DE2756911C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft die in den Patentansprüchen beschrie
bene Rotationsschervorrichtung zur Durchführung sauberer und
vollständiger Schnitte in einer sich kontinuierlich bewegenden
Bahn aus nachgiebigem Material.
Bislang wurden schon verschiedene Arten von Rotationsscher
vorrichtungen beschrieben. Bei einer bekannten Bauart werden
ein scharfes, scheibenähnliches Messer und ein starrer Stütz
zylinder verwendet, wobei in einer Materialbahn ein typischer
Quetschschnitt erhalten wird. Bei einer anderen Ausführungs
form werden zwei zusammenwirkende Messer verwendet. Eine typi
sche Rotationsschervorrichtung mit zwei Messer ist z. B. in
der US-PS 39 56 957 beschrieben.
Aus den US-PS 5 59 179 und 6 68 945 sind Rotationsscher
vorrichtungen zum Schneiden von Papierbahnen bekannt, bei
denen zusammenwirkende Paare von scheiben- oder tellerartigen
Messern verwendet werden, welche gegenseitig in einem geringen
Winkel angeordnet sind, um zwischen ihnen eine Berührung an
einem einzigen Punkt herbeizuführen. Aus der zuletzt ge
nannten Druckschrift ist auch bekannt, eines der scheiben
ähnlichen Messer gegen das andere unter Federspannung zu
setzen.
Aus den US-PS 10 63 298 und 33 64 701 sind scherenähnliche
Rotationsvorrichtungen bekannt, bei denen speziell ausge
bildete Scherenelemente für das Schneiden von Metallblech
verwendet werden.
Weiterhin sind aus den US-PS 34 59 086 und 36 82 032
Rotationsscher- oder -schlitzvorrichtungen für Papierbahnen
und dergleichen bekannt, bei denen zusammenwirkende Paare
von scheibenähnlichen Messern, die gegenseitig abgeschrägt
sind, so daß sie sich punktartig berühren, angewandt werden. Bei beiden Vor
richtungen der zuletzt genannten Druckschriften
sind die scheibenähnlichen Messer speziell ausgebildet, um
die Lebensdauer ihrer Schneidkanten zu erhöhen.
Aus der US-PS 27 32 014 ist eine Rotationsschervorrichtung
bekannt, die insbesondere zur Herstellung von Aufhängern an
Aktenheftern und damit zum Schneiden von Papier oder einem
ähnlichen starren Material verwendet werden soll. Diese be
kannte Rotationsschervorrichtung enthält eine erste und eine zweite
drehbare Welle, einen ersten und einen zweiten Messer
träger, die nicht-drehbar auf den entsprechenden Wellen
befestigt sind, und ein erstes und ein zweites gewölbtes
Messer, die auf den entsprechenden Messerträgern angebracht
sind, wobei das erste und das zweite Messer ein zusammenwir
kendes Messerpaar mit Schneidkanten gleicher Länge umfaßt,
entlang derer alle Punkte von den Achsen ihrer entsprechenden
Wellen in gleichem radialem Abstand angeordnet sind, wobei
die Achsen der ersten und zweiten Welle, welche in parallelen
horizontalen Ebenen liegen, so beabstandet sind, daß sie
die gewünschten Schnitte der Messer durch die Bahn ermög
lichen, sowie eine Vorrichtung zum Antreiben dieser Wellen
in einem so abgestimmten Verhältnis, daß sich die Schneid
kanten der zusammenwirkenden Paare der ersten und zweiten
Messer über die ganze Schnittlänge hinweg berühren.
Diese Vorrichtung arbeitet zwar kontinuierlich, wird jedoch
mit einzelnen Papierbögen beschickt. Ihre Schneidwerkzeuge
sind runde Scheiben aus starren zylindrischen Hülsen, deren
endständige Kanten zusammenwirken, um das Papier in der ge
wünschten Weise zu schneiden. Da das Papier relativ starr
ist, läßt es sich mit diesen Schneidwerkzeugen leicht schneiden.
Die Rotationsschervorrichtung der US-PS 27 32 014 eignet sich
jedoch wie die anderen bekannten Vorrichtungen nicht zur Durch
führung sauberer und vollständiger, gerader und/oder gekrümm
ter Schnitte in einem nachgiebigen Material, z. B. einer Material
bahn für eine Wegwerfwindel, wie sie in der US-PS 38 60 003
beschrieben ist. Eine solche Materialbahn für eine Wegwerf
windel ist aus drei Grundteilen zusammengesetzt: einer flexib
len, feuchtigkeitsundurchlässigen Unterlage, einem absorbieren
den Kern und einer porösen, faserigen Decklage. Die Unter
lage kann beispielsweise aus Polyethylen niederer Dichte be
stehen. Die Decklage kann aus z. B. gewobenen oder nicht
gewobenen dünnen Mischfasern aus Polyester und Rayon
bestehen. Die Unterlage und die Decklage werden an den Rändern
der Windel direkt miteinander verbunden. Bei der üblichen
Herstellung werden die Wegwerfwindeln durch Zerschneiden einer
kontiuierlichen Bahn gebildet, nachdem jede Windel entlang
ihrer Längsränder mit Längsaussparungen versehen wurde.
Im Gegensatz zu Strukturen aus Papier und Metall, welche sich
während einer Scherung mehr oder weniger wie starre Körper
verhalten, widersteht eine Bahn aus einem dünnen, biegsamen,
nachgiebigen Material, aus dem die Deck- und Unterlagen der
beschriebenen Windeln bestehen, einer herkömmlichen Scherung,
und zwar aufgrund der Nachgiebigkeit der Materialbahn, ihrer
Tendenz zur Biegung und ihrer geringen Dicke, welche bei der
Messerberührung durch beliebige Spalten hindurchgeht, des
Vorliegens von nur schwierig zu schneidenden Fasern geringer
Faserstärken und des grundsätzlichen Schneidwiderstandes eines
zähen Polyestermaterials, welches ein quasi-plastisches Ver
halten aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationsscher
vorrichtung der in der US-PS 27 32 014 beschriebenen Art bereit
zustellen, welche zur Durchführung sauberer und vollständiger,
gerader und/oder gekrümmter Schnitte in einer sich konti
nuierlich bewegenden Bahn aus nachgiebigem Material, bei
spielsweise der beschriebenen Materialbahn für Wegwerfwindeln,
fähig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß das erste oder das zweite
Messer (20) flexibel und von leichtem Gewicht ist und zu
mindest teilweise elastisch derart auf dem ersten bzw.
zweiten Messerträger (19) angebracht ist, daß eine Bewegung
eines Teils dieses Messers relativ zu einem anderen in
einer Richtung parallel zu dessen Rotationsachse möglich
ist, und daß die Achsen der ersten und zweiten Welle (12, 16)
in vertikalen Ebenen liegen, welche sich derart schneiden,
daß das erste und das zweite Messer (20, 24) gegenseitig
in einem Winkel von 1 bis 6° schräggestellt sind und über
die ganze Länge ihrer Schneidkanten hinweg eine Schnittbe
rührung an einem einzigen Punkt (75) ergeben.
Die erfindungsgemäße Rotationsschervorrichtung ermöglicht
die Durchführung von geraden und gekrümmten Schnitten sowie
deren Kombinationen in einer sich kontinuierlich bewegenden
Bahn aus dünnem, biegsamen, nachgiebigem und gegenüber
einem Schneiden widerstandsfähigem Material bei hohen Schneid
geschwindigkeiten.
