DE19748789C2 - Vorrichtung zum Querschneiden einer Papierbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querschneiden einer Papierbahn gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung zum Querschneiden einer Papier­ bahn ist aus der DE 196 24 277 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung werden die Andruckrollen ständig durch Federkraft an die kontinuierlich angetriebene Förderwalze der zweiten Fördereinrichtung angedrückt. Da diese in Papierlaufrichtung hinter der Klemmeinrichtung angeordnet ist, die Papierbahn aber durch die Klemmeinrichtung während des Schneidvorganges festgeklemmt ist, muß während des Schneidvorganges ein Schlupf zwischen der zweiten Förder­ einrichtung und der Papierbahn möglich sein. Damit dies möglich ist, ist die Förderwalze der zweiten Förder­ einrichtung als Metallwalze ausgebildet und die auf die Andruckrollen einwirkende Federkraft verhältnismäßig gering eingestellt. Die maximal mögliche Zugkraft der zweiten Fördereinrichtung wird dadurch begrenzt, daß sich an der Papierbahn keinerlei Druckstellen abzeichnen dürfen, wenn der erwähnte Schlupf eintritt und zum andern die Papierbahn im Augenblick der Straffung derselben, wenn die Schlaufe gerade abgebaut ist, nicht reißen darf. Die zweite Förder­ einrichtung weist also auch hier eine verhältnismäßig geringe Zugkraft auf und kann daher die Papierbahn, nachdem sie von der Klemmeinrichtung freigegeben ist, aus dem Stillstand nicht rasch genug beschleunigen. Hierdurch ist die Schnittleistung auch dieser bekannten Vorrichtung bei einer Formularlänge von etwa 9 cm auf 50.000 Schnitte pro Stunde begrenzt.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Querschneiden einer Papierbahn (DE 31 31 101 A1) mit ähnlichem Aufbau ist die zweite Fördereinrichtung in Vorschubrichtung der Papierbahn vor der Klemmeinrichtung angeordnet und letztere ist unmittelbar vor der Schneideinrichtung plaziert. Die zweite Fördereinrichtung besteht aus einer kontinuierlich angetriebenen Förderwalze und mehreren an diese unter Zwischenschaltung der Papierbahn mittels einer Hubein­ richtung intermittierend andrückbaren Andruckrollen. Zur Betätigung der Klemmeinrichtung, der Schneideinrichtung und der Hubeinrichtung ist ein gemeinsamer Kurbelantrieb vorgesehen, der über drei Kurbelstangen die Bewegungen der vorgenannten Einrichtungen so koordiniert, daß für die Dauer des Schneidevorganges die Papierbahn durch die Klemmein­ richtung festgeklemmt und die Andruckrollen von der Förder­ walze abgehoben sind. Da während der Festklemmung der Papierbahn die erste Fördereinrichtung kontinuierlich weiterläuft und die zweite Fördereinrichtung infolge der abgehobenen Andruckrollen unwirksam ist, bildet sich im Bereich vor der zweiten Fördereinrichtung eine Schlaufe aus. Sobald der Schneidevorgang beendet ist, werden die Andruck­ rollen wieder an die Förderwalze der zweiten Fördereinrich­ tung angedrückt und die Papierbahn durch diese zweite Fördereinrichtung mit einer gegenüber der ersten Förder­ geschwindigkeit erhöhten Fördergeschwindigkeit weiter­ transportiert, wodurch zunächst die Schlaufe aufgelöst und die Papierbahn gestrafft wird. Danach erfolgt der Weiter­ transport der Papierbahn durch die erste Fördereinrichtung und die zweite Fördereinrichtung. Die Andruckrollen der zweiten Fördereinrichtung werden unter Zwischenschaltung von Federn an der Hubeinrichtung abgestützt und an die Förderwalze angedrückt, wobei diese Federkraft so schwach eingestellt ist, daß bei straff gespannter Papierbahn sich Schlupf zwischen der mit höherer