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Maschine zum Erzeugen von maßhaltigen, rechteckigen Papierzuschnitten.
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Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Erzeugen von maßhaltigen,
rechteckigen Papierzuschnitten, insbesondere Scheckformularen, aus streifenförmigen
Papierstapeln passender Breite, mit einer Auflagefläche für die Stapel, mit einer
die quer zur Transportrichtung angeordneten Stapel schrittweise längs der Auflage
fläche einem Schneidbereich zuführenden Transporteinrichtung, mit in einer vertikalen
Ebene beweglichen Messern, deren Schneiden durch eine vertikale Flanke und eine
dazu im spitzen Winkel verlaufende schräge Flanke gebildet werden, wobei längs der
vertikalen Flanken jeweils ein voraneilender Niederhalter beweglich angeordnet ist,
und mit den beweglichen Messern zugeordneten Gegenschneiden im Bereich der Auflagefläche.
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Durch die Einführung der vollautomatischen Datenverarbeitung ist es
erforderlich, daß als Datenträger dienende Formulare mit hoher Präzision zugeschnitten
sind.
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So ist beispielsweise bei Scheckformularen eine Toleranz von - 0,2
mm vorgeschrieben. Die Erzeugung derartig maßhaltiger Papierzuschnitte stellt besondere
Anforderungen an die hierfür benutzten Vorrichtungen bzw. Maschinen.
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Zum Zuschneiden von Scheckformularen ist bisher eine Maschine bekannt,
bei der ein etwas mehr als die Länge von vier Scheckformularen aufweisender, streifenförmiger
Papierstapel auf mehreren aufeinanderfolgenden Stationen zugeschnitten wird. In
der ersten Station wird der Streifen an beiden Enden besäumt, worauf der Streifen
erneut ausgerichtet wird und dann durch einen Mittelschnitt in zwei Teilstapel zerlegt
wird. Hierauf werden die Teilstapel erneut ausgerichtet und dann die Teilstapel
wiederum in der Mitte durch einen weiteren Trennschnitt in die insgesamt vier Formularstapel
aufgeteilt. Durch das mehrmalige Ausrichten ergibt sich eine Summierung kleiner
Ungenauigkeiten, die sich für den gesamten streifenförmigen Stapel auf bis zu 2
mm belaufen können.
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Ein weiterer Nachteil der Aufteilung der einzelnen Trennschnitte auf
meh.rere..Stationen liegt in der aufwendigen und relativ viel Platz benötigenden
Bauweise einer derartigen Maschine. Außerdem ergibt sich durch die Anordnung von
drei aufeinanderfolgenden Schneidstationen das Problem, daß die Messer an den einzelnen
Stationen jeweils präzise
in Bezug auf die Messer der anderen Stationen
ausgerichtet sein müssen, um die erforderliche Maßhaltigkeit des Endproduktes sicherzustellen.
Die Justierung der Messer nach ihrer Montage erfordert bei der bekannten Maschine
einen Zeitaufwand von etwa vier Stunden.
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Wenn man bisher trotz der vorstehend beschriebenen Nachteile Maschinen
gebaut hat, die den Schneidvorgang in mehreren aufeinanderfolgenden Stationen durchführen,
so hat dies mehrere Gründe. Einer dieser Gründe ist darin zu sehen,daß die Messer
eine gewisse Breite aufweisen und deshalb beim Schnitt auf die Stapel eine seitlich
gerichtete Kraft ausüben, die bestrebt ist, die Stapel auseinanderzudrücken. Ordnet
man mehrere hintereinander angeordnete Schneidstationen an, so ergeben sich durch
diese seitlichen Kräfte keine Komplikationen. Während des Besäumens können die beiden
den Besäumschnitt ausführenden Messer so angeordnet werden, daß ihre vertikalen
Flanken gegeneinander weisen, so daß die beiden Messer auf den zwischen ihnen liegenden,
zur Weiterverarbeitung bestimmten Stapel keine Seitenkräfte ausüben, sondern die
Seitenkräfte lediglich auf den als Abfall abzutrennenden Randbereich einwirken.