Zur beispielhaften Erläuterung wird die erfindungsgemäße
Rotationsschervorrichtung, welche unter hoher Geschwindigkeit
betrieben wird, anhand der Bildung von Längsaussparungen an
den Rändern einer Bahn aus einem Material für Wegwerfwindeln
beschrieben. Diese Vorrichtung ist fähig, gerade Schnitte
(parallel zur oder in einem Winkel zur Richtung der Bahnbe
wegung), gekrümmte Schnitte sowie Kombinationen derselben
in einer Bahn aus einem derartigen nachgiebigen Material aus
zuführen und zwar unter einer echten Scherwirkung, welche derjenigen
gleicht, die durch eine Schere hervorgebracht wird. Was
den Betrieb unter "hoher Geschwindigkeit" anbelangt, so
hängt diese selbstverständlich von dem zu schneidenden
Material und der Kompliziertheit der vorzunehmenden Schnitte
ab. Bei der beschriebenen Ausführungsform mit der, wie
oben beschrieben, schwierig schneidbaren Materialbahn,
wird unter dem Begriff "hohe Geschwindigkeit" eine Bahnge
schwindigkeit von etwa 61 bis etwa 183 m/Min. oder mehr
verstanden. Die Rotationsschervorrichtung weist eine Messer
anordnung auf, bei der Messer mit leichtem Gewicht an dem
Umfang von scheibenähnlichen oder zylindrischen Messer
trägern befestigt sind, und zumindest eines der Messer
wenigstens teilweise elastisch angebracht und selbst
flexibel ist. Dies führt zu einer viel geringeren Trägheit
des Messers im Gebrauch (im Gegensatz zur Verwendung eines
scheibenähnlichen Messers oder dergleichen) und ermöglicht,
daß ein schnelles Ansprechen erhalten wird, welches not
wendig ist, um zu einem scharfen, nicht-linearen, sauberen
und vollständigen Schnitt in regelmäßig beabstandeten
Zwischenräumen entlang der Länge einer sich schnell bewegen
den Bahn aus nachgiebigem Material mit einem niedrigen
Reibungskoeffizienten zu führen, wobei das Material während
der Scherung nicht die starre Wirkung zeigt, wie es bei
spielsweise bei Papier und Metall der Fall ist. Die Träg
heit, welche bei Vorrichtungen, die mit niederer Ge
schwindigkeit betrieben werden, von geringerer Bedeutung
ist, ist bei Rotationsschervorrichtungen vorliegender Art,
welche mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden, bezüglich
der Aufrechterhaltung einer Berührung an einem einzigen
Punkt zwischen zusammenwirkenden Messern während jeden
Schnittes sehr wichtig; dies gilt auch hinsichtlich einer
Verhütung des Flatterns oder Anschlagens der Messer, was
den Erhalt von sauberen und vollständigen Schnitten unmöglich
macht. Schließlich zeigen die Bauarten der Messer gemäß der
Erfindung eine hervorragende Lebensdauer und sie können er
forderlichenfalls leicht und bequem ausgetauscht werden.
In ihrer einfachsten Ausführungsform umfaßt die Rotations
schervorrichtung ein Paar von ersten und zweiten zusammen
wirkenden Messern, die jeweils auf einem Messerträger ange
bracht sind, der auf einer drehbaren Welle angebracht ist.
Mindestens eines der ersten und zweiten Messer ist zu
mindest teilweise elastisch auf seinem Träger angebracht
und ist selbst flexibel. Beide Messer haben den gleichen
Außendurchmesser und überlappen sich.
Die Achsen der Wellen des ersten und zweiten Messers liegen
in beabstandeten, parallelen horizontalen Ebenen und in
vertikalen Ebenen, welche sich in einem solchen Winkel
schneiden, daß das erste und zweite Messer in einem Winkel
von 1 bis 6° schräg zueinander stehen. Infolge
dessen haben die Messer eine Berührung an einem einzigen
Punkt, so daß die Bahn unter Scherwirkung geschnitten wird.
Unten den im vorliegenden verwendeten Begriffen "horizontal"
und "vertikal" soll lediglich die gegenseitige Lage der
Teile verstanden werden. Infolgedessen liegen beispielsweise,
wenn die Materialbahn durch die Schervorrichtung in einer
vertikalen Bewegungsbahn läuft, die Wellenachsen in
parallelen vertikalen Ebenen und in den zu diesen von dem
Winkel bestimmten senkrechten Ebenen.
An den Trägern des ersten und zweiten Messers kann mehr als
ein Messer befestigt sein, und die Wellen werden aufein
ander abgestimmt angetrieben, so daß die zusammenwirkenden
Paare der ersten und zweiten Messer über die ganze Schnitt
länge hinweg einen einzigen Berührungspunkt aufweisen.
Die ersten und zweiten Messer können von leichtem
Gewicht und auf ihren Trägern elastisch angebracht sein.
Eines der ersten und zweiten Messer kann andererseits auf
seinem Träger starr montiert und von schwerer, nicht-
flexibler Bauart sein. Erforderlichenfalls sind die Messer
mit einer Abschrägung und einem Spiel
versehen, so daß nur die genauen Schnittkanten, und zwar
an einem Punkt, während des Schneidens miteinander in Be
rührung kommen.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform sind zwei elastische
erste Messer leichten Gewichts auf Trägern elastisch mon
tiert, welche auf getrennten Wellen angebracht sind, die
durch ein Universalgelenk miteinander verbunden sind und
gegenseitig bezüglich einer dritten Welle, welche ein
Paar Träger trägt, schräg stehen, auf denen jeweils ein
zweites Messer montiert ist, welches so ausgebildet ist,
daß es mit einem der ersten Messer zusammenwirkt. Die zweiten
Messer sind an ihren jeweiligen Trägern starr montiert.
Bei einer zweiten beispielhaften Ausführungsform sind Paare
von zweiten Messern an beiden Enden eines zylindrischen
Trägers montiert, der an einer einzigen Welle befestigt ist.
Es sind zwei weitere Wellen vorhanden, die bezüglich der
Einzelwelle gegenseitig schräggestellt sind, von denen jede
ein Paar von ersten Messern trägt, welche so ausgebildet sind,
daß sie mit einem der Paare der zweiten Messser zusammen
wirken. Jedes zweite Messer ist von der Art eines Amboß
messers in schwerer Bauart und auf dem zylin
drischen Träger starr montiert. Jedes der ersten Messer be
sitzt einen mittleren Teil, der auf seinem Träger starr
montiert ist, und flexible Endteile einer geringen Breite,
welche bezüglich des Trägers verschiebbar sind.
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen
Rotationsschervorrichtung.
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Rotationsschervorrichtung
gemäß Fig. 1, und zwar von rechts.
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Rotationsschervorrichtung
gemäß Fig. 1 und 2.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer ersten oder oberen
Messer- und Trägerordnung der Vorrichtung gemäß
Fig. 1.
Fig. 5 ist eine Randansicht der Messer- und Trägeranordnung
gemäß Fig. 4, von rechts gesehen.
Fig. 6 ist eine Randteilansicht der Messer- und Trägeran
ordnung gemäß Fig. 4, und veranschaulicht in Drauf
sicht das leitende, d. h. vordere Ende
des Messers und seinen Trägerblock.
Fig. 7 ist eine Randteilansicht der Messer- und Trägeran
ordnung gemäß Fig. 6; sie zeigt vom Ende her das
vordere Ende des Messers und dessen Trägerblock.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht, ähnlich wie Fig. 4; sie
veranschaulicht eine zweite oder untere Messer- und
Trägeranordnung der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
Fig. 9 ist eine Randansicht der Messer- und Trägeranordnung
gemäß Fig. 8.
Fig. 10 ist eine Randteilansicht der Messer- und Trägeran
ordnung gemäß Fig. 8; sie veranschaulicht in Drauf
sicht das vordere Ende des Messers und seinen Träger
block.
Fig. 11 ist eine Randteilansicht der Messer- und Trägeran
ordnung gemäß Fig. 10; sie zeigt vom Ende her das
vordere Ende des Messers und dessen Trägerblock.
Fig. 12 ist eine Seitenteilansicht eines Paares erster und
zweiter zusammenwirkender Schermesser.
Fig. 13, 14 und 15 sind Querschnittsteilansichten von
Schnitten entlang der Linien 13-13, 14-14 bzw.
15-15 gemäß Fig. 12.
Fig. 16 ist eine Querschnittsteilansicht des zweiten Messers
in Nähe seines vorderen Endes.
Fig. 17 ist eine Teildraufsicht auf eine Materialbahn,
welche beispielhaft längliche Randeinschnitte ver
anschaulicht, die durch die Rotationsschervor
richtung gemäß Fig. 1 eingeschnitten werden können.
Fig. 18 ist eine Vorderansicht, teilweise in Schnittdar
stellung, einer anderen Ausführungsform der er
findungsgemäßen Rotationsschervorrichtung.
Fig. 19 ist eine Seitenansicht der in Fig. 18 dargestellten
Vorrichtung von links.
Fig. 20 ist eine Ansicht einer oberen Messer- und Trägeran
ordnung der Vorrichtung gemäß Fig. 18.
Fig. 21 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 20; jedoch veran
schaulicht sie die entgegengesetzte Seite der
Messer- und Trägeranordnung.
Fig. 22 ist eine perspektivische Teilansicht eines Paares
zusammenwirkender Messer- und Trägeranordnungen
gemäß Fig. 18.
