak dat evenwijdig loopt met het vlak waarin zich de door te snijden dan wel te perfore-ren papierbaan (4) bevindt en onder een hoek (β) met de bewegingsrichting (P) van de papierbaan, welke hoek (β) is aangepast op het te snijden of te perforeren papierformaat, waarbij de middelen (7) voor het opwekken van de laserstraal (8) op afstand van het laseroptiek (9) vast zijn opgesteld, zodanig dat de opgewekte laserstraal (8) naar de spiegel (10) toe loopt in een richting evenwijdig aan de bewegingsrichting van het laseroptiek (9).

3. Inrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het laseroptiek (9) en de middelen (7) voor het opwekken van de laserstraal (8) zijn aangebracht op een steunframe (1), dat verzwenkbaar is opgesteld, zodanig dat het kan worden verplaatst in een vlak dat evenwijdig loopt met de papierbaan (4).

4. Inrichting volgens conclusie 3,met het kenmerk, dat het laseroptiek (9) verschuifbaar is aangebracht op een deel van het steunframe (1), waarbij mechanisch, electrisch, pneumatisch of hydraulisch aangedreven middelen (12, 14, 18) aanwezig zijn voor het verschuiven van het laseroptiek (9) langs het steunframe (1).

5. Inrichting volgens conclusie 3,met het kenmerk, dat twee of meer, onderling op afstand van elkaar staande, laseroptieken (9) zijn aangebracht aan een door het steunframe (1) gedragen eindloze transporteur (16).

6. Inrichting volgens conclusie 5,met het kenmerk, dat de afstanden tussen opeenvolgende laseroptieken (9), gemeten langs de transporteur (16), gelijk dan wel verschillend zijn.