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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querscheiden von einer Materialbahn
in einzelne Materialabschnitte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Bei
bekannten Vorrichtungen dieser Art wird die Materialbahn von dem
den Zylinder umschlingenden Endloselement an die Mantelfläche des
Zylinders gedrückt
und dadurch geführt.
An der Schnittstelle ist dem Zylinder ein drehbarer Gegenzylinder angestellt,
so dass die Schnittstelle als ein durch den Zylinder und den Gegenzylinder
begrenzter Spalt ausgebildet ist, den die Materialbahn durchläuft. Das Schneidmesser
ist am Gegenzylinder angeordnet. Jedes Mal, wenn das Schneidmesser
im Laufe einer Umdrehung des Gegenzylinders den Spalt durchläuft, wird
ein Materialabschnitt von der Materialbahn abgeschnitten. Weil das
Schneidmesser an der Schnittstelle über die gesamte Breite der
Materialbahn auf diese einwirken muss, um Materialabschnitte vollständig von
dieser abschneiden zu können, muss
die Führung
durch das Endloselement spätestens
unmittelbar vor dem Spalt enden, damit das Endloselement dem Schneidmesser
nicht hinderlich ist, bzw. damit das Endloselement vom Schneidmesser
nicht zerschnitten wird. Jenseits der Schnittstelle kann ein weiteres
Endloselement zur Führung
des vorauslaufenden Endabschnittes der Materialbahn vor Erfolgen
des Schnittes, bzw. des Materialabschnittes nach erfolgtem Schnitt,
vorgesehen sein. Wegen des hinderlichen Gegenzylinders können die Führungen
vor und jenseits der Schnittstelle aber nicht beliebig nahe an die
Schnittstelle heranreichen. Somit verbleibt sowohl vor der Schnittstelle
als auch jenseits der Schnittstelle stets ein Abschnitt, in welchem
die Materialbahn bzw. die Materialabschnitte ungeführt sind.
Weil die Materialbahn in der Regel mit hoher Geschwindigkeit läuft, ist
die Materialbahn entlang des Zylinders erhöhten Fliehkräften ausgesetzt, so
dass es immer wieder vorkommt, dass das vorauslaufende Ende der
Materialbahn nicht sauber in den Spalt einläuft oder nach Durchlaufen des
Spaltes nicht sauber in die jenseitige Führung einläuft. Die Folge sind beschädigte Materialabschnitte,
die in schlimmen Fällen
zu Stopfern der Vorrichtung führen können, welche
aufwändig
beseitigt werden müssen und
wegen der Wiederherstellungsarbeiten für die Vorrichtung und dem damit
einhergehenden Produktionsausfall kostspielig sind.
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Zwar
sind am Zylinder angeordnete Haltemittel wie z.B. Greifer oder Punkturnadeln
zum Halten der Materialbahn und der Materialabschnitte bekannt.
Diese halten die Materialbahn bzw. die Materialabschnitte aber lediglich
an deren vorauslaufenden Endabschnitten. Beispielsweise ist auch
im Falle eines Zylinders mit Greifern der vorauseilende Endabschnitt
der Materialbahn unmittelbar nach dem Schnitt zunächst ohne
Führung.
Erst durch die nachschiebende Materialbahn wird der Endabschnitt
zu den Greifern geschoben und kann von diesen ergriffen werden.
Dabei tritt auch hier das Problem auf, dass die Greifer den Endabschnitt
wegen dessen fehlender Führung
oft nicht richtig ergreifen können. Außerdem muss
zwischen dem hinteren Ende des zuletzt abgeschnittenen Materialabschnittes
und dem vorauslaufenden Endabschnitt der Materialbahn ein Abstand
vorgesehen werden, damit die Greifer zum Ergreifen des vorauslaufenden
Endabschnitt zwischen beiden hindurchtreten können. Die dazu nötigen Einrichtungen
verkomplizieren die Vorrichtung zusätzlich. Handelt es sich bei
den Haltemitteln dagegen um Punkturnadeln, dann wird die Materialbahn
häufig
aufgrund der auftretenden Fliehkräfte von den Punkturnadeln abgezogen,
so dass wiederum beschädigte
Produkte und Stopfer die Folge sind. Außerdem reißen wegen der beim Schnitt
auftretenden Schwankungen in der Materialbahnspannung die Materialbahn
bzw. die Materialabschnitte an den Stellen aus, an welchen sie von
den Punkturnadeln durchstoßen
werden.
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Die
US 3 337 211 A offenbart
einen Falzmesserzylinder, der mit einem Schneidzylinder zusammenwirkt.