Wird anschließend der so besäumte Stapel in der Mitte getrennt, so spielt es keine
Rolle, daß einer der beiden Teilstapel durch die schräge Flanke seitlich verschoben
wird, weil in der gleichen Station gleichzeitig an diesem seitlich verlagerten Teilstapel
kein weiterer Schnitt ausgeführt wird und dieser verlagerte Teilstapel anschließend
erneut ausgerichtet werden kann. Gleiches gilt auch für die Trennschnitte
zur
Halbierung der in der zweiten Station erhaltenen Teilstapel.
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Schließlich ist es sogar erwünscht, daß zwischen den einzelnen Teilstapeln
ein gewisser Spalt entsteht, weil die Teilstapel nach dem Trennvorgang einzeln verpackt
oder anderweitig weiterverarbeitet werden müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der anfangs
beschriebenen Art so auszugestalten, daß ein streifenförmiger Papierstapel in einer
einzigen Schneidstation ineie mehr oder minder große Zahl einzelner Teilstapel aufgeteilt
werden kann, wobei nicht nur der bauliche Aufwand und der Platzbedarf der Maschine
verringert sondern auch der zur Justierung der Messer erforderliche Zeitaufwand
beträchtlich gesenkt werden soll. Außerdem soll die Maschine so beschaffen sein,
daß, soweit erforderlich, die einzelnen Teilstapel nach dem Trennvorgang mit Abstand
voneinander zur weiteren Bearbeitung oder Verpackung zur Verfügung stehen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß sämtliche Messer mit
parallelen Schneiden in einer Reihe auf einem gemeinsamen, vertikal gegen die Auflagefläche
beweglichen Messerbalken angeordnet und mit diesem gemeinsam bewegbar sind und daß
alle auf dem Messerbalken angeordneten Messer bis auf eines an einem Ende der Reihe
mit den schrägen Flanken nach der gleichen Seite weisen, während dieses eine Messer
an einem Ende der Reihe mit der schrägen Flanke nach
der entgegengesetzten
Seite weist.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Transporteinrichtung
aus in Abständen eines Transportschrittes angeordneten, schrittweise hin- und hergehend
angetriebenen Schiebern besteht, die während ihres Arbeitshubs längs einer oberhalb
der Auflage fläche befindlichen Bahn und während ihres Rücklaufs längs einer unterhalb
der Aulagefläche befindlichen Bahn bewegbar sind, und daß von den im Bereich des
Messerbalkens angeordneten, für den ersten Transportschritt nach dem Schneidvorgang
bestimmten Schiebern jedem nach dem Schneidvorgang vorhandenen Teilstapel jeweils
ein Schieber zugeordnet ist und daß diese Schieber in Bezug auf eine in Transportrichtung
liegende, den zu trennenden streifenförmigen Stapel halbierende Linie derart symmetrisch
angeordnet sind, daß für jeden nicht von dieser Linie geschnittenen Teilstapel der
zugeordnete Schieber außermittig in Richtung auf diese Linie versetzt angeordnet
ist. Dabei ist es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung, daß die Versetzung des
Schiebers gegenüber der Mitte des zugeordneten Teilstapels mit wachsendem Abstand
des jeweiligen Teilstapels von dieser Linie zunimmt.
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Noch eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß der
Arbeitshub der im Bereich des Messerbalkens angeordneten Schieber bis in den Bereich
von über die Auflagefläche hervorstehenden Führungsleisten für die Teilstapel reicht.
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Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung besteht noch darin, daß im
Bereich des Messerbalkens der einen Stirnseite des zu trennenden Stapels ein fester
Anschlag und der anderen Stirnseite ein in Richtung auf den anderen Anschlag hin-
und hergehend beweglicher, in dieser Richtung einstellbarer Anschlag zum Ausrichten
des Stapels zugeordnet ist.
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Schließlich ist es noch eine vorteilhafte Ausgestaltung, daß die Transporteinrichtung
vor dem Schneidbereich für jeden Schritt aus zwei Schiebern besteht, wobei für den
in den Schneidbereich führenden Transportschritt einer der beiden Schieber in Transportrichtung
einstellbar ist.