Fig. 23 ist eine Querschnittsansicht eines Teiles eines
zusammenwirkenden Paares aus einem ersten und einem
zweiten Messer gemäß der in Fig. 18 und 19 ge
zeigten Ausführungsform.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schervor
richtung ist in Fig. 1 bis 12 veranschaulicht, in welchen
gleiche Teile identische Bezugszeichen besitzen. Zum Zwecke
einer beispielhaften Veranschaulichung ist die Rotations
schervorrichtung in Fig. 1 bis 12 in einem solchen Auf
bau veranschaulicht, wie er zum Einschneiden von beabstande
ten länglichen Einschnitten in eine kontinuierliche Bahn
aus dünnem, biegsamen und nachgiebigem Material verwendet
wird, daß einem Einschneiden gegenüber widerstandsfähig ist.
Eine derartige Materialbahn ist in Fig. 17 veranschaulicht
und trägt das Bezugszeichen 1; die länglichen Einschnitte
sind bei 2 und 3 gezeigt. Die Einschnitte an beiden Rändern
der Materialbahn sind identisch. Jeder Einschnitt umfaßt
einen ersten Teil 2 a, der sich diagonal vom Rand nach innen
erstreckt. Der Teil 2 a führt zu einem gekrümmten Teil 2 b,
an den sich ein gerader Teil 2 c anschließt. Der gerade Teil
2 c endet in einem zweiten gekrümmten Teil 2 d, der zu einem
zweiten diagonalen Teil 2 e führt, welcher sich zurück zum
Rand der Materialbahn erstreckt. Zum Zwecke der Beschreibung
können die Randteile der Bahn 1, in welcher die Einschnitte
2 und 3 ausgebildet sind, als ein Laminat einer Unterlage
aus Kunststoff und einer Decklage aus Fasern von der Art
betrachtet werden, welches bei der Herstellung von Wegwerf
windeln verwendet wird.
In den Fig. 1 bis 3 umfaßt die erfindungsgemäße Scher
vorrichtung einen Rahmen, dessen Darstellung lediglich
beispielhaft ist. In der Zeichnung umfaßt der Rahmen einen
Boden 4, Seitenteile 5 und 6 und einen oberen Teil 7.
Diese Bauelemente können direkt miteinander verbunden und
zusätzlich durch Eckplatten 8 verstärkt sein.
An den Seitenteilen 5 und 6 ist ein Paar Lager 9 und 10
angebracht. Die Lager 9 und 10 tragen ein Paar Wellen 11
und 12. Wie weiter unten näher erläutert wird, wird darauf
hingewiesen, daß die Lager 9 und 10 bezüglich der Seiten
teile 5 und 6 in einem geringen Winkel angeordnet sind,
weshalb die Wellen 11 und 12 nicht coaxial verlaufen. Die
innersten Enden der Wellen 11 und 12 sind durch ein Univer
salgelenk 13 miteinander verbunden. Die Seitenteile 5 und
6 tragen auch ein zweites Paar Lager 14 und 15, in denen eine
dritte Welle 16 drehbar gelagert ist.
Auf der Welle 11 ist ein scheibenähnlicher Messerträger 17
angebracht, an dem ein flexibles Messer 18 befestigt ist.
Auf ähnliche Weise ist an der Welle 12 ein Messerträger 19
angebracht, an dem ein flexibles Messer 20 befestigt ist.
An der Welle 16 sind ein Messerträger 21 mit einem Messer
22 und ein zweiter Messerträger 23 mit einem Messer 24 be
festigt.
Die Materialbahn 1 ist in Fig. 2 gezeigt, und ihre Be
wegungsrichtung ist durch den Pfeil A angegeben. Der Pfeil
A ist auch in Fig. 3 gezeigt. Wie es am deutlichsten aus
Fig. 1 und 3 hervorgeht, erstreckt sich die Welle 16
senkrecht zur Bewegungsrichtung der Materialbahn. Deshalb
verlaufen die Stirnflächen der Messerträger 21 und 23
parallel zur Bewegungsrichtung der Bahn. Wie aus Fig. 1
hervorgeht, liegen die Achsen der Wellen 11 und 12 und
die Achse der Welle 16 in parallelen, beabstandeten, hori
zontalen Ebenen. Jedoch stehen, wie sich aus Fig. 3 ergibt,
die Wellen 11 und 12 bezüglich der Welle 16 schräg zuein
ander, wobei sie in sich schneidenden vertikalen Ebenen
liegen. Dies führt dazu, daß die Stirnflächen der Messer
träger 17 und 19 nicht parallel zur Bewegungsrichtung der
Materialbahn, sondern vielmehr in einer geringen Neigung
nach außen in Richtung dieser Bahn verlaufen. Infolgedessen
steht das Messer 18 bezüglich des mit ihm zusammenwirkenden
Messers 22 etwas schräg. In ähnlicher Weise steht das
Messer 20 bezüglich des mit ihm zusammenwirkenden Messers
24 etwas schräg. In den Fig. 1 und 3 sind die Winkelver
hältnisse der Wellen 11, 12 und 16 zwecks größerer Ver
anschaulichung übertrieben dargestellt. Wie weiter unten
näher erläutert wird, sollten die Messer 18 und 20 bezüg
lich ihrer jeweiligen zusammenwirkenden Messer 22 und 24
in einem Winkel von etwa 1 bis etwa 6° schräggestellt sein.
Da die Welle 12 mit der Welle 11 durch das Universalgelenk
13 verbunden ist, wird die der Welle 12 verliehene Drehung
auch der Welle 11 verliehen. Das freie Ende der Welle 12
trägt ein Kettenrad 25. Auf ähnliche Weise ist an dem
freien Ende der Welle 16 ein Kettenrad 26 angebracht. Die
Bezugszahl 27 bezeichnet eine Kraftmaschine. Die Kraft
maschine kann von beliebiger Art sein, beispielsweise ein
Elektromotor. Der Motor 27 weist eine Welle 28 auf, an der
ein Kettenrad 29 befestigt ist. Ein Steuerriemen
oder eine Kette 30 ist um die Kettenräder 25, 26 und
29 geführt, wie sich am deutlichsten aus Fig. 2 erkennen
läßt. Ein Ausgleichsrad 31 ist auf einem
Arm 32 montiert, welcher seinerseits einstellbar auf einer
Welle 33 angebracht ist. Das Rad 31 dient zur Aufnahme und
gewährleistet, daß der Steuerriemen bzw. die Kette 30 das
Rad 26 ausreichend umwindet.
Erforderlichenfalls kann die Rotationsschervorrichtung mit
einem Träger für die Materialbahn 1, wenn diese durch die
Vorrichtung läuft, versehen sein, wie z. B. mit dem horizon
talen planaren Träger 34, welcher am deutlichsten in
Fig. 1 zu erkennen ist. Selbstverständlich besitzt dieser
Träger Ausschnitte an den Stellen der zusammenwirkenden
Paare der Messer 18, 22 sowie 20 und 24.
Der Messerträger 19 und sein Messer 20 sind in den Fig.
4 bis 7 veranschaulicht. Selbstverständlich können der
Träger 17 und das Messer 18 identisch sein. Der Träger 19
umfaßt eine Scheibe mit einer Nabe 35. Die Nabe hat im
Mittelpunkt ein Loch 36, welches zur Aufnahme der Welle
12 dient. Der Messerträger 19 ist an der Welle 12 auf
nicht-rotierbare Weise befestigt. Dies kann auf jede her
kömmliche Weise erreicht werden, beispielsweise mit Kopf
schrauben oder dergleichen (nicht dargestellt) in der Nabe
35.
Der Messerträger 19 hat am Umfang eine ringförmige Aus
sparung 37 auf der gleichen Seite wie die Nabe 35. Die
Aussparung 37 bildet einen ringförmigen Vorsprung 37 a einer
Breite, welche annähernd der Dicke des Messers 20 gleich
ist.
Das Messer 20 weist einen Hauptteil 38 auf, dessen äußerster
Rand einen Kreisbogen bildet und die Schnittkante liefert.
Der innerste Rand des Hauptteils 38 ist so ausgebildet, daß
er an dem Vorsprung 37 a des Messerträgers anliegt. Die
Schneidkante des Hauptteils 38 entspricht dem geraden Teil
2 c der Aussparung 2 in Fig. 17. An seinem leitenden, d. h.
vorderen, Ende weist das Messer einen gekrümmten Teil 39
und einen anderen, praktisch geraden Teil 40 auf, der sich
vom Messerträger 19 weg erstreckt. Die Schneidkanten dieser
Teile entsprechen den Ausschnitteilen 2 b bzw. 2 a der Fig.