Geschwindigkeit umlaufenden Förderwalze und der Papierbahn einstellt. Die Förder­ geschwindigkeit der Papierbahn wird ausschließlich durch die Fördergeschwindigkeit der ersten Fördereinrichtung bestimmt. Damit sich der erwähnte Schlupf zwischen der Förderwalze der zweiten Fördereinrichtung und der Papierbahn einstellen kann, ist die zweite Förderwalze als Metallwalze ausgebil­ det. Die maximal mögliche Zugkraft wird hierbei auch zum einen dadurch begrenzt, daß sich in der Papierbahn keinerlei Druckstellen abzeichnen dürfen, wenn der erwähnte Schlupf eintritt und zum andern die Papierbahn im Augenblick der Straffung derselben, wenn die Schlaufe gerade abgebaut ist, nicht reißen darf. Die zweite Fördereinrichtung weist also eine verhältnismäßig geringe Zugkraft auf und kann daher die Papierbahn, nachdem sie von der Klemmeinrichtung freigegeben ist, aus dem Stillstand nicht rasch genug beschleunigen, wodurch die Schnittleistung dieser bekannten Vorrichtung sehr begrenzt ist. Weiterhin besteht auch die Gefahr eines Papierstaus. Um nämlich eine möglichst hohe Schnittleistung zu erreichen, müssen die Andruckrollen der zweiten Förder­ einrichtung nach Beendigung des Schneidevorgangs möglichst schnell wieder an die Förderwalze angedrückt werden. Wenn zu diesem Zeitpunkt die Klemmbacken der Klemmeinrichtung noch nicht vollständig geöffnet sind, besteht die Gefahr, daß die Papierbahn an den teilweise geöffneten Klemmbacken hängen bleibt und ein Papierstau eintritt. Deswegen können die Andruckrollen erst dann an die Förderwalze angedrückt werden, wenn die vollständige Öffnung der Klemmeinrichtung sichergestellt ist. Dies führt ebenfalls zu einer Beeinträchtigung der Schnittleistung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zum Querschneiden einer Papierbahn der im Ober­ begriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art aufzuzeigen, welche vor allem eine erhebliche Steigerung der Schnitt­ leistung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dieser neuen Vorrichtung zum Querschneiden einer Papier­ bahn sind die Andruckwalzen intermittierend an die Förder­ walze der zweiten Fördereinrichtung andrückbar. Während des Schneidevorganges sind sie von der Papierbahn abgehoben, so daß sich keine Druckstellen auf der Papierbahn abzeichnen können. Sofort nach Beendigung des Schneidevorganges können die Andruckrollen unter Zwischenschaltung der Papierbahn wieder an die Förderwalze der zweiten Fördereinrichtung angedrückt werden. Sobald dies geschehen ist, wird der zunächst ruhenden Papierbahn durch die Förderwalze eine hohe Beschleunigung erteilt. Diese hohe Beschleunigung ist möglich, weil die Oberflächenschicht der Förderwalze einen hohen Reibungsbeiwert gegenüber der Papierbahn aufweist und weil die Andruckrollen mit beliebig hoher Kraft angedrückt werden können. Es kann daher eine große Zugkraft auf die Papierbahn übertragen werden. Die Beschleunigung der Papier­ bahn kann bereits zu einem Zeitpunkt erfolgen, zu dem die Klemmeinrichtung erst teilweise geöffnet ist, da die zweite Fördereinrichtung hinter der Klemmeinrichtung angeordnet ist und deshalb die Papierbahn durch die Klemmeinrichtung hindurchzieht. Die Gefahr eines Papierstaus an der Klemmein­ richtung wird damit ausgeschaltet. Wesentlich ist auch, daß die Andruckrollen durch die Hubeinrichtung wieder von der Förderwalze abgehoben werden kurz bevor die Papierschlaufe abgebaut und die Papierbahn gestrafft ist. Andernfalls würde nämlich durch die hohe Beschleunigung der Papierbahn und die hohe Zugkraft der Förderwalze die Papierbahn reißen.