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Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Stirnansicht auf den Schneidbereich
einer erfindungsgemäßen Maschine ohne die Transporteinrichtung, Fig. 2 eine schematische
Draufsicht auf die Auflage fläche mit im Schneidbereich befindlichen Teilstapeln
nach dem Schnitt und Fig. 3 einen Detailschnitt im vergrößerten Maßstab durch ein
Messer mit Niederhalter und Gegenschneide.
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Mechanische Einrichtungen zum schrittweisen Transport von auf einer
Auflage fläche aufliegenden Gegenständen durch Schieber, die während eines Arbeitshubes
oberhalb der Auflagefläche in Transportrichtung bewegt und anschließend unterhalb
der Auflagefläche wieder in ihre Ausgangsposition zurückbewegt werden, sind dem
Fachmann allgemein bekannt, weshalb eine entsprechende, bei der erfindungsgemäßen
Maschine vorhandene Einrichtung nicht näher erläutert ist. Diese Einrichtung befindet
sich mit ihren wesentlichen Elementen unterhalb eines von einem geeigneten Gestell
oder Maschinenbett getragenen Sockels 10. Durch in der Zeichnung nicht näher dargestellte
Stützen wird oberhalb des Sockels 10 eine horizontale Platte 12 getragen, deren
Oberseite 14 als Auflagefläche für zu trennende streifenförmige Papierstapel dient.
Die in der Zeichnung dargestellte Maschine ist dabei zur Trennung eines Streifens
in fünf maßhaltig zugeschnittene, rechteckige Teilstapel ausgebildet.
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Die nicht näher dargestellte Transporteinrichtung besitzt eine Anzahl
von nach oben über die Auflagefläche 14 hervorstehenden Schiebern, wobei die Schieber
in in Transportrichtung aufeinanderfolgenden Gruppen angeordnet sind, die jeweils
gemeinsam die beschriebene Bewegung ausführen.
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In Fig. 2 ist mit 16a und 16b eine zwei Schieber umfassende Gruppe
dargestellt, die dazu dient, einen quer zur Transportrichtung auf der Auflagefläche
14 liegenden, streifenförmigen Papierstapel 18 in den darauffolgenden Schneidbereich
20 zu bewegen. Dabei ist beispielsweise der in
Fig. 2 linke Schieber
16a in der durch einen Pfeil A gekennzeichneten Transportrichtung gegenüber dem
rechten Schieber 16b einstellbar, um sicherzustellen, daß der Stapel 18 winkelrecht
in den Schneidbereich 20 eingeschoben wird.
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Auf dem Stapel 18 sind die auszuführenden Schnitte in unterbrochenen
Linien dargestellt.
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Die Platte 12 weist geeignete Durchbrechungen auf, die einerseits
den Schiebern den Durchtritt zur Oberseite der Platte und die Bewegung in Transportrichtung
gestatten, die andererseits aber auch, wie aus Fig. 1 ersichtlich, Positionierungswerkzeugen
und Schneidwerkzeugen die erforderliche Bewegungsfreiheit eröffnen.
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Zur Ausrichtung des in den Schneidbereich 20 eingeschobenen Papierstapels
dient eine feste Anlage 22 in Fig. 1 auf der rechten Seite und eine in Richtung
auf diese feste Anlage 22 verschiebbare bewegliche Anlage 24. Die bewegliche Anlage
24 ist beispielsweise durch einen Hydraulikzylinder 26 betätigbar und hinsichtlich
ihres Abstandes zur festen Anlage 22 noch durch eine geeignete, lediglich schematisch
angedeutete Einstellvorrichtung 28 justierbar.
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Die feste Anlage 22 und die bewegliche Anlage 24 ragen nach oben über
die Oberfläche 14 der Platte 12 hervor.
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Zur Durchführung des Schneidvorganges dienen Messer 30, die jeweils
in eine Ausnehmung 32 eines jedem Messer 30 zugeordneten Messerhalters 34 eingesetzt
und durch Schrauben
36 befestigt sind. Die Messerhalter 34 ihrerseits
sind durch Schrauben 38 an einem horizontalen, den Schneidbereich 20 überspannenden
Messerbalken 40 befestigt.