17. Auf ähnliche Weise weist das ablaufende Ende des Messers
20 einen gekrümmten Teil 41 und einen praktischen geraden
Teil 42 auf, welcher sich vom Messerträger 19 weg erstreckt.
Die Schneidkanten der Teile 41 und 42 entsprechen den Aus
schnitteilen 2 d bzw. 2 e in Fig. 17.
Der Hauptteil 38 ist an dem Messerträger 19 durch eine Reihe
von Schrauben 43 und Schraubenmuttern 44 befestigt. Die
Schrauben und Muttern gehen durch Bohrungen in dem Hauptteil
38 des Messers und dem Messerträger 19 im Spiel. Die
Schrauben tragen Druckfedern 45, die gegen den Hauptteil 38
des Messers an einem Ende und die Schraubenköpfe 43 am
anderen Ende drücken. In Nähe der gekrümmten Teile 39 und
41 sind zusätzlichen Schrauben 46 und Muttern 47 vorgesehen,
wobei die Schrauben wiederum durch coaxiale Bohrungen in
dem Hauptteil 38 des Messers und dem Messerträger 19 mit
Spiel gehen. Die Schrauben 46 tragen Druckfedern 48, welche
gegen die Köpfe der Schrauben 46 an einem Ende und den
Messerträger 19 am anderen Ende drücken.
Das vordere Ende des Messers 20 ist in Fig. 6 und 7
dargestellt. Auf dem Messerträger 19 ist durch Schrauben
50 und 51 ein keilförmiger Metallblock 49 befestigt. Der
Block 49 ist so ausgebildet, daß er den Messerteil 40 in
seiner normalen Anordnung stützt und an diesem anliegt.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Teile 39 und 40 des
Messers 20 eine geringere Breite als der Hauptteil 38 auf
weisen. Der Block 49 weist einen Vorsprung 52 zur Anpassung
des Messerteils 40 auf. Eine Schraube 53 ist in den Block
49 eingeschraubt, die durch eine Bohrung in dem Messerteil
40 mit Spiel geht. Die Schraube 53 trägt eine Druckfeder
54, welche mit einem Ende am Schraubenkopf und mit ihrem
anderen Ende am Messerteil 40 anliegt. Das vorderste Ende
des Messerteils 40 kann nach außen gebogen sein, wie bei
55 gezeigt, um als Zuführung zu dienen, wenn das
Messer 20 mit dem Messer 24, wie nachfolgend beschrieben
wird, zusammenwirkt.
Das ablaufende Ende des Messers 20 ist im wesentlichen iden
tisch mit dem vorderen Ende ausgebildet, wobei die Schneid
kanten des gekrümmten Teils 41 und des sich nach außen er
streckenden Teils 42 denjenigen des gekrümmten Teils 39
und des sich nach außen erstreckenden Teils 30 entsprechen.
Der Träger für den Teil 42 ist praktisch identisch mit dem
jenigen für den Teil 40. Zu diesem Zweck ist ein Metall
block 56 vorgesehen (vgl. Fig. 5), welcher praktisch ein
Spiegelbild des Blocks 49 ist. Ferner sind eine Schraube
57 und eine Druckfeder 58 vorgesehen, welche der Schraube
53 bzw. der Druckfeder 54 der Fig. 6 äquivalent sind. Aus
den Fig. 4 bis 7 ist ersichtlich, daß das Messer 20 mit
Federkraft gegen den Messerträger 19 vorgespannt ist, aber
einer begrenzten seitlichen Verschiebung und Biegung fähig
ist.
In Fig. 8 bis 11 sind der untere oder zweite Messerträger
23 und das Messer 24 dargestellt. Es versteht sich, daß der
Träger 21 und das Messer 22 im wesentlichen identisch sind.
Der Träger 23 gleicht dem weiter oben beschriebenen Träger
19 und umfaßt eine metallische Scheibe, welche mit einer
Nabe 59, mit einer Zentralbohrung 60 zur Aufnahme der Welle
16 versehen ist. Wie im Falle des Trägers 19 ist der Träger
23 auf seiner Welle auf beliebige geeignete Art nicht
rotierbar angebracht. Der Träger 23 hat eine ringförmige
Aussparung 61 an seinem Umfang, welche einen ringförmigen
Vorsprung 61 a bildet.
Das Messer 24 hat einen Hauptteil 62 mit einem Rand am Um
fang, welcher einen Kreisbogen des gleichen Radius wie die
Umfangsfläche des zusammenwirkenden ersten oder oberen
Messers 20 darstellt. Das Messer 24 hat ein vorderes Ende
aus einem gekrümmten Teil 63 und einen praktisch geraden
Teil 64, der sich von dem Messerträger 23 weg erstreckt.
Das ablaufende Ende des Messers 24 hat einen ähnlichen ge
krümmten Teil 65 und einen im wesentlichen geraden Teil 66,
welcher sich ebenfalls von dem Messerträger 23 weg erstreckt.
Es wird darauf hingewiesen, daß der Hauptteil 62 einen
inneren Rand aufweist, welcher so ausgebildet ist, daß er
an dem Vorsprung 61 a des Messerträgers entlang liegt. Die
Teile 63 und 64 des Messers an dessen vorderem Ende, und
die Teile 65 und 66 des Messers an dessen ablaufendem Ende
sind schmaler als der Hauptteil 62.
Das untere oder zweite Messer 24 unterscheidet sich von dem
mit ihm zusammenwirkenden oberen oder ersten Messer 20 in
erster Linie dadurch, daß es mit seinem Träger 23 starr ver
bunden ist. Zu diesem Zweck wird der Hauptteil 62 des Messers
24 mit einer Reihe von Schrauben 67 fest an dem Messer
träger 23 befestigt.
Das vordere Ende des Messers 24 ist in Fig. 10 und 11
veranschaulicht. Wie im Falle des vorderen Endes des Messers
20, wird der Teil 64 des Messers 24 von einem keilförmigen
Metallblock 68 abgestützt, welcher mit dem Messerträger 23
durch Schrauben 69 verbunden ist. Der Teil 64 des Messers wird
anliegend am keilförmigen Block 68 durch die Schraube 70
festgehalten. Der Block 68 weist einen Vorsprung 71 auf,
welcher dem Vorsprung 52 des Blocks 49 entspricht.
Wie aus Fig. 9 hervorgeht, ist das ablaufende Ende des
Messsers 24 in ähnlicher Weise ausgebildet und gestützt. Zu
diesem Zweck ist ein Block 73 auf dem Messerträger 23 be
festigt. Der Block 73 ist ein keilförmiger Metallblock,
welcher im wesentlichen ein Spiegelbild des Blocks 68 dar
stellt. Der Teil 65 des ablaufenden Endes des Messers 24
wird anliegend am Block 73 durch eine Schraube 74 festge
halten.
Das ablaufende Ende des Messers 20 kann mit einer Zuführung
versehen sein, welche der Zuführung 55 in Fig. 6 ähnlich
ist, so daß die rotierende Schere beim Aufbau und bei der
Einstellung in umgekehrter Richtung gedreht werden kann.
Gewünschtenfalls kann eine derartige Zuführung anstatt am
Messer 20 am starren Messer 24 an dessen vorderem oder
ablaufendem Ende vorgesehen sein.