Der Falzmesserzylinder ist an seinem Randbereich von zwei Ketten
umschlungen, die ein Greifelement zum Halten des nach dem Schnitt
entstandenen neuen Anfangs tragen.
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Die
DE 726 292 C zeigt
eine Vorrichtung zum Führen
einer Papierbahn zwischen zwei Querschneidzylindern, wobei die Papierbahn
zwischen zwei von Ketten getragenen Klemmelementen eingeklemmt ist.
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Die
DE 20 56 665 A beschreibt
eine Transportvorrichtung an rotierenden Querschneidern, wobei die
Materialbahn zwischen zwei Transportbändern eingeklemmt ist. Jedes
Transportband erstreckt sich über
die gesamte Breite der Querschneider und weist eine Aussparung für das Schneidmesser
auf.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Querschneiden
von einer Materialbahn in einzelne Materialabschnitte zu schaffen, bei
der eine effektive Führung
sowohl vor als auch nach der Schnittstelle erreicht wird.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin,
dass entlang der ganzen Umschlingung des Zylinders durch das Endloselement
die Materialbahn von den Andrückmitteln
an den Zylinder gedrückt
wird. Weil sich die Umschlingung über die Schnittstelle hinaus
bis jenseits der Schnittstelle erstreckt, ist die Materialbahn auch
an der Schnittstelle und kurz danach sicher geführt. Dabei sind die Andrückmittel
derart an dem Endloselement angeordnet, dass das Schneidmesser problemlos
zwischen zwei benachbarten Andrückmitteln
hindurch auf die Materialbahn einwirken kann. Ein minimaler Abstand
zwischen zwei benachbarten Andrückmitteln,
der dem Schneidmesser einen ungehinderten Durchgang zwischen diesen
beiden Andrückmitteln
erlaubt, ist aber nur zwischen solchen Andrückmitteln notwendig, welche
die Schnittstelle gerade zur Zeit eines Schnittes passieren, während der
Abstand zwischen allen anderen Andrückmitteln beliebig sein kann,
solange das Schneidmesser nicht zwischen zwei benachbarten Andrückmitteln
hindurch wirkt.
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Mit
der Vorrichtung wird eine effektive Führung der Materialbahn sowohl
vor als auch an und jenseits der Schnittstelle erreicht. Zu jedem
Zeitpunkt kurz vor, während
und kurz nach dem Schnitt ist die Materialbahn und die Materialabschnitte
sicher am Zylinder gehalten und können sich nicht von diesem lösen. Dadurch
werden Beschädigungen
der Materialbahn bzw. Materialabschnitte sowie Stopfer vermieden.
Gleichzeitig wird eine gleichmäßige Spannung
der Materialbahn aufrechterhalten, ohne dass es zu Spannungsschwankungen
kommt. Insgesamt arbeitet die Vorrichtung im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen
gleichmäßig und
zuverlässig.
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Als
Endloselement eignet sich beispielsweise ein Band, eine Kette, ein
Riemen, ein Zahnriemen oder andere endlose Zugorgane.
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Am
Zylinder kann wenigstens eine umlaufende Ausnehmung vorgesehen sein,
in welche das Endloselement eingreift. Dabei bleiben die Andrückmittel
zweckmäßigerweise
außerhalb
der Ausnehmung. Bei dieser Ausnehmung kann es sich beispielsweise
um eine umlaufende Nut im Randbereich der Mantelfläche des
Zylinders handeln. Die Aussparung kann auch unmittelbar an eine
Stirnfläche
des Zylinders angrenzen, so dass der Zylinder in der Nähe dieser
Stirnfläche
stufenförmig
verjüngt
ist.
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Wenigstens
abschnittsweise kann das Endloselement schienengeführt sein.
Diese schienengeführten
Abschnitte des Endloselementes können
sowohl den Zylinder umschlingende als auch den Zylinder nicht umschlingende
Abschnitte sein. Sofern das Endloselement von einer Ausnehmung des
Zylinders aufgenommen ist, kann sich die Schienenführung ebenfalls
innerhalb dieser Ausnehmung erstrecken. Mit der Schienenführung wird
dem Endloselement ein wohldefinierter Laufweg vorgegeben, von dem
es auch bei eventuellen äußeren Störeinflüssen nicht abweichen
kann. Dies macht den Betrieb der Vorrichtung zuverlässiger und
erhöht
die Sicherheit für
das Bedienpersonal der Vorrichtung.
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Bevorzugterweise
ist jeder Randbereich des Zylinders von einem der Endloselemente
umschlungen, so dass die Materialbahnabschnitte bzw. Materialbahn
wenigstens an ihren beiden Längsrändern von
den Andrückmitteln
gegen den Zylinder gedrückt wird.