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Die Messer 30 weisen eine vertikale Schneide 42 und eine dazu im spitzen
Winkel verlaufende schräge Schneide 44 auf.
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Die Schneidkanten 46 aller Messer 30 verlaufen zueinander parallel
und in Transportrichtung des Papierstapels.
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Längs der vertikalen Schneide 42 ist ein jedem Messer 30 zugeordneter
Niederhalter 48 in vertikaler Richtung bebeweglich der nach unten etwas über die
Schneidkante 46 hervorsteht und somit eine Voreilung gegenüber dem Messer während
der Vertikalbewegung des Messerbalkens 40 aufweist.
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Der Niederhalter 48 ist mit einem Schaft 50 in einer am Messerbalken
40 durch eine Schraube 52 befestigten Führung 54 vertikal beweglich angeordnet,
wobei seine Abwärtsbewegung durch eine am Schaft 50 mittels einer Schraube 56 befestigten
Scheibe 58 begrenzt ist, die mit einer geeigneten Schulter 60 der Führung 54 zusammenwirken
kann. Zwischen dem Niederhalter 48 und der Führung 54 ist eine den Niederhalter
abwärts drückende Druckfeder 62 eingespannt.
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Von den Messern 30 ist lediglich das in Fig. 1 links außen liegende
Messer 30' entgegengesetzt angeordnet, derart, daß seine schräge Flanke 44 nach
links weist, während bei allen anderen Messern 30 die schräge Flanke 44 der Schneide
nach rechts weist.
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Jedem der Messer 30 ist eine Gegenschneide 64 an einem Untermesser
66 zugeordnet, wobei jedes Untermesser 66 auf dem Sockel 10 befestigt ist. Die Gegenschneiden
64 schließen bündig mit der Auflagefläche 14 auf der Platte 12 ab.
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Von den bereits erwähnten Durchbrechungen der Platte 12 sind die beiden
äußeren Durchbrechungen 68 größer ausgebildet und ermöglichen nicht nur die Bewegung
der Schieber und der Schneidwerkzeuge, sondern ermöglichen auch den Durchtritt der
Anlagen 22 bzw. 24 zur Oberseite der Platte 12. Demgegenüber sind die mittleren
Durchbrechungen 70 nur so groß bemessen, daß die Funktion der Schneidwerkzeuge 30,
64 und der im Schneidbereich 20 wirksamen Schieber ungehindert erfolgen kann.
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Der die oberen Messer 30 und die Niederhalter 48 tragende Messerbalken
40 ist auf vertikalen Säulen 72 vertikal beweglich geführt. Die Säulen 72 sind durch
ein Joch 74 miteinander verbunden, wobei zwischen dem Joch 74 und dem Messerbalken
40 Hydraulikzylinder 76 zur Betätigung des Messerbalkens angeordnet ist.
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Die im Schneidbereich 20 wirksamen Schieber der Transporteinrichtung
sind in Fig. 2 mit 80a, 80b und 80b' sowie 80c und 80c' bezeichnet, wobei 80a dem
mittleren von insgesamt 5 Schiebern kennzeichnet. In Fig. 2 ist weiterhin der im
Schneidbereich befindliche Papierstapel gezeigt, der bereits in einzelne Teilstapel
18a, 18b und 18b', sowie 18c und 18c' unterteilt worden ist. Wie nachfolgend noch
ausgeführt
werden wird, liegen die einzelnen Teilstapel praktisch ohne Zwischenraum nebeneinander.
Während des Transports dieser Teilstapel aus dem Schneidbereich 20 soll zwischen
den einzelnen Teilstapeln ein Zwischenraum geschaffen werden, der es ermöglicht
, die Teilstapel einer Weiterverarbeitung, insbesondere aber der Verpackung zuzuführen.