Der Betrieb der insoweit beschriebenen Rotationsschervor
richtung kann wie folgt vorgenommen werden, wobei auf
Fig. 2 verwiesen wird. Nach der Inbetriebnahme des Motors
27 rotiert das Kettenrad 29 im Uhrzeigersinn, wie aus
Fig. 2 zu ersehen ist. Mittels des Steuerriemens oder der
Kette 30 und der Kettenräder 25 und 26 wird die Welle 12
(und auch die Welle 11) im Uhrzeigersinn gedreht, während
die Welle 16 sich im Antiuhrzeigersinn dreht. Die Umdrehung
der Welle 12 (und der Welle 11) wird mittels des Steuer
riemens oder der Kette 30 mit der Umdrehung der Welle 16 synchronisiert. Der Messerträger
19 und sein Messer 20 sowie der Messerträger 23 und sein
Messer 24 werden auf ihren jeweiligen Wellen 12 und 16 so
angeordnet, daß die Messer 20 und 24 in geeigneter Weise
mit einem einzigen Berührungspunkt über ihre ganze Länge
hinweg zusammenwirken, mit Ausnahme der Zuführung am Anfang
und der Wegführung am Ende (d. h. während dieser
Zeit sind die Messer miteinander in Berührung). Dies führt
zu einer scherenähnlichen Scherung des Randteiles der
Materialbahn 1, wenn diese unter Zugkraft durch die Rotations
schervorrichtung gezogen wird. Vorzugsweise wird die Material
bahn durch die Rotationsschervorrichtung mit einer Ge
schwindigkeit gezogen, welche im wesentlichen gleich der
Umfangsgeschwindigkeit der Messer ist. Die Materialbahn und
die Messer können in der Tat durch die gleiche Kraftmaschine
angetrieben werden. Die Messer 20 und 24 sind so ausge
bildet, daß sie bei jedem Zusammenwirken eine längliche
Aussparung 2 in die Bahn 1 einschneiden (vgl. Fig. 17).
Die Messer 20 und 24 sind praktisch das Gegenteil vonein
ander; sie weisen Schneidkanten des gleichen Durchmessers
und die gleiche Länge auf. Die Messer sind vorzugsweise
aus verwerfungsfreiem Stahl hergestellt.
Zur Zeit des Zusammenwirkens der Messer 20 und 24 hat zuerst
der nach außen gebogene Teil 40 des Messers 20 mit dem nach
außen gebogenen Teil 64 des Messers 24 unmittelbar nach
der Zuführung 55 und über die ganze Länge dieser Teile hin
weg Berührung. Die Zuführung 55 unterstützt die anfängliche
Berührung zwischen den Messern. Die Messerteile 40 und 64
bilden den Teil 2 a der Aussparung 2 von Fig. 17 (unter
der Annahme, daß die Materialbahn 1 sich in Richtung des
Pfeils A in Fig. 17 bewegt). Sodann wirkt der gekrümmte
Teil 39 des Messers 20 mit dem gekrümmten Teil 63 des Messers
24 zusammen, wobei sich der Berührungspunkt zwischen den
Messern 20 und 24 dort entlang bewegt. Dies führt zu dem ge
krümmten Teil 2 b der Aussparung 2. Wenn der gekrümmte Teil
2 b einen Radius von beispielsweise 5 cm aufweist, dann be
sitzt die innengelegene oder Schneidkante des gekrümmten
Teils 39 des Messers 20 einen Radius von 5 cm, und die
äußere oder Schneidkante des Messers 24 am gekrümmten Teil
63 weist einen Radius von ebenfalls 5 cm auf. Sodann wirken
die geraden Hauptteile 38 des Messers 20 und 62 des Messers
24 mit einem Berührungspunkt zusammen, welcher entlang
ihrer jeweiligen Schneidkanten unter Bildung der Teile 2 c
der Einsparung 2 sich fortgewegt. Der gekrümmte Teil 2 d der
Aussparung 2 wird durch die gekrümmten Teile 41 und 65 der
Messer 20 bzw. 24 gebildet, wobei sich der Berührungspunkt
entlang ihrer Schneidkanten verschiebt. Das Verhältnis der
gekrümmten Teile 41 und 65 zueinander ist das gleiche, wie
weiter oben bezüglich der gekrümmten Teile 39 und 63 be
schrieben. Schließlich verschiebt sich der Berührungspunkt
entlang der ablaufenden Teile 42 des Messers 20 und 66 des
Messers 24, wobei der Teil 2 e der Aussparung 2 gebildet wird.
Nunmehr wird auf die Fig. 12 bis 15 Bezug genommen, welche
das Zusammenwirken der Messer 20 und 24 an den Schneidkanten
ihrer jeweiligen Hauptteile 38 und 62 erläutern. Die Messer
20 und 24 drehen sich gegenläufig, wie durch die Pfeile ange
geben. Bei einem gegebenen Augenblick tritt der Berührungs
punkt bei 75 auf. Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht,
wobei die Schnittlinie 13-13 der Fig. 12 entlang ent
sprechender Radien der Messer 20 und 24 verläuft. Der
Berührungspunkt zwischen den Schneidkanten der Messer 20
und 24 ist mit 75 bezeichnet. Es wird darauf hingewiesen,
daß beide Messer mit einer Abschrägung versehen sind
(d. h. der Winkel, welcher zwischen der Oberfläche 76 des
Messers 20 und der Horizontalen sowie der Oberfläche 77
des Messers 24 und der Horizontalen gebildet wird).
Fig. 14, welche einen Querschnitt durch die Messer 20
und 24 entlang der Schnittlinie 14-14 darstellt, verläuft
entlang entsprechender Radien der Messer 20 und 24. Dies
bestimmt die Lage der maximalen Überlappung der Messer 20
und 24, und es ist festzustellen, daß sich die Messer von
einander im Abstand befinden. Der Abstand ist der besseren
Anschaulichkeit halber in Fig. 14 übertrieben dargestellt.
Fig. 15 zeigt die Messer 20 und 24 entlang der Schnittlinie
15-15. Diese Schnittlinie verläuft in Fig. 12 entlang ent
sprechender Radien der Messer 20 und 24 und bestimmt den
Endpunkt ihrer Überlappung. Wie in Fig. 15 gezeigt, ist
der Abstand zwischen den Messern größer geworden (wobei
der Abstand abermals übertrieben dargestellt ist).
Das Winkelverhältnis der Messer 20 und 24 während des Zu
sammenwirkens ihrer gekrümmten Teile 39 und 63 sowie 41
und 65 ist derart, daß die gekrümmten Teile 63 und 65 des
Messers 24 ein eingeschliffenes Spiel aufweisen. Dieses
Spiel ist in Fig. 16 bei 78 dargestellt. Fig. 16 kann
als eine Querschnittsansicht des Messers 24 entweder beim
gekrümmten Teil 63 oder beim gekrümmten Teil 65 aufgefaßt
werden.
Zwar wäre es theoretisch möglich, jedoch wäre es zu kostspielig und
unpraktisch, die Messer 20 und 24 in starrer Form mit einer
derart vollkommenen Präzision herzustellen, daß über die
vorderen, ablaufenden und gekrümmten Teile des Messers hinweg
eine Berührung an einem einzigen Punkt erhalten wird, ohne
daß momentan eine Berührung verlorengeht, insbesondere bei
den für eine hohe Produktion erforderlichen Messergeschwindig
keiten. Dessenungeachtet wird dieser Berührungsverlust durch
die Tatsache vermieden, daß das Messer 20 an seinem Träger
19 elastisch angebracht und selbst flexibel ist, was saubere
und vollständige Schnitte gewährleistet und Zacken- oder
Teilschnitte vermeidet. Selbstverständlich kann auch das
Messer 24 auf seinem Träger 61 elastisch befestigt werden,
wobei das Messer 20 auf seinem Träger 19 starr angebracht
ist. Ferner könnten beide Messer auf ihren jeweiligen Messer
trägern elastisch montiert werden.
Die Messer 18 und 22 und ihrer Träger 17 und 21 sind bezüglich
der Messer 20 und 24 sowie deren Träger 19 und 23 entgegen
gesetzt angeordnet. In sonstiger Hinsicht wirken die Messer
18 und 22 auf genau die gleiche Weise zusammen, wie bezüg
lich der Messer 20 und 24 beschrieben wurde, unter Bildung
der Aussparungen 3 in der Materialbahn 1 (vgl. Fig. 17).
Die soeben beschriebene Anordnung führt zu scherenähnlichen
Schnitten, wobei die zusammenwirkenden Messerpaare eine
lange Betriebsdauer zeigen. Diese Anordnung ermöglicht die
Bildung von Schnitten bei hohen Schnittgeschwindigkeiten
in einer sich kontinuierlich bewegenden Materialbahn entlang
geraden Schnittlinien in der Bewegungsrichtung der Bahn,
von gekrümmten Schnittlinien und Schnittlinien, welche in
einem Winkel zur Bewegungsrichtung der Bahn liegen, und zu
Kombinationen derselben. Die erfindungsgemäße Rotations
schervorrichtung ist auch fähig, derartige Schnitte in einer
Bahn aus einem dünnen, biegsamen und nachgiebigen Material,
welches gegenüber Schnitten widerstandsfähig ist, vorzunehmen,
und dies wiederum bei hohen Schnittgeschwindigkeiten.
