WO2000021723A1 - Variable querschneideeinrichtung - Google Patents

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Klaus Wittmaier
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Schober Gmbh Werkzeug- Und Maschinenbau
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    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B26D7/2614—Means for mounting the cutting member
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting 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
    • B26D1/01—Cutting 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
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    • B26D1/40—Cutting 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 with a non-circular cutting member moving about an axis parallel to the line of cut and coacting with a rotary member
    • B26D1/405—Cutting 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 with a non-circular cutting member moving about an axis parallel to the line of cut and coacting with a rotary member for thin material, e.g. for sheets, strips or the like

Definitions

  • the invention relates to a cross cutting device with the features of the preamble of claim 1.
  • a cross cutting device is known from CA-Al-2, 176, 282, from which the present invention is based.
  • this cross cutting device is very complicated in construction and therefore expensive.
  • the cross cutting device of the present invention according to the features of claim 1 has a relatively simple construction, since the counter pressure tool is a simple cylinder or a counter cutting bar.
  • the following invention describes a variable cross cutter that fulfills all technical conditions and can also be manufactured inexpensively.
  • the cross cutting device consists of the following components:
  • the frame construction of the cross cutting device can be made from different materials (aluminum, cast steel, steel, etc.)
  • the pair of feed shafts which has the task of introducing a material or material web into the unit, can either be attached directly to the cross-cutting device and also driven from there, or it can be built up separately, or can already be part of an existing machine.
  • the task of this device is to introduce the material into the cross-cutting device at a constant or variable speed.
  • a register control can also act on the feed station if cross-cutting or perforation with printed registers is required for printed webs.
  • the impression cylinder serves as a counter bearing for the cutting or perforating knife when cutting the material web during the cutting process.
  • this is a very precisely mounted counter-pressure cylinder, which is either made of hardened steel or other hard material or is equipped with exchangeable hardened strips.
  • the surface speed or speed of the impression cylinder is adjusted to the web and can, if necessary, also from a existing base machine can be driven from.
  • a counter-cutting bar can also be provided, which works together with the cross-cutting knife.
  • the cross cutting rotor marked with 4 is used to hold cross cutting knives or cross perforation lines of all kinds.
  • cross-cutting knives are installed with the aid of a quick-action clamping device.
  • Other types of fastening are also conceivable and possible here. It is essential, however, that this cross-cutting rotor, in conjunction with the quick-action clamping bar, enables quick replacement with perforating lines and cutting knives, which is a clear advantage over existing systems.
  • the cross-cutting rotor has its own electromotive drive (servo motor), which influences the rotor speed with a specially designed control.
  • servo motor electromotive drive
  • only one knife or a maximum of two knives are attached to the rotor itself; in other exemplary embodiments, more knives are also conceivable. Due to the acceleration and deceleration compared to the web, different section lengths can now be cut or perforated.
  • the cross-cutting rotor assumes the web speed only in the range of + 10 ° around the cutting point and in the meantime either runs at its circumferential speed, measured on the web, slower or faster. Through this act the actual length of the web is reached.
  • the cross-cutting rotor has a special external shape that is of essential importance.
  • the cross cutting rotor has a particularly favorable and suitable shape that combines several advantages. On the one hand, large cross-cutting forces are absorbed by a high bending resistance due to the particularly suitable sword shape.
  • the second advantage is that the remaining parts that deviate from the normal circular shape and are omitted represent a significant saving in mass.
  • the special shape of the rotor has the advantage over other constructions that high bending moment with low weight is present, as well as the further advantage that due to the construction of the width "X" the depth of penetration into the web can be varied depending on the thickness of the goods and the angle of entry of the knife can and thus the cutting rotor is also suitable for cutting thick webs.
  • Figure 2 shows an advantageous embodiment of the cross cutting rotor, in which a further essential advantage is integrated.
  • Figure 1 it can be assumed that, while the rotor is working, in contrast to a normal round shaft, a correspondingly large amount of air has to be displaced and therefore the air resistance also counteracts the drive power.
  • the generation of this effect is also unfavorable for the further processing of material webs or cut sheets or is disruptive for operating personnel.
  • differently large and different numbers of transverse bores were made in the rotor transverse to its longitudinal axis. These cross holes significantly reduce air displacement. It is also important that the installation of these cross bores additionally reduces the mass considerably, which is further advantageous.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneidevorrichtung, insbesondere Querschneideeinrichtung für Endlosbahnen, mit einer Transporteinrichtung (2) für die Endlosbahn, einem Querschneidemesser (4) und einem Gegendruckwerkzeug (3), wobei das Querschneidemesser (4) eine Schwertform aufweist, wobei das Gegendruckwerkzeug (3) ein mit dem Querschneidemesser (4) zusammenarbeitender Zylinder oder eine Gegenschneidleiste ist und dass der Gegendruckzylinder oder die Gegenschneidleiste und das Querschneidemesser (4) die Endlosbahn zwischen sich aufnehmen.