Zu diesem Zweck ist eine besondere Anordnung der Schieber 80a, 80b, 80b', 80c und
80c' gewählt worden, und zwar derart, daß der mittlere Schieber 80a an dem ihm zugeordneten
Teilstapel 18a mittig angreift, während die beiden Schieber 80b und 80b' gegenüber
der Längsmitte ihrer zugehörigen Teilstapel 18b und 18b' jeweils etwas gegen den
Schieber 80a versetzt sind, so daß während des Transportschrittes die Schubkraft
auf die Teilstapel 18b bzw. 18b' ein Drehmoment ausübt, das geeignet ist, die in
Vorschubrichtung vorn liegenden Endabschnitte der Teilstape 18b bzw. 18b' vom mittleren
Teilstapel 18a abzuschwenken.
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In gleicher Weise sind auch die beiden äußeren Schieber 18c und 18c'
gegenüber der Längsmitte ihrer zugeordneten Teilstapel 18c bzw. 18c' etwas gegen
den mittleren Schieber 80a versetzt, und zwar stärker als die diesem mittleren Schieber
80a näher liegenden Schieber 80b und 80b', so daß beim Transportschritt die äußeren
Teilstapel 18c und 18c' noch stärker verschwenkt werden und ihre vorderen Endabschnitte
auch von den benachbarten Teilstapeln 18b und 18b' abgeschwenkt werden.
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Im Anschluß an den Schneidbereich 20 erheben sich über die Auflage
fläche 14 für die Teilstapel Führungsleisten 82a und 82a' , 82b und 82b', sowie
82c und 82c', die in Transportrichtung an Breite zunehmen, und, wie deutlich aus
Fig. 2 ersichtlich ist, der weiteren Trennung der einzelnen Teilstapel 18a, 18b,
18b', 18c und 18c' voneinander dienen, so daß am Ende dieser Führungsleisten 82a
bis 82c' die einzelnen Teilstapel einen präzisen, vorgegebenen Abstand voneinander
aufweisen und daher einzeln beispielsweise vollautomatisch verpackt werden können.
Im Bereich dieser Führungsleisten 82b bis 82c' sind in Fig. 2 drei Gruppen 84, 86
und 88 von Schiebern dargestellt, die den weiteren Transport der Teilstapel 18a
bis 18c' längs der Führungsleisten übernehmen. Entsprechend der fortschreitenden
Trennung der Teilstapel voneinander sind mit Ausnahme der jeweils mittleren Greifer
die seitlich gelegenen Greifer zunehmend nach außen versetzt. Entsprechend abgestuft
sind auch die für den Durchtritt der Greifer in der Platte 12 vorgesehenen Durchbrechungen
88b, 88b', 88c und 88c' für die seitlichen Greifer ausgebildet, während die mittlere
Durchbrechung 88a geradlinig verläuft.
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Da, wie aus der Funktionsbeschreibung der Schneidvorrichtung noch
naher ersichtlich wird, die erfindungsgemäße Maschine keineswegs auf die Trennung
eines Papierstapels in fünf Teilstapel oder eine andere ungerade Zahl von Teilstapeln
beschränkt ist, sondern auch eine gerade Anzahl von Teilstapeln erzeugt werden kann,
ist in einem solchen Falle die Anordnung der im Schneide
reich
wirksamen Greifer insofern anders zu wählen, als die beiden mittleren Greifer jeweils
relativ geringfügig gegenüber der Längsmitte der ihnen zugeordneten Teilstapel in
Richtung auf eine in Transportrichtung liegende, den zu trennenden, streifenförmigen
Stapel halbierende Linie versetzt sind, während die den sich jeweils nach außen
anschließenden, zu dieser Linie 90 symmetrisch angeordneten Teilstapeln zugeordneten
Schieber jeweils zunehmend in Richtung auf diese Linie gegenüber der Längsmitte
der ihnen zugeordneten Teilstapel versetzt sind. Da von dieser in Transportrichtung
liegenden, den zu trennenden, streifenförmigen Stapel halbierenden Linie einer der
Teilstapel nur dann geschnitten wird, wenn es sich bei einer ungeraden Teilstapelzahl
um den jeweils mittleren Teilstapel handelt, kann mit anderen Worten verallgemeinert
gesagt werden, daß alle jene Schieber in Bezug auf die ihnen zugeordneten Teilstapel
außermittig gegen diese Linie versetzt sind, die nicht von dieser Linie geschnitten
werden.