Die erfindungsgemäße Rotationsschervorrichtung kann mit
einem einzigen Paar zusammenwirkender Träger- und Messer
anordnungen versehen sein, welches Schnitte durch die Bahn
entlang eines beliebigen Teils derselben vornimmt. In anderen
Worten, die Schnitte brauchen nicht auf beabstandete, läng
liche Aussparungen am Rand der Bahn beschränkt sein.
Die Anzahl von Messern auf einem zusammenwirkenden Paar von
Messerträgern muß nicht der Anzahl von Messern auf dem
anderen Paar gleich sein. Es ist lediglich notwendig, daß
ein zusammenwirkendes Messerpaar richtig zusammenpaßt und
während der Scherung zusammenwirkt.
Die maximale Überlappung eines zusammenwirkenden Messer
paares sollte vorzugsweise innerhalb des Bereiches von etwa
1,6 bis etwa 6 mm pro 300 mm Schneidkante fallen. Bei
größeren Messern kann die Überlappung zwischen den Messern
größer sein.
Schließlich können verschiedene Mittel angewandt werden,
um zumindest eines der Messer an seinem jeweiligen Messer
träger elastisch anzubringen. Hierzu können Elastomere,
Blattfedern, Luftdruck, Magnetkraft oder hydraulischer Druck
angewandt werden.
Im folgenden wird nun anhand der Fig. 18 bis 23 eine
andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotationsscher
vorrichtung veranschaulicht. Gleiche Teile haben abermals
gleiche Bezugszeichen. Wie aus Fig. 18 und 19 hervorgeht,
ist die erfindungsgemäße Rotationsschervorrichtung mit einer
geeigneten Stützstruktur ausgestattet, welche allgemein mit
79 bezeichnet wird. Die in den Fig. 18 und 19 dargestellte
Struktur 79 ist lediglich beispielhaft. An der Stützstruktur
ist parallel und im Abstand voneinander ein Gehäusepaar 80
und 81 angebracht. Auf der Oberseite des Gehäuses 80 ist
eine Welle 83, welche der Welle 11 der Fig. 1 entspricht,
in einem Lager 82 drehbar gelagert. Ein ähnliches Lager 84
ist auf der Oberseite des Gehäuses 81 angebracht, welches
eine Welle 85, die der Welle 12 der Fig. 1 entspricht, dreh
bar trägt. Schließlich ist in den Lagern 87 und 88 im Ge
häuse 80 und den Lagern 89 und 90 im Gehäuse 81 eine dritte
Welle 86 drehbar gelagert, welche der Welle 16 der Fig. 1
entspricht.
Die Welle 83 weist eine Nabe 91 auf, an der ein Messer
träger 92 befestigt ist, auf dem seinerseits ein Paar von
Messern 93 und 94 angeordnet ist. Die Messer 93 und 94 ent
sprechen dem Messer 18 der Fig. 1. Auf im wesentlichen
identische Weise weist die Welle 85 eine Nabe 95 mit einem
Messerträger 96 und einem Paar von Messern 97 und 98 auf.
Die Messer 97 und 98 entsprechen dem Messer 20 der Fig. 1.
Auf der Welle 86 ist ein einziger Messerträger (allgemein
mit 99 angegeben) in Form eines zylindrischen Elementes 100
angeordnet, welches durch die Endelemente 101 a und 101 b ab
gestützt wird, welche nicht-drehbar auf der Welle 86 ange
bracht sind. An seinem Endteil 101 a weist der Messerträger
99 ein Paar von Messern 102 und 103 auf, welches dem Messer
22 der Fig. 1 entspricht. An seinem anderen Endteil 101 b
weist der zylindrische Messerträger ein Paar von Messern
104 und 105 auf, welches dem Messer 24 der Fig. 1 entspricht.
Die Lager 82 und 84 sind auf ihren jeweiligen Gehäusen 80
und 81 so ausgerichtet, daß die Wellen 83 und 85 bezüglich
der Welle 86 das gleiche Schrägverhältnis aufweisen, wie
die Wellen 11 und 12 bezüglich der Welle 16 in der Aus
führungsform gemäß Fig. 1 und 3.
Wie in Fig. 19 gezeigt wird, trägt der Rahmen 79 auch
Führungsrollen 79 a und 79 b, welche gewährleisten, daß die
Materialbahn 1 den Messerträger 99 ausreichend umwindet,
um die Bahn seitlich zu stabilisieren, wenn sie über den
Messerträger 99 geht.
Die Wellen 83, 85 und 86 werden wie folgt angetrieben:
Eine beliebige Kraftmaschine, wie z. B. ein Elektromotor,
wird auf der Trägerstruktur angebracht, wie bei 106 (vgl.
Fig. 19) dargestellt. Die Welle des Motors 106 (nicht
dargestellt) trägt ein Kettenrad 107, welches durch einen
Steuerriemen oder eine Kette 108 mit einem Kettenrad 109
verbunden ist, welches auf einer Welle 110 angebracht ist
(vgl. Fig. 18). Die Welle 110 ist in den Lagern 111 und 112
drehbar gelagert und weist an ihrem anderen Ende ein Ketten
rad 113 auf. Das Kettenrad 113 ist seinerseits durch einen
Steuerriemen oder eine Kette 115 mit einem Kettenrad 114
verbunden. Die Einstellung des Steuerriemens oder der Kette
115 kann mittels eines einstellbaren Aufnahmerads oder
Kettenrades 116 auf bekannte Weise vorgenommen werden.
Das Kettenrad 114 ist nicht-rotierbar auf einer Welle 117
befestigt, welche in den Lagern 118 und 119 rotierbar ge
halten wird, die in einem Ansatz 120 am Gehäuse 80 liegen.
An ihrem anderen Ende (innerhalb des Gehäuses 80) weist
die Welle 117 ein Getriebe 121, welches nicht-rotierbar be
festigt ist, auf. Das Getriebe 121 wirkt mit einem Getriebe
122, welches nicht-rotierbar auf der Welle 86 montiert ist,
zusammen. Auf diese Weise verleiht der Motor 106 der Welle
86 (wie in Fig. 19 gezeigt) eine Drehung im Uhrzeigersinn.
Auf dem Ende der Welle 86, welches sich aus dem Gehäuse 80
heraus erstreckt, ist ein Kettenrad 123 angeordnet, welches
durch einen doppelseitigen Steuerriemen oder eine Kette 124
mit einem Kettenrad 125 verbunden ist, das auf dem freien
Ende der Welle 83 angebracht ist. Wie aus Fig. 19 hervor
geht, ist durch ein Paar Ausgleichsräder 126 und 127 gewähr
leistet, daß der doppelseitige Steuerriemen bzw. die Kette
124 ausreichend um das Kettenrad 123 gewunden ist.
Dasjenige Ende der Welle 86, welches sich über das Gehäuse
81 hinaus erstreckt, kann auf identische Weise mit der Welle
85 verbunden sein, so daß es in Drehung versetzt wird. Zu
diesem Zweck kann die Welle 86 mit einem Kettenrad 128 ver
sehen sein, welches durch einen doppelseitigen Steuerriemen
oder eine Kette 129 mit einem Kettenrad 130 verbunden ist,
welches auf dem freien Ende der Welle 85 angebracht ist.
Auch hier kann ein Paar Ausgleichsräder (nicht gezeigt)
vorgesehen sein, um zu gewährleisten, daß der Steuerriemen
oder die Kette 129 um das Kettenrad 128 ausreichend gewunden
ist. Wie aus Fig. 19 zu ersehen ist, verleiht die Drehung
der Welle 86 im Uhrzeigersinn den Wellen 83 und 85 eine
Drehung im Antiuhrzeigersinn. Die Drehung der Wellen 83, 85
und 86 kann durch die Steuerriemen oder Ketten 124 und 129
synchronisiert werden. Die Materialbahn wird durch die
Rotationsschere vorzugsweise (jedoch nicht notwendigerweise)
mit einer Geschwindigkeit gezogen, die der Umfangsge
schwindigkeit der Messer gleich ist. Die Bahn kann durch die
Rotationsschere mit bekannten Vorrichtungen gezogen werden,
welche durch die gleiche Kraftmaschine angetrieben werden,
die die Messerwellen antreibt.
In Fig. 20 und 21 sind die Nabe 95, der Messerträger 96
sowie die Messer 97 und 98 gezeigt. Die Nabe 95 ist nicht-
rotierbar auf beliebige Weise an der Welle 85 angebracht.