Description

Titel : Variable Querschneideeinrichtung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Querschneideeinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
In der Vergangenheit wurden unterschiedliche Längenabschnitte aus kontinuierlich laufendem Material bzw. Warenbahnen derart hergestellt, daß man unterschiedlich große formathaltige Zylinder verwendet hat. Am Umfang dieser formathaltigen Zylinder war dann eine bestimmte Anzahl von Messern eingebracht. So z. B. konnten mit einem Zylinder mit 24" (Zoll) Umfang entweder einmal 24", zweimal 12", dreimal 8", viermal 6" oder sechsmal 4" eingebracht werden. Die Querperforier- oder auch Querschneideeinrichtungen waren also abhängig vom Format des eingebauten Zylinders, wie aber auch von dem vorab gewählten Format, z. B. Zoll oder mm.
Bekannt war, daß mit einer geeigneten Motorleistung versehen, man in der Lage ist, Querschneideeinrichtungen zu beschleunigen und zu verzögern, um so unterschiedliche Abschnittlängen herstellen zu können. In aller Regel scheiterte die Variabilität dieser Querschneider jedoch darin, daß extrem hohe Antriebs- und Verzögerungsleistungen an den Motoren notwendig waren und dadurch Genauigkeit verloren ging, was besonders bei bedruckten Warenbahnen ungeeignet war. Des weiteren wurden die Kosten dadurch negativ beeinflußt.
Aus der CA-Al-2 , 176 , 282 ist eine Querschneideeinrichtung bekannt, von der die vorliegende Erfindung ausgeht. Diese Querschneideeinrichtung ist jedoch sehr kompliziert im Aufbau und daher kostspielig.
Die Querschneideeinrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 weist einen relativ einfachen Aufbau auf, da das Gegendruckwerkzeug ein einfacher Zylinder oder eine Gegenschneidleiste ist.
Die nachstehende Erfindung beschreibt einen variablen Querschneider, der alle technischen Bedingungen erfüllt und darüber hinaus kostengünstig hergestellt werden kann. Die Querschneideeinrichtung besteht im einzelnen aus folgenden Komponenten:
1. Aggregatrahmen/Gehäuse
Die Rahmenkonstruktion der Querschneideeinrichtung kann aus unterschied-liehen Materialien hergestellt werden (Aluminium, Stahlguß, Stahl, etc.) Die
Konstruktionsmerkmale dieses Rahmens sind abhängig von der entsprechenden Warenbahnbreite, dem Durchmesser der Walzen und anderen Einflüssen. Der Rahmen dient zur Aufnahme der nachfolgend beschriebenen Elemente.
Einzugswellen
Das Einzugswellenpaar, das die Aufgabe hat, eine Material- bzw. Warenbahn in das Aggregat einzuführen, kann entweder direkt an der Querschneideeinrichtung angebaut sein und von dort auch angetrieben werden, oder sie kann separat davor aufgebaut oder auch bereits Bestandteil einer vorhandenen Maschine sein. Aufgabe dieser Einrichtung ist es, das Material mit konstanter oder veränderlicher Geschwindigkeit in die Querschneideeinrichtung einzuführen. Auf die Einzugstation kann auch eine Registersteuerung Einwirkung haben, falls registergenaues Querschneiden oder Perforieren bei bedruckten Warenbahnen erforderlich ist.
Gegendruckzylinder
Der Gegendruckzylinder dient während des Schneidevorgangs dem Schneid- oder Perforiermesser als Gegenlager beim Durchtrennen der Materialbahn. Es handelt sich hier in aller Regel um einen sehr präzise gelagerten Gegendruckzylinder, der entweder aus gehärtetem Stahl oder aus anderem harten Material oder mit austauschbaren gehärteten Leisten versehen ist. Die Oberflächengeschwindigkeit bzw. Drehzahl des Gegendruckzylinders ist der Warenbahn angeglichen und kann bei Bedarf auch von einer evtl . bestehenden Basismaschine aus angetrieben werden.
Anstelle des Gegendruckzylinders kann auch eine Gegenschneidleiste vorgesehen sein, die mit dem Querschneidmesser zusammenarbeitet .
Querschneiderotor (QuerSchneidemesser)
Der mit 4 gekennzeichnete Querschneiderotor dient zur Aufnahme von Querschneidmessern oder Querperforierlinien aller Art. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden Querschneidemesser mit Hilfe einer Schnellspanneinrichtung eingebaut . Hier sind auch andere Befestigungsarten denkbar und möglich. Wesentlich ist aber, daß bei diesem Querschneiderotor in Verbindung mit der Schnellspannleiste ein schnelles Auswechseln mit Perforierlinien und Schneidmessern möglich ist, was ein deutlicher Vorteil gegenüber bestehenden Systemen darstellt.
Der Querschneiderotor besitzt einen eigenen elektromotorischen Antrieb (Servo Motor) , der mit einer dafür ausgelegten Regelung die Rotordrehzahl beeinflußt . Am Rotor selbst sind bei dem vorliegenden Ausführungsbei- spiel nur ein Messer oder maximal zwei Messer angebracht, bei anderen Ausführungsbeispielen sind auch mehr Messer denkbar. Auf Grund der Beschleunigung und Verzögerung gegenüber der Warenbahn können nun unterschiedliche Abschnittslängen geschnitten oder perforiert werden.
Wesentlich ist, daß der Querschneiderotor nur im Bereich von +10° um den Schneidpunkt die Warenbahngeschwindigkeit annimmt und in der Zwischenzeit entweder an seiner Umfangsgeschwindigkeit, gemessen an der Warenbahn, langsamer oder schneller läuft. Durch diesen Akt wird die tatsächliche Warenbahnlänge erreicht. Wie in Figur 1 bereits angedeutet, hat der Querschneiderotor eine besondere äußere Form, die von wesentlicher Bedeutung ist . Abweichend von den bisherigen Schneidzylindern, die rund waren, weist der Querschneiderotor eine besonders günstige und geeignete Form auf, die mehrere Vorteile in sich vereint. So werden zum einen aufkommende große Querschneidekräfte durch die besonders geeignete Schwertform von einem hohen Biegewiderstand aufgenommen.
Zweiter Vorteil ist, daß die restlichen, von der normalen Kreisform abweichenden Teile, die entfallen, eine deutliche Masseneinsparung darstellen.
Die spezielle Rotorform hat gegenüber anderen Konstruktionen neben dem Vorteil, daß hohes Biegewiderstandsmoment bei geringem Gewicht vorhanden ist, auch noch den weiteren Vorteil, daß auf Grund der Konstruktion der Breite "X" je nach Warendicke und Eintrittwinkel des Messers die Eindringtiefe in die Warenbahn variiert werden kann und somit der Schneiderotor auch zum Schneiden von dicken Warenbahnen geeignet ist .
Wesentlich ist weiter, daß der Rotor entweder wie in 6 abgerundete Seitenflanken hat oder aber Flächige wie in 7 erkennbar, oder Spitze wie in 8 dargestellt. Figur 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführung des Querschneiderotors, in dem noch ein weiterer wesentlicher Vorteil integriert ist. Wie aus Figur 1 erkennbar, ist davon auszugehen, daß während der Rotor arbeitet, im Gegensatz zu einer normalen runden Welle, eine entsprechend große Menge Luft verdrängt werden muß und daher der Luftwiderstand auch der Antriebsleistung entgegenwirkt . Darüber hinaus ist die Erzeugung von diesem Effekt auch für die Weiterverarbeitung von Warenbahnen oder geschnittenen Blättern ungünstig oder für Bedienungspersonal störend. Um diesen Effekt deutlich zu vermindern, wurden in den Rotor quer zu seiner Längsachse unterschiedlich große und in seiner Anzahl unterschiedlich viel Querbohrungen eingebracht. Diese Querbohrungen reduzieren die Luftverdrängung deutlich. Wesentlich ist weiter, daß das Anbringen dieser Querbohrungen noch zusätzlich die Masse erheblich reduziert, was weiter vorteilhaft ist.

