DE19654905A1 - Antriebsverfahren für ein Schneidemesser zum Schneiden eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers und Anordnung hierzu - Google Patents

Description

Das Verfahren betrifft den Antrieb eines Schneidemesser zum Schneiden eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers, insbesondere in einer Druckeinrichtung, nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1, und eine Anordnung hierzu.

In Druckern, beispielsweise in Bondruckern von Kassen, mit Endlospapier beispielsweise in Rollenform, ist eine Abschneidevorrichtung vorgesehen, die den bedruckten Teil von dem Vorrat trennt.

Eine solche Abschneidevorrichtung wird üblicherweise mo­ torisch betrieben und von der Steuerung, die auch den Pa­ piertransport beaufschlagt, gesteuert. Dabei sind Lage­ schalter vorzusehen und mit der Steuerung zu verbinden, so daß das Papiermesser genau die gewünsche Bewegung aus­ führt. Eine hohe Positioniergenauigkeit des Schnittmes­ sers ist insbesondere dann wünschenswert, wenn sowohl ein vollständiges Abschneiden als auch ein Anschneiden durch­ geführt werden soll, indem durch Reduktion der Schnitt­ tiefe ein geringes der Schnittlänge ungeschnitten ver­ bleibt.

Die in der Patentschrift US 5,223,940 in Sp. 3 Z. 67 bis Sp. 4 Z. 16 beschriebene Anordnung, bei der ein Schneidmes­ ser durch einen Schrittmotor mit einer vorbestimmten An­ zahl von Schritten antreibt, ist für eine hohe Positio­ niergenauigkeit geeignet. Allerdings ist das Problem der Justage nicht gelöst.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Betriebsverfahren und eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine hohe Positioniergenauigkeit des Schnittmessers erreicht wird, ohne daß eine spezielle Justage oder Posi­ tionssensoren notwendig sind.

Die Erfindung verwendet einen Schrittmotor, der die das Schneidemesser bewegende Mechanik derart antreibt, daß es sich entgegengesetzt zu der für einen Schnitt benötigten Richtung bewegt, und einen Anschlag, durch der Schrittmo­ tor an der Ausführung der Schritte gehindert wird und es daher zu einem ansonsten stets zu vermeidenden Schrittver­ lust kommt. Bevorzugt ist das Schneidemesser auf einem Schlitten befestigt und der Anschlag auf eine dem Auf­ zeichnungsmaterial abgewandte Kante wirksam. Weitere Aus­ führungsformen und ihre Vorteile sind in der Beschreibung dargelegt.

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Schneide­ einrichtung mit Schrittmotor,

Fig. 2 die bevorzugte Messerform,

Fig. 3 einen alternativen Antrieb mit einem Stahlband.

In Fig. 1 ist ein Druckwerk mit Abschneidevorrichtung ge­ zeigt, bei dem von einer Vorratsrolle 1 zu bedruckendes Material, hier Papier, als Papierbahn von Leitblechen 3a, 3b, welche Teil eines nicht gezeigten Druckwerks bekann­ ter Art sind, an der Schneideeinrichtung vorbei durch ei­ nen Ausgabeschlitz 4a, 4b geführt ist.

Die Schneidevorrichtung besteht aus einem Schlitten 6, welcher in bekannter Art an einem festen Gehäuseteil 5 in Richtung des Pfeiles A verschieblich gelagert ist. Der Schlitten 6 trägt ein Schneidemesser 7, das bei Bewegung in Richtung des Pfeiles A mittels eines Gegenmessers 8 die Papierbahn trennen kann.

An dem anderen Ende des Schlittens 6 ist eine Zahnstange 9 befestigt, welche über ein Segementzahnrad 10 von einem von einem Schrittmotor 12 direkt angetriebenen Schnecken­ rad 11 bewegt wird. Dabei sind die Zahnstange 9, das Zahnrad 10, das Schneckenrad 11 und der Schrittmotor 12 bevorzugt so ausgelegt, daß mit etwa 90 Schritten das Messer 7 die Papierbahn vollständig durchtrennt.

Wird ein Messer 7 nach Fig. 2 mit gegenüber der Kante des Gegenmessers 8 schrägen, V-förmig zueinander angeordneten Schneidkanten verwendet, so kann durch eine geringere Schrittanzahl von z. B. 75 Schritten ein Anschnitt durch­ geführt werden, bei dem in der Mitte ein kleiner Abreiß­ steg nicht durchtrennt wird. Der Unterschied zwischen Vollschnitt und Anschnitt erfordert daher lediglich eine andere Schrittzahl und keine zusätzlichen Lagemelder, die justiert werden müssen. Das Messer 7 kann auch mit einer einzigen, schräg zu der Kante des Gegenmessers 8 ange­ stellten Schneidkante versehen sein. Der Abreißsteg bil­ det sich dann an einer Seitenkante der Papierbahn.