Insgesamt wird durch die hohe Beschleunigung der Papierbahn die für den Abbau der Schlaufe benötigte Zeit stark verkürzt, was insbesondere bei kurzen Formularlängen zu einer erheblichen Steigerung der Schnittleistung führt. So kann z. B. bei einer For­ mularlänge von 10 cm eine Schnittleistung bis zu 100.000 Schnitten pro Stunde oder mehr als 27 Schnitten pro Sekunde erreicht werden. Dies bedeutet, daß inner­ halb einer Zeit von nur 0,036 Sekunden die Papierbahn nach Beendigung eines Schneidvorganges vom Stillstand beschleunigt, durch die zweite Fördereinrichtung um 10 cm vorgeschoben, mittels der Klemmeinrichtung fest­ geklemmt und durch die Schneideinrichtung geschnitten wird. Bei einer Formularlänge von ca. 30 cm läßt sich mit der neuen Vorrichtung noch eine Schnittleistung bis zu etwa 36.000 Schnitten pro Stunde erreichen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird in folgendem, anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei­ spieles näher erläutert.

Mittels einer ersten Fördereinrichtung 1, bestehend aus einer angetriebenen Förderwalze 1a und einer Andruckrolle 1b, wird die Papierbahn P kontinuierlich der Vorrichtung zum Querschneiden zugeführt. Die Förder­ walze 1a wird kontinuierlich mit einer ersten Umfangs­ geschwindigkeit V1 angetrieben und erteilt der Papier­ bahn P eine Fördergeschwindigkeit V1, die z. B. der Liefer­ geschwindigkeit eines vorgeschalteten, nicht dargestell­ ten Laserdruckers entspricht. Bei der ersten Förderein­ richtung 1 kann es sich auch um einen sogenannten Traktor handeln, bestehend aus zwei parallel zueinander angeord­ neten Förderbändern, die mit ihren Stacheln in Perfo­ rationen an beiden Längsrändern der Papierbahn P ein­ greifen. Im Anschluß an die erste Fördereinrichtung 1 ist eine Speicherstation 3 angeordnet, deren Funktion bei der Beschreibung der Arbeitsweise der Vorrichtung noch näher erläutert wird. Nach der Speicherstation 3 folgt eine Klemmein­ richtung 4, bestehend aus mindestens einer feststehenden Klemmbacke 4a und einer beweglichen Klemmbacke 4b. Zwischen der Klemmeinrichtung 4 und einer Schneidein­ richtung 5 ist eine zweite Fördereinrichtung 6 vorge­ sehen. Bei der Schneideinrichtung 5 handelt es sich vorzugsweise um eine Schneideinrichtung mit einem rotierenden Messer 5a, welches mit einem feststehenden Messer 5b zusammenwirkt. Es kann jedoch auch eine Schneideinrichtung mit einem auf- und abbeweglichen Messer und einem stationären Messer vorgesehen sein.

Die zweite Fördereinrichtung 6 besteht aus einer kon­ tinuierlich angetriebenen Förderwalze 6a und mehreren an diese unter Zwischenschaltung der Papierbahn P andrückbaren Andruckrollen 6b. Die Andruckrollen 6b sind auf einer gemeinsamen Achse 7 in Abstand vonein­ ander angeordnet. Die Förderwalze 6a weist eine Ober­ flächenschicht oder einen Belag 8 auf, die gegenüber der Papierbahn P einen möglichst großen Reibungsbei­ wert hat. Vorzugsweise besteht die Oberflächenschicht 8 aus einem gummielastischen Material, insbesondere aus Polyurethan-Elastomer auf der Basis von Naphthalin-1,5- diyldiisocyanat (bekannt unter der eingetragenen Marke Vulkollan).

Die Andruckrollen 6b sind gemäß der Erfindung inter­ mittierend an die Förderwalze 6a unter Zwischenschal­ tung der Papierbahn P andrückbar. Hierfür ist eine Hubeinrichtung 9 vorgesehen. Diese besteht aus einer drehbaren Kurvenscheibe 10 und einer Schwinge 11, an deren freiem Ende die Achse 7 angeordnet ist. Die Schwinge 11 stützt sich über eine Stützrolle 12 an der Kurvenscheibe 10 ab. Eine Feder 13 sorgt dafür, daß die Stützrolle 12 immer in Anlage an der Kurven­ scheibe 10 gehalten wird. Der Antrieb der beweglichen Klemmbacke 4b der Klemmeinrichtung 4 erfolgt in ähn­ licher Weise über eine Kurvenscheibe 14, eine Schwinge 15 und eine Stützrolle 16.

Die Kurvenscheiben 10 und 14 sowie das rotierende Schneidmesser 5a werden von einem gemeinsamen Motor 17 angetrieben, wodurch der Antrieb der Hubeinrichtung 9 und der Klemmeinrichtung 4 im Arbeitstakt der Schneid­ einrichtung 5 erfolgt.