Die Sicherheit der Führung
ist dadurch für
die Materialbahnabschnitte bzw. Materialbahn erhöht. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die Andrückmittel
der beiden Endloselemente paarweise miteinander verbunden. Bei einer
solchen Ausführung
wird die Materialbahnabschnitte bzw. Materialbahn nicht nur an ihren
Längsrändern, sondern
auf ihrer gesamten Breite gegen den Zylinder gedrückt, wodurch
sich die Spannung in der Materialbahn leichter aufrechterhalten
lässt.
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Die
Andrückmittel
sind vorteilhaft wenigstens teilweise aus Polyurethan gefertigt.
Beispielweise kann das Andrückmittel
eines oder mehrere Andrückelemente
aus Polyurethan aufweisen, das im direkten Kontakt mit den Materialbahnabschnitte
bzw. Materialbahn steht. Es kann sich dabei um geschäumtes Polyurethan
handeln. Polyurethan ist aufgrund seiner Elastizitätseigenschaften
und seines Reibungskoeffizienten mit Papier besonders bevorzugt,
wenn es sich bei der Materialbahn bzw. Materialabschnitte um eine
Papierbahn handelt, was zum Beispiel dann der Fall ist, wenn die
Vorrichtung in einer Druckmaschine eingesetzt wird.
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Das
Endloselement kann einerseits selber am Zylinder abgestützt sein,
andererseits kann es aber auch nur durch die Andrückmittel
am Zylinder abgestützt
sein. Bei der Ausführung,
in der das Endloselement von einer Ausnehmung des Zylinders aufgenommen
ist, können
die Andrückmittel
beispielsweise aus der Ausnehmung ausgreifen und das Endloselement
indirekt am Zylinder abstützen,
ohne dass das Endloselement selbst in Kontakt mit dem Zylinder tritt.
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Unabhängig davon,
ob das Endloselement selber in Kontakt mit dem Zylinder tritt oder
nur durch die Andrückmittel
an diesem abgestützt
ist, ist es möglich,
das Endloselement reibschlüssig
oder formschlüssig über den
Zylinder anzutreiben. Zum Antreiben kann dem Endloselement aber
auch ein eigener Motor zugeordnet sein.
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Bei
einer weiteren Ausführung
der Erfindung umfasst der Zylinder ein vom Endloselement umschlungenes
Zahnrad, und das Endloselement ist eine Kette oder ein Zahnriemen,
wobei die Zähne
des Zahnrades kämmend
in das Endloselement eingreifen. Diese Ausführung hat den besonderen Vorteil, dass
die Phasenlage des Endloselements gegenüber dem Zylinder stets wohldefiniert
ist, da kein Schlupf zwischen Endloselement und Zylinder auftreten
kann. Dadurch ist insbesondere gewährleistet, dass immer dann,
wenn ein Schnitt erfolgen soll, eine Lücke zwischen Paaren von Andrückmitteln
die Schnittstelle passiert, die breit genug ist, um einen Durchgang
des Schneidmessers zu erlauben.
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Bevorzugterweise
ist das Schneidmesser an einem an den Zylinder angestellten Gegenzylinder angeordnet.
Dieser Gegenzylinder bildet mit dem Zylinder einen Spalt, der die
Schnittstelle definiert.
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Das
Schneidmesser selber kann beispielsweise am sich drehenden Gegenzylinder
angeordnet sein, so dass es bei jeder Umdrehung des Gegenzylinders
mit dem Zylinder zusammenwirkt und den Materialabschnitt von der
Materialbahn abschneidet.
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Vorteilhafterweise
kann der Zylinder Haltemittel, insbesondere Greifer oder Punkturnadeln, zum
Halten der Materialabschnitte umfassen. Diese sind dann von Vorteil,
wenn die Materialabschnitte von dem Endloselement beispielsweise
deswegen nicht mehr gehalten werden können, weil sie von dem Zylinder
abgeleitet werden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
Folgenden näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch eine Vorrichtung;
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2 eine
räumliche
Ansicht des von Endloselementen teilweise umschlungenen Zylinders
der Vorrichtung;
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3 eines
der Endloselemente aus 2 in vergrößerter Ansicht;
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4 eine
räumliche
Ansicht des Zylinders eines alternativen Ausführungsbeispiel der Vorrichtung;
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5 eines
der Endloselemente aus 4 in vergrößerter Ansicht.