Claims

Patentansprüche
1. Schneidevorrichtung, insbesondere Querschneideeinrichtung für Endlosbahnen, mit einer Transporteinrichtung für die Endlosbahn, einem Querschneidemesser und einem Gegendruckwerkzeug, wobei das Querschneidemesser eine Schwertform aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegendruckwerkzeug ein mit dem Querschneidemesser zusammenarbeitender Zylinder oder eine Gegenschneidleiste ist und dass der Gegendruckzylinder oder die Gegenschneidleiste und das Querschneidemesser die Endlosbahn zwischen sich aufnehmen.
2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruckzylinder oder die Gegenschneidleiste in der Höhe zwar einstellbar, aber nach dem Einstellvorgang starr positioniert ist.
3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruckzylinder drehbar gelagert ist .
4. Schneidvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren für auf der Endlosbahn vorgesehene Passermarken vorgesehen sind.
5. Schneidvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung für den Antrieb das Querschneidemesser vorgesehen ist.
6. Schneidvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung über die Sensoren ansteuerbar sind.
7. Schneidvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 , dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb, insbesondere ein Servo- Motor die Querschneideeinrichtung mit variabler Geschwindigkeit antreibt.
8. Schneidvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschneidemesser eine Schnellspanneinrichtung aufweist, mit der Schneidmesser oder Perforiermesser einspannbar sind.
9. Schneidvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschneidemesser auf seinen radial innen liegenden Bereichen zwischen den Schneidkanten abgerundet oder trapezförmig ausgebildet oder mit einer Kante versehen ist.
0. Schneidvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Querschneidemesser quer zur Längsachse verlaufende Durchbrüche, insbesondere Querbohrungen aufweist.
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