Beispielsweise kann sie an ihrem vorderen Ende durch die
Schraube 131 und die Unterlagsscheibe 132 an Ort und Stelle
gehalten werden, wobei die Schraube in das Ende der Welle
85 eingeschraubt ist. An ihrem rückwärtigen Ende kann die
Nabe mit einer Kopfschraube 133 versehen sein.
Die Nabe 95 hat einen vorderen Teil 95 a, gefolgt von einem
Mittelteil 95 b größeren Durchmessers und einem rückwärtigen
Teil 95 c von etwas geringerem Durchmesser als der vordere
Teil. Zwischen dem vorderen Teil 95 a und dem mittleren Teil
95 b der Nabe ist ein Vorsprung 95 d ausgebildet. Der Messer
träger 96 umfaßt eine Scheibe mit einer Öffnung im Mittel
punkt zur Aufnahme des vorderen Teils 95 a der Nabe 95. Der
Messerträger 96 sitzt auf dem Vorsprung 95 d der Nabe und
ist mit diesem mit den Schrauben 134 verschraubt, welche
durch Schlitze 135 in den Messerträger gehen. Die Schlitze
ermöglichen eine drehbare Einstellung des Messerträgers 96
bezüglich der Nabe 95.
Die Innenfläche des Messerträgers 96 ist im wesentlichen
planar, wobei der Rand am Umfang rückwärts leicht abgeschrägt
ist, wie bei 136 gezeigt. Die Außenfläche des Messerträgers
96 (d. h. diejenige Fläche, welche am Nabenvorsprung
95 d anliegt) ist wiederum im wesentlichen planar. Die
Außenfläche ist mit einer breiten konischen Fläche 137
(vgl. Fig. 18 und 20) versehen, welche sich zu ihrem Rand
am Umfang erstreckt.
Wie am deutlichsten aus Fig. 20 und 22 zu ersehen ist,
ist das Messer 97 in etwa bezüglich seiner Ausbildung dem
Messer 20 der Fig. 4 und 5 ähnlich. Das Messer weist
einen Mittelteil 138 mit einem gekrümmten Teil 139 und
einem im wesentlichen geraden Teil 140 in Nähe seines vor
deren Endes auf. Der Teil 140 ist im wesentlichen gerade
und erstreckt sich von dem Messerträger 96 weg. Auf ähnliche
Weise weist das Messer 97 einen gekrümmten Teil 141 auf,
welcher am ablaufenden Ende des Messers in einen im wesent
lichen geraden Teil 142 endet. Wiederum erstreckt sich der
Teil 142 von dem Messerträger 96 weg.
Über dem Mittelteil 138 des Messers 97 liegt eine Nieder
halteplatte 143; sie weist im wesentlichen gleiche Ab
messungen wie dieser auf. Die Niederhalteplatte 143 ist
mit einer Vielzahl von Bohrungen 144 versehen, welche co
axial mit passenden Bohrungen in dem Messer verlaufen (nicht
dargestellt) und die zur Aufnahme der Schrauben 145 dienen
(vgl. Fig. 22), welche in entsprechende mit Gewinde ver
sehene Löcher in dem Messerträger 96 eingeschraubt sind.
Auf diese Weise wird der Mittelteil 138 des Messers 97 mit
dem Messerträger 96 fest verbunden.
Die gekrümmten Teile 139 und 141 und die im wesentlichen
geraden Teile 140 und 142 des Messers 97 sind von geringerer
Breite als der Hauptteil 138 und elastisch. An dem Messer
träger 96 ist eine sich radial erstreckende Stange 146 an
gebracht; sie liegt unter dem vorderen Endteil 140 des
Messers 97. Auf ähnliche Weise ist an dem Messerträger eine
sich radial erstreckende Stange 147 befestigt, welche sich
hinter dem ablaufenden Endteil 142 des Messers 97 erstreckt.
Die Stangen 146 und 147 weisen an ihren Enden Hebeschrauben
148 bzw. 149 auf. Die Hebeschrauben bilden eine einstell
bare Stütze für die Messerteile 140 und 142, wie aus Fig.
22 deutlich zu ersehen ist. Dies führt dazu, daß die ge
krümmten Teile 139 und 141 sowie die im wesentlichen geraden
Teile 140 und 142 des Messers 97 bezüglich des Messerträgers
96 elastisch montiert sind.
Das Messer 98 ist mit dem Messer 97 identisch, und zu diesem
Zweck weist es einen Mittelteil 150 auf, welcher bei seinem
vorderen Ende in einen gekrümmten Teil 151 und einen im
wesentlichen geraden Teil 152 endet. Der im wesentlichen
gerade Teil 152 erstreckt sich weg vom Messerträger 96.
An seinem ablaufenden Ende weist das Messer 98 einen ge
krümmten Teil 153 und einen im wesentlichen geraden Teil
154 auf, welcher sich wieder weg von dem Messerträger 96
erstreckt. Der vordere Endteil 152 ist durch eine Stange
155 und eine Hebeschraube 156 abgestützt. Auf ähnliche Weise
ist der ablaufende Endteil 154 durch eine Stange 157 und
eine Hebeschraube 158 abgestützt. Das Messer 98 ist mit
dem Messerträger 96 auf die gleiche Weise verbunden, wie
weiter oben bezüglich des Messers 97 beschrieben ist, wobei
eine Niederhalteplatte 159 vorgesehen ist.
Die Nabe 91 an der Welle 83 ist zusammen mit ihrem Messer
träger 92 und den Messern 93 und 94 von gleicher Bauart
wie die Nabe 95, der Messerträger 96 bzw. die Messer 97 und 98.
Das Messer und der Träger der Welle 83 unterscheiden sich
von denjenigen der Welle 85 lediglich dadurch, daß sie ent
gegengesetzt ausgerichtet sind.
Die auf dem Messerträger 99 der Welle 86 angeordneten Messer
104 und 105 sind am deutlichsten aus Fig. 22 zu ersehen.
Die Messer 104 und 105 sind identisch. Das vordere Ende
des Messers 104 ist bei 159 dargestellt, während das ab
laufende Ende des Messers 105 bei 160 gezeigt wird. Die
Messer sind an der Umfangsfläche des Teils 101 b des zylin
drischen Messerträgers 99 befestigt. Die Messer 104 und 105
erstrecken sich jeweils im wesentlichen zur Hälfte über den
Umfang des Messerträgers 99. Das vordere Ende des Messers
104 liegt benachbart zum ablaufenden Ende des Messers 105,
und es liegt auf der Hand, daß beim diametralen Gegenüber
liegen an dem Messerträger 99 das ablaufende Ende des Messers
104 benachbart zum vorderen Ende des Messers 105 liegt.
Das vordere Ende des Messers 104 weist einen Zuführteil 104 a
auf, der in einen ersten, im wesentlichen geraden Schnitt
kantenteil 104 b und sodann in einen gekrümmten Schnittkanten
teil 104 c sowie einen geraden Schnittkantenteil 104 d über
geht. Es wird darauf hingewiesen, daß das vordere Ende des
Messers 105 (nicht gezeigt) identisch ausgebildet ist; es
weist einen Zuführteil ähnlich dem Teil 104 a, einen im
wesentlichen geraden Schnittkantenteil, welcher dem Schnitt
kantenteil 104 b äquivalent ist, einen gekrümmten Schnitt
kantenteil, der dem gekrümmten Schnittkantenteil 104 c
äquivalent ist, sowie einen geraden Schnittkantenteil 105 d
auf, der dem geraden Schnittkantenteil 104 d des Messers 104
äquivalent ist.
Das ablaufende Ende des Messers 105 umfaßt einen gekrümmten
Schnittkantenteil 105 d, der in einen im wesentlichen geraden
Schnittkantenteil 105 f und einen Zuführungs- (oder Wegführungs-)
teil 105 g übergeht. Es wird darauf hingewiesen, daß das
ablaufende Ende des Messers 104 ähnlich ausgebildet ist.
Die Messer 104 und 105 sind am Teil 101 b des Messerträgers
99 mit Schrauben 161 befestigt.
Fig. 23 ist eine Querschnittsansicht durch das zusammen
wirkende Paar Messer 98 und 104. Hieraus ist ersichtlich,
daß das Messer 104, ein starres Messer, von der Art eines
Amboßmessers ist, welches am Teil 101 b des Messerträgers
99 starr befestigt ist. Das Messer 104 (und das Messer 105)
ist in Nachbarschaft seiner Schnittkante, wie bei 162,
unterschnitten, was ein Spiel für das Messer 98 bedingt.