Zwischen der Klemmeinrichtung 4 und der Schneidein­ richtung 5 ist zweckmäßig noch eine dritte Förder­ einrichtung 18 vorgesehen, die zweckmäßig benachbart zur Klemmeinrichtung 4 angeordnet ist, während die zweite Fördereinrichtung 6 benachbart zur Schneid­ einrichtung 5 vorgesehen ist. Die dritte Förderein­ richtung 18 besteht aus einer kontinuierlich angetrie­ benen Förderwalze 18a und mehreren Federn an dieser angedrückten Andruckrollen 18b. Die Förderwalze 18a weist eine Metalloberfläche auf. Die Andrückkraft, mit welcher die Andruckrollen 18b unter Zwischenschal­ tung der Papierbahn P an die Förderwalze 18a angedrückt werden, ist so gewählt, daß sich die Förderwalze 18a auch bei festgeklemmter Papierbahn P weiterdrehen kann, ohne Druckstellen auf der Papierbahn P zu hinterlassen.

Die beiden Förderwalzen 6a und 18a werden kontinuier­ lich mit einer Umfangsgeschwindigkeit V2 angetrieben, die höher ist als die Umfangsgeschwindigkeit V1 der ersten Fördereinrichtung 1.

Hinter der Schneideinrichtung 5 ist eine vierte Förder­ einrichtung 19, bestehend ebenfalls aus einer konti­ nuierlich angetriebenen Förderwalze 19a und mehreren federnd an diese unter Zwischenschaltung der Papierbahn P andrückbaren Andruckrollen 19b, vorgesehen. Die Umfangs­ geschwindigkeit V2 der Förderwalze 19a entspricht der Umfangsgeschwindigkeit der Förderwalzen 6a und 18a.

Die Wirkungsweise der bisher beschriebenen Vorrichtung ist folgende:

Die Papierbahn P wird mit konstanter Geschwindigkeit von der ersten Fördereinrichtung 1 in die erfindungs­ gemäße Vorrichtung zum Querschneiden transportiert. Dort wird die Papierbahn P zyklisch von der Klemmein­ richtung 4 festgeklemmt, während die Schneideinrich­ tung 5 den Schneidvorgang durchführt. Während die Papierbahn P durch die Klemmeinrichtung 4 geklemmt ist, wird die Papierbahn P durch die erste Fördereinrichtung 1 kontinuierlich weitergefördert und die dabei geförderte Papiermenge in der Speicherstation 3 in Form einer Schlaufe 20 gespeichert (gepuffert). Während die Papierbahn P durch die Klemmeinrichtung 4 geklemmt ist, dreht sich die Förderwalze 18a der dritten Förder­ einrichtung 18 auf der Papierbahn P schleifend weiter, wobei jedoch die Andruckrollen 6b der zweiten Förder­ einrichtung 6 von der Förderwalze 6a abgehoben sind und letztere somit keine Förderwirkung auf die Papier­ bahn P ausübt. Das von der Schneideinrichtung 5 abge­ trennte Papierblatt wird durch die vierte Förderein­ richtung 19 weitertransportiert. Nachdem der Schneide­ vorgang ausgeführt ist, wird die Klemmeinrichtung 4 durch die Kurvenscheibe 14 gelöst und gleichzeitig werden die Andruckrollen 6b an die Förderwalze 6a durch die Kurvenscheibe 10 angedrückt. Infolge des hohen Reibungsbeiwertes der Oberflächenschicht 8 übt die Förderwalze 6a eine hohe Zugkraft auf die Papier­ bahn P aus und beschleunigt die Papierbahn P in kürzester Zeit auf eine erhöhte Fördergeschwindigkeit, die der Umfangsgeschwindigkeit V2 der Förderwalze 6a und auch der Förderwalze 18 entspricht. Da die Umfangsgeschwin­ digkeit V2 größer ist als die Fördergeschwindigkeit V1 der ersten Fördereinrichtung 1 wird die während der Klemmung der Papierbahn P gebildete Papierschlaufe 20 abgebaut. Kurz bevor die Papierschlaufe 20 abgebaut und die Papierbahn P gestrafft ist, müssen die Andruckrollen 6b wieder von der Förderwalze 6a abgehoben werden, da sonst die Papierbahn P reißen würde. Das rechtzeitige Abheben der Andruckrollen 6b erfolgt durch entsprechende Ausgestaltung der Kurvenscheibe 10. Bei abgehobenen Andruckrollen 6b wird die Papierbahn P durch die dritte Fördereinrichtung 18 und bei größeren Formularlängen auch durch die vierte Fördereinrichtung 19 weitertrans­ portiert bis die vorbestimmte Formularlänge erreicht ist. Anschließend erfolgt wieder das Festklemmen der Papierbahn P mittels der Klemmeinrichtung 4 und das Schneiden mittels der Schneideinrichtung 5. Durch die intermittierend wirksame Förderwalze 6a mit einer Oberflächenschicht 8 mit hohem Reibungsbeiwert gegen­ über der Papierbahn P wird dieser in kürzester Zeit eine hohe Beschleunigung erteilt, wodurch die Dauer für den Abbau der Schlaufe 20, insbesondere bei kurzen Formularlängen, starkt verkürzt wird. Dies führt zu einer erheblichen Leistungssteigerung der gesamten Vorrichtung.