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Ein
Schnitt durch einen Falzapparat, an dem die Erfindung realisiert
ist, ist in 1 gezeigt. An einen an sich
bekannten Zylinder 01, insbesondere Transportzylinder 01 sind
einerseits ein Zylinder 02, insbesondere ein Falzklappenzylinder 02 und
andererseits ein Zylinder 03, insbesondere ein Messerzylinder 03 angestellt.
Der Transportzylinder 01 verfügt über nicht dargestellte, da
an sich bekannte Haltemittel in Form von Punkturnadeln oder Greifern.
Der Transportzylinder 01 kann in Umfangsrichtung ein oder
mehrere Falzmesser aufweisen, d. h. als Falzmesserzylinder ausgebildet
sein. Zusätzlich
oder anstelle der Falzmesser kann der Transportzylinder 01 auch
als Sammelzylinder ausgebildet sein. Um einen Hauptbereich 05 (siehe 2)
des Transportzylinders 01 ist eine Materialbahn 04,
z. B. eine Papierbahn 04 geschlungen, die den Transportzylinder 01 auf
einem Teil seines Umfangs berührt.
Der Hauptbereich 05 des Ballens des Zylinders 01 ist
in axialer Richtung durch die maximale Breite einer zu verarbeiteten
Papierbahn 04 festgelegt. Die Papierbahn 04 läuft in einen
vom Transportzylinder 01 und vom Messerzylinder 03 begrenzten
Spalt 06, z. B. Schneidspalt 06 ein. An von einander
abgewandten Randbereichen 10 ist der Transportzylinder 01 von jeweils
einem Endloselement 07 in Form einer Kette 07 umschlungen,
wie insbesondere 2 zeigt, bei der es sich um
eine räumliche
Darstellung des Transportzylinders 01 und der Ketten 07 handelt.
Die zugehörige 3 ist
eine vergrößerte Detailansicht
einer der Ketten 07.
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Wieder
auf 1 bezogen, liegt der vom Messerzylinder 03 und
dem Transportzylinder 01 begrenzte Spalt 06 auf
einem von den Ketten 07 umschlungenen Umfangsabschnitt
des Transportzylinders 01. Die Ketten 07 sind über verschiebbare
Umlenkrollen 08 geführt,
mit denen sich eine Spannung in den Ketten 07 einstellen
lässt.
Der Transportzylinder 01 weist an seinen Randbereichen 10 jeweils eine
stufenförmige
Ausnehmung 09 auf, in welche jeweils eine der Ketten 07 eingreift
(2). An den Ketten 07 sind in deren Längsrichtung
voneinander beabstandete Andrückmittel 11 angeordnet,
die jeweils zur Mitte des Transportzylinders 01 hin von
den Ketten 07 abstehen. In 2 und 3 sind
an jeder Kette 07 jeweils nur zwei Andrückmittel 11 gezeigt, doch
versteht sich, dass sie normalerweise in größerer Zahl, vorzugsweise gleichmäßig beabstandet, vorgesehen
werden. Über
die Andrückmittel 11 sind die
Ketten 07 auf der Mantelfläche des Transportzylinders 01 abgestützt.
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Die
fingerartigen Andrückelemente 11 umfassen
hier jeweils ein starres Winkelelement 12, von dem ein
erster Schenkel an einem Glied der Kette 07 befestigt ist,
und einen an einem zweiten Schenkel des Winkelelements 12 befestigten
Andrückblock 13. Die
Andrückblöcke 13 erstrecken
sich so weit zur Mitte des Hauptbereichs 05 des Ballens
des Zylinders 01 hin, dass sie auch die schmalste auf dem
Falzapparat verarbeitbare Papierbahn 04 an ihren Längsrändern berühren und
gegen den Hauptbereich 05 des Ballens des Zylinders 01 drücken.
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Die
Andrückblöcke 13 bestehen
aus einem Polyurethan, insbesondere Schaum.
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Am
Messerzylinder 03 sind diametral gegenüberliegend zwei axial ausgerichtete
Schneidmesser 14 vorgesehen (1). Wenn
sich der Messerzylinder 03 dreht, durchstoßen die
Schneidmesser 14 bei jedem Schneidvorgang eine infolge
der beabstandeten Anordnung der Andrückmittel 11 zwischen
je zwei Andrückmitteln 11 vorhandene
Lücke 16,
die groß genug
ist, um den ungehinderten Durchgang der Schneidmesser 14 zu
gewähren.