Die Tatsache, daß das Messer 98 konisch und auf der koni
schen Oberfläche 137 angebracht ist, führt zu einem Spiel
für das Messer 104.
Da die oberen Messer 97 und 98 bezüglich ihrer zusammen
wirkenden unteren Messer 105 und 104 schräggestellt sind,
wirken auch sie mit einem einzigen Berührungspunkt zusammen,
der sich entlang ihrer Schnittkanten während einer Scherung
verschiebt. Fig. 23 veranschaulicht einen derartigen Be
rührungspunkt zwischen den Messern 98 und 104. Wenn die
vorderen Enden der Messer 98 und 104 eine Scherung ein
leiten, wird die punktförmige Berührung über die Schnitt
kanten der vorderen Endteile dieser Messer aufgrund der
Tatsache aufrechterhalten, daß das vordere Ende des Messers
98 sich leicht weg von seiner Hebeschraube verschiebt. Die
gleiche Wirkung tritt zwischen den ablaufenden Enden der
Messer 98 und 104 auf, wobei wiederum zwischen den Messer
schneidkanten während der Scherung der Materialbahn die
Berührung an einem einzigen Punkt aufrechterhalten wird.
Auf diese Weise entsprechen die oberen Messer 97 und 98
mit ihren federnden und elastisch angebrachten vorderen
und ablaufenden Enden dem elastisch angebrachten Messer 20
der Fig. 1. Die starr angebrachten Messer 104 und 105 ent
sprechen dem starr befestigten Messer 24 der Fig. 1.
Die oberen Messer 93 und 94 wirken mit den unteren Messern
102 und 103 auf die gleiche, soeben beschriebene Weise zu
sammen. Die Ausführungsform gemäß Fig. 18 bis 23 ist
in einem Aufbau veranschaulicht, der zur Bildung länglicher
Aussparungen 2 und 3 in der Materialbahn 1 der Fig. 17
dient. Selbstverständlich kann die Anzahl der auf den zu
sammenwirkenden Messerträgern angebrachten Messer beliebig
sein. Eine Rotationsschervorrichtung der anhand der Fig.
18 bis 23 beschriebenen Art könnte auch mit einem einzigen
Paar zusammenwirkender Messerträger versehen sein. Durch
geeignete Anordnung der zusammenwirkenden Messer und Messer
träger und durch geeignete Ausbildung der Messer können die
Art der in der Materialbahn vorgenommenen Schnitte und deren
Lage bezüglich der Materialbahn selbstverständlich ver
ändert werden. Die hinsichtlich der Ausführungsform der
Fig. 1 bis 16 beschriebenen Vorteile werden auch mit
der Ausführungsform gemäß Fig. 18 bis 23 erhalten, wobei
jedoch der zusätzliche Vorteil auftritt, daß die oberen
und unteren Messer leichter hergestellt werden können.
Claims (11)
1. Rotationsschervorrichtung zur Durchführung sauberer und
vollständiger Schnitte in einer sich kontinuierlich beweg
genden Bahn aus nachgiebigem Material, wobei die Schnitte
gerade oder gekrümmte Schnitte oder Kombinationen der
selben parallel oder in einem Winkel zur Bewegungsrichtung
der Materialbahn sind, enthaltend eine erste und eine zweite
drehbare Welle, einen ersten und einen zweiten Messer
träger, die nicht-drehbar auf den entsprechenden Wellen
befestigt sind, und ein erstes und ein zweites gewölbtes
Messer, die auf den entsprechenden Messerträgern angebracht
sind, wobei das erste und das zweite Messer ein zusammenwir
kendes Messerpaar mit Schneidkanten gleicher Länge umfaßt,
entlang derer alle Punkte von den Achsen ihrer entsprechenden
Wellen in gleichem radialem Abstand angeordnet sind, wobei
die Achsen der ersten und zweiten Welle, welche in parallelen
horizontalen Ebenen liegen, so beabstandet sind, daß sie
die gewünschten Schnitte der Messer durch die Bahn ermög
lichen, sowie eine Vorrichtung zum Antreiben dieser Wellen
in einem so abgestimmten Verhältnis, daß sich die Schneid
kanten der zusammenwirkenden Paare der ersten und zweiten
Messer über die ganze Schnittlänge hinweg berühren,
dadurch gekennzeichnet, daß das erste oder das zweite
Messer (20) flexibel und von leichtem Gewicht ist und zu
mindest teilweise elastisch derart auf dem ersten bzw.
zweiten Messerträger (19) angebracht ist, daß eine Bewegung
eines Teils dieses Messers relativ zu einem anderen in
einer Richtung parallel zu dessen Rotationsachse möglich
ist, und daß die Achsen der ersten und zweiten Welle (12, 16)
in vertikalen Ebenen liegen, welche sich derart schneiden,
daß das erste und das zweite Messer (20, 24) gegenseitig
in einem Winkel von 1 bis 6° schräggestellt sind und über
die ganze Länge ihrer Schneidkanten hinweg eine Schnittbe
rührung an einem einzigen Punkt (75) ergeben.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das zweite oder das erste Messer (24) auf dem entsprech
den Messerträger (23) starr angebracht ist.
3. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das flexible erste oder zweite Messer
(20) elastisch über seine ganze Länge hinweg auf seinem
entsprechenden Messerträger (19) angebracht ist.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das flexible erste oder zweite Messer
(97) mit seinem Hauptteil (138) an seinem entsprechenden
Messerträger (96) starr befestigt ist, während die vorderen
und ablaufenden Endes (139, 140 bzw. 141, 142) dieses flexiblen
Messers (97) elastisch daran angebracht sind.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß mehr als ein einziges gewölbtes Messer
(97, 98) auf seinem entsprechenden Messerträger (96) ange
bracht ist.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Messer
(20, 24) gleich der Geschwindigkeit der sich kontinuierlich
bewegenden Materialbahn (1) eingestellt werden kann.
7. Vorrichtung gemäß einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß sie benachbart zu jeder Seitenkante
der Bahn (1) eine Rotationsschereinrichtung enthält, wobei
die Schrägstellung der Messer (20, 24) an einer Seitenkante
im Vergleich zur Schrägstellung der Messer (18, 22) an der
anderen Seitenkante entgegengesetzt ausgerichtet ist und
wobei beide Schereinrichtungen zeitlich abgestimmt rotier
bar sind.
8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die zweiten Messerträger für jede Schereinrichtung ein
längliches, einheitliches zylindrisches Element (100) um
fassen, welches nicht-rotierbar auf der zweiten Welle (86)
angebracht ist, wobei die zweiten Messer (102, 104) an dem
entsprechenden zylindrischen Element (100) nahe seinen
Enden angebracht sind und jedes zweite Messer (102, 104)
ein gewölbtes, scheibenähnliches Element darstellt, dessen
eine Stirnseite an der Umfangsfläche des zylindrischen
Elements (100) anliegt und dessen Schnittkante an der Ver
bindung seiner anderen Stirnfläche mit dem dem benachbarten
Ende des zylindrischen Elementes (100) am nächsten liegenden
Rand desselben liegt.
9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Messer der Scher
einrichtung benachbart jeder Seitenkante der Bahn (1) zur
Vornahme von beabstandeten, länglichen Aussparungen entlang
einer Kante der Bahn (1) ausgebildet sind, wobei jede der Aus
sparungen einen ersten Kantenteil (2 a) aufweist, der sich
diagonal nach innen erstreckt und in einem zweiten ge
krümmten Kantenteil (2 b) endet, der in einen dritten geraden
Kantenteil (2 c) parallel zur Bewegungsrichtung der Bahn
übergeht, welcher seinerseits in einen vierten gekrümmten
Kantenteil (2 d) übergeht, der in einem fünften Kantenteil
(2 e) endet, welcher sich diagonal nach außen an die ge
nannte Seitenkante der Bahn erstreckt.
10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die ersten Messerträger (17, 19) scheiben
ähnlich ausgebildet sind, und daß jedes der Messer (18, 20)
auf einer Stirnseite seines jeweiligen Messerträgers (17, 19)
angebracht ist, wobei seine Schnittkante sich über den
Umfang seines Messerträgers (17, 19) hinaus erstreckt.
11. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbahn (1) sich mit
einer Geschwindigkeit von 61 bis 183 m/Min. fortbewegt.
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