Die in der Zeichnung dargestellten Kurvenscheiben 10, 14 können auch eine nach außen begrenzte Steuer­ kurve in Form einer Nut aufweisen, in welche die Rolle 12 bzw. 16 von der Seite her eingreift. Auf diese Weise wird eine Zwangssteuerung der Rollen 12 bzw. 16 nach oben und unten erreicht und die Feder 13 kann entfallen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Querschneiden einer Papierbahn (P), mit einer kontinuierlich angetriebenen ersten Förder­ einrichtung (1), mittels der die Papierbahn (P) mit einer konstanten, ersten Fördergeschwindigkeit in die Vorrich­ tung bewegt und dort in einer Speicherstation (3) während des Schneidevorganges in Form einer Schlaufe (20) gespeichert (gepuffert) wird, mit einer in Papierlaufrichtung hinter dieser angeordneten Klemmeinrichtung (4) zum zeitweiligen Festklemmen der Papierbahn (P), mit einer hinter der Klemm­ einrichtung (4) vorgesehenen zweiten Fördereinrichtung (6) zur Weiterbewegung der Papierbahn (P) nach deren Speicherung mit einer gegenüber der ersten Fördergeschwindigkeit erhöhten zweiten Fördergeschwindigkeit, bestehend aus einer kontinuierlich angetriebenen Förderwalze (6a) und mindestens einer an diese unter Zwischenschaltung der Papierbahn andrückbaren Andruckrolle (66) und mit einer hinter der zweiten Fördereinrichtung (6) stationär angeordneten Schneideinrichtung (5), wobei die Klemmeinrichtung (4) im Arbeitstakt der Schneideinrichtung (5) derart antreibbar ist, daß für die Dauer des Schneidevorganges die Papierbahn (P) durch die Klemmeinrichtung (4) festgeklemmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderwalze (6a) der zweiten Fördereinrichtung (6) eine Oberflächenschicht (8) mit möglichst großem Reibungsbeiwert gegenüber der Papierbahn (P) aufweist, daß die Andruckrollen (6b) der zweiten Fördereinrichtung (6) mittels einer im Arbeitstakt der Schneideinrichtung (5) antreibbaren Hubeinrichtung (9) an die Förderwalze (6a) intermittierend andrückbar sind und daß die Hubeinrichtung (9) so ausgestaltet ist und so steuerbar ist, daß die Andruckrollen (6b) von der Förderwalze (6a) abgehoben werden kurz bevor die Papierbahn (P) durch Abbau der Schlaufe (20) gestrafft ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht (8) aus einem gummi­ elastischen Material besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Oberflächenschicht (8) aus Polyurethan-Elastomer auf der Basis von Naphthalin- 1,5-diyldiisocynat besteht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung (9) ein Kurvengetriebe (10-12) umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Klemmeinrichtung (4) und der Schneideinrichtung (5) eine dritte Förderein­ richtung (18) angeordnet ist, die aus einer kontinuier­ lich antreibbaren Förderwalze (18a) und mehreren federnd an diese angedrückten Andruckrollen (18b) besteht, wobei diese Förderwalze (18a) mit derselben Umfangsgeschwindigkeit (V2) angetrieben wird wie die Förderwalze (6a) der zweiten Fördereinrichtung (6).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fördereinrichtung (6) benachbart zur Schneideinrichtung (5) und die dritte Fördereinrich­ tung (18) benachbart zur Klemmeinrichtung (4) ange­ ordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Förderwalze (18a) der dritten Förder­ einrichtung (18) eine Metalloberfläche aufweist.