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Im Schneidbereich ist die neuartige Funktionsweise der Maschine wie
folgt: Wird der streifenförmige Papierstapel 18 in den Schneidbereich 20 geschoben
und durch die Anlagen 22 und 24 winkelrecht ausgerichtet, so senkt sich anschließend
durch Betätigung der Hydraulikzylinder 76 der Hubbalken 40, wobei zunächst sämtliche
Niederhalter 48 auf die Oberseite des Papierstapels auftreffen und dann beim weiteren
Absenken des Messerbalkens 40 unter der Wirkung
der Federn 62 gegen
den Papierstapel gespannt werden.
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Dabei schieben sich die Messer 30 über die Unterkante der Niederhalter
42 hervor und dringen in den Papierstapel ein, den sie schließlich trennend durchdringen.
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Wie deutlich aus Figur 1 entnommen werden kann, wird der in Figur
1 links außen liegende Abschnitt des Papierstapels im Bereich des dort zu erzeugenden
Teilstapels 18c von zwei Niederhaltern gleichzeitig festgehalten, wobei die diesen
links außen liegenden Teilstapel 18c abtrennenden Messer 30 mit ihren vertikalen
Flanken 42 gegeneinander gerichtet sind, so daß während der vertikalen Schneidbewegung
keinerlei Schub bzw. keinerlei seitliche Kräfte auf diesen Teilstapel 18c ausgeübt
wird bzw. werden.
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Der TeiEtapel 18c behält also unbeeinflußt seine Lage bei.
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Die durch die den Besäumschnitt ausführenden äußersten Messer 30 abgetrennten
Abfallstreifen werden durch die nach außen weisenden schrägen Flanken 44 der äußersten
Messer von den außen liegenden Teilstapeln 18c bzw. 18c' weggeschoben. Die übrigen
Teilstapel 18d, 18a, 18b' und 18c' werden jeweils an ihrem rechten Rand von den
zugeordneten Niederhaltern 48 festgespannt, während ihr jeweils linkes Ende (bezogen
auf Figur 1) frei ist und somit unter dem Einfluß der von den zugeordneten schrägen
Flanken 44 der jeweils an ihrem linken Ende wirksamen Messer 30 verdrängt werden
kann. Diese Schubkräften der Messer 30 ausgesetzten Teilstapel werden sich deshalb
während des
Schneidvorganges außerhalb ihrer festgespannten Bereiche
aufwölben und nach der Rückkehr der Messer 30 in die Ausgangslage nach der Aufwärtsbewegung
des Messerbalkens 40 wieder in ihre Ausgangslage zurückkehren, so daß dann sämtliche
Teilstapel 18a - 18c' praktisch ohne Zwischenraum in der gleichen Lage auf der Platte
12 angeordnet sind, die sie vorher noch als Bestandteil des ungetrennten Stapels
18 eingenommen haben.
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Es ist aus dieser Beschreibung der Funktionsweise ersichtlich, daß
auf dem Messerbalken auch eine größere oder kleinere Anzahl von Messern angeordnet
werden kann um einen streifenförmigen Papierstapel in maßhaltige Teilstapel zu unterteilen,
wobei lediglich Voraussetzung für die Erreichung eines präzisen Schnitts eine ausreichende
Betätigungskraft für den Messerbalken ist und die erfindungsgemäße Anordnung der
Obermesser in der Weise, daß sämtliche Messer mit Ausnahme eines an einem Ende der
Messerreihe liegenden Messers im gleichen Sinn ausgerichtet sind.
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Da sämtliche Messer auf einem gemeinsamen Messerbalken angeordnet
sind und durch die entsprechende Ausgestaltung der Ausnehmung 32 der Messerhalter
34 eine rasche und präzise Montage erforderlich ist, kann die Justierarbeit nach
dem Auswechseln der Messer 30 auf ca. 15 Minuten begrenzt werden.
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Nach Vollendung des Trennschnittes werden die einzelnen Teilstapel
in der oben bereits erläuterten Weise durch die schrittweise bewegbaren Schieber
der nächsten Arbeitsposition, vorzugsweise einer Verpackungsstation zugeführt.