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Eine
dem Falzapparat der 1 zugeführte Papierbahn 04 gelangt
zunächst
in Höhe
eines Spalts 22 zwischen einer ersten der Umlenkrollen 08 und
dem Transportzylinder 01 in Kontakt mit dem Hauptbereich 05 des
letzteren und wird von den Andrückmitteln 11 der
Ketten 07 an den Hauptbereich 05 angedrückt. Die
Ketten 07 sind durch Reibschluss oder Formschluss über den
Transportzylinder 01 angetrieben.
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Nicht
gezeigte Punkturnadeln fahren zwischen den Spalten 22 und 06 aus
dem Transportzylinder 01 aus und spießen die Papierbahn 04 auf. Kurz
bevor die Punkturnadeln den Spalt 06 passieren, taucht
eines der Schneidmesser 14 durch die Lücke 16 zwischen benachbarten
Andrückmitteln 11 und
durchtrennt die Papierbahn 04. Die Spannung innerhalb der
in dem Spalt 22 einlaufenden Papierbahn 04 wird
dank der Andrückmittel 11 trotz
des Schnittes unverändert
aufrecht erhalten. Da die Papierbahn 04 auch nach dem Schnitt
von den Andrückmitteln 11 am
Zylinder 01 festgehalten wird, kann ihre führende Kante
weder durch die Fliehkräfte
von den Punkturnadeln abgleiten, noch kann sie an den Punkturnadeln
ausreißen
oder Verfaltungen bilden.
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An
einem vom Transportzylinder 01 und dem Falzklappenzylinder 02 begrenzten
Spalt werden die Papierabschnitte schließlich auf bekannte Weise an den
Falzklappenzylinder 02 übergeben.
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Anstelle
der Punkturnadeln kann zum Halten der führenden Kante der Papierbahn 04 der
Transportzylinder 01 auch an sich bekannte Greifer aufweisen,
die jeweils nach dem Schneiden aus dem Transportzylinder 01 ausgefahren
werden, um die beim Schneiden neu erhaltene führende Kante zu fassen und
gegen die Mantelfläche
des Zylinders 01 zu drücken.
Da die Andrückmittel 11 auch
hier verhindern, dass sich die führende
Kante unmittelbar nach dem Schnitt und bevor die Greifer zufassen
können,
aufgrund der Fliehkraft von der Mantelfläche löst, ist auch die Betriebssicherheit
der Greifer durch die Erfindung verbessert.
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Eine
alternative Ausführung
der Vorrichtung zeigt die 4.
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5 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt davon.
In dieser Ausführung
sind die gekröpften
Abschnitte der Winkelelemente 12 der beiden Ketten 07 jeweils
paarweise zu Stegen 17 miteinander verbunden, die sich über die
gesamte Breite des Transportzylinder 01 erstrecken. Entlang
der Stege 17 sind mehrere Andrückblöcke 13 vorgesehen,
die die Papierbahn 04 entlang der ganzen Breite des Transportzylinder 01 gegen
dessen Hauptbereich 05 des Ballens des Zylinders 01 drücken. Auch
hier ist die Lücke 16 zwischen
zwei benachbarten Andrückmitteln 11 derart
gewählt,
dass die Schneidmesser 14 des Messerzylinders 03 problemlos
zwischen beiden hindurchstoßen
können.
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Auch
diese Ausführungsform
ist sowohl bei einem Transportzylinder 01 mit Punkturnadeln
als auch bei einem Transportzylinder 01 mit Greifern anwendbar.
Vorzugsweise sollten hier jedoch die aus dem Transportzylinder 01 ausfahrenden
Greifer eine Kammstruktur mit einer Mehrzahl von Zinken haben, die
beim Ausfahren jeweils in eine Lücke 23 zwischen
benachbarten Andrückblöcken 13 eingreifen.
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Der
Schneidzylinder trägt
vorzugsweise eine ganzzahlige, geradzahlige Anzahl von Schneidmessern
(z. B. 2) und der Transportzylinder trägt vorzugsweise eine ganzzahlige,
geradzahlige Anzahl von Gegenleisten (z. B. 3, 5 oder 7) für die Schneidmesser.
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- 01
- Zylinder,
Transportzylinder
- 02
- Zylinder,
Falzklappenzylinder
- 03
- Zylinder,
Messerzylinder
- 04
- Materialbahn,
Papierbahn
- 05
- Hauptbereich
- 06
- Spalt,
Schneidspalt
- 07
- Endloselement,
Kette
- 08
- Umlenkrolle
- 09
- Ausnehmung
- 10
- Randbereich
- 11
- Andrückmittel
- 12
- Winkelelement
- 13
- Andrückblock
- 14
- Schneidmesser
- 15
-
- 16
- Lücke
- 20
-
- 22
- Spalt
- 23
- Lücke