Voraussetzung ist eine reproduzierbar genaue Ausgangspo­ sition des Messers 7 bzw. des mit ihm fest verbundenen Schlittens 6. Die Justierung erfolgt dadurch, daß bei­ spielsweise eine Wand im Gehäuseteil 5 einen Anschlag 13 im weggefahrenen Zustand des Messers 7 bildet. Die Steue­ rung fährt zur Kalibrierung, z. B. nach jedem Einschalten, mit einer Anzahl von Schritten, die über der für einen Vollschnitt notwendigen Anzahl liegt, im Beispiel 120 Schritte, den Schlitten 6 in die Gegenposition. Dabei wird der Schlitten 6 durch den Anschlag 13 an einer Bewe­ gung gehindert, so daß der Schrittmotor 12 Schritte ver­ liert, aber hernach in bekannter Position ist. Zweckmäßi­ gerweise wird danach der Schrittmotor 12 eine geringe Zahl von Schritten aus der Justagestellung in die Ruhe- und Ausgangsstellung gefahren, um nicht bei jedem Schnitt gegen den Anschlag 13 zu fahren.

Die Lage des Anschlags 13 braucht nur im Rahmen der übli­ chen Fertigungstoleranzen genau bestimmt und nicht mecha­ nisch justiert zu werden. Vielmehr wird eine Anzahl von Probeschnitten durchgeführt, bei denen die Anzahl der Schritte variert wird. Die optimale Schrittzahl wird dann in einem nichtflüchtigen Speicher der Steuerung festge­ halten.

Der dargestellte Antrieb mit Schneckenrad 11, Seg­ mentzahnrad 10 und Zahnstange 9 hat den Vorteil, daß der Schrittmotor 12 mit hohem mechanischem Wirkungsgrad eine Schubkraft liefern kann, so daß Motor 12, Schlitten 6 und Messer 7 in einer Einheit auf derselben Seite der Papier­ bahn angeordnet sein können; bei einem Antrieb durch Zug müßten sich in Ruhestellung Messer 7 und Antrieb auf ver­ schienen Seiten der Papierbahn befinden. Durch die Rich­ tungsumsetzung des Zahnrads 10 ist der Motor 12 senkrecht zur der Bewegungsrichtung des Schlittens 6 angeordnet und trägt damit nicht zur Erhöhung der Bauhöhe bei.

Sofern die größere Bauhöhe nicht stört, kann auch eine Gewindespindel auf der Motorachse direkt in eine Spindel­ mutter in dem Schlitten 6 oder an einem Aufsatz, der auf dem Schlitten 6 befestigt wird, greifen.

Alternativ kann auch ein Antrieb über ein Stahlband 31 erfolgen, welches, wie in Fig. 3 dargestellt, auf ein Rad 32 aufgewickelt wird bzw. sich von diesem abwickeln kann. Hierbei kann der Motor 12 allerdings nur einen Zug aus­ üben; die Gegenrichtung wird durch eine Druckfeder 33 ausgeführt. Obwohl hierbei keine gezahnten Maschinenele­ mente benötigt werden, muß der Schrittmotor 12, da er ja auch die Feder 33 spannen muß, das doppelte Drehmoment gegenüber den Anordnung mit Schnecke 11 und Zahnstange 9 aufwenden, was durch den besseren mechanischen Wirkungs­ grad aufgewogen wird.

Auch kann eine Kurvenscheibe auf einem Schrittmotor 12 mit hoher Schrittzahl pro Umdrehung verwendet werden. Schrittzahlen von 200 pro Umdrehung sind auch bei kleinen Motor-Bauformen ohne weiteres handelsüblich. Die Kurven­ scheibe übt wie beim Bandantrieb entweder nur einen Druck in einer Richtung gegen eine Feder aus, oder sie ist als Kulissenrad ausgebildet, in das ein Mitnehmer auf dem Schlitten 6 eingreift.

Möglich ist auch die Verwendung eines Stahlseils und ei­ ner vorzugsweise mehrfach umschlungenen Seilrolle auf der Achse des Schrittmotors 12 sowie mindestens einer Um­ lenkrolle, so daß der Schrittmotor 12 einen Zug in beiden Drehrichtungen in jeweils entgegengesetzte Richtungen auf den Schlitten 6 ausüben kann, wobei die notwendige Spann­ feder an der in Rückholrichtung voreilenden Kante des Messers 7 angebracht ist liegt. Die Spannfeder ist dabei kraftneutral, so daß wie bei dem bevorzugten Antrieb mit Schnecke 11, Zahnrad 10 und Zahnstange 9 nur die einfache Schubkraft von dem Schrittmotor 12 aufgebracht werden muß. Da eine häufige Kalibrierung durch den Anschlag 13 problemlos möglich ist, wirkt sich ein geringer oder ge­ legentlicher Schlupf auf der Seilrolle nicht wesentlich aus. Da die Hauptkraft in Schneiderichtung auftritt, kann auch die Anzahl der Schritte für einen Schnitt gemäß ei­ nem empirisch oder theoretisch ermittelten Verlängerungs­ faktor mit der Anzahl der Schnitte nach einer Kalibrie­ rung verlängert werden, ohne daß bei jedem Schnitt eine Kalibrierung notwendig ist, die durch den Schrittverlust im Schrittmotor 12 häufig ein erhöhtes Betriebsgeräusch verursacht. Praktisch wird dieser Verlängerungsfaktor da­ durch erreicht, daß nach einer vorab bestimmten Anzahl von Schnitten ein zusätzlicher Schritt in Schnittrichtung eingefügt wird.

In allen Fällen kann die Steuerung die Anzahl der Schnit­ te mit zählen und eine Abnutzung des Schneidemessers 7 durch eine geringfügig verlängerte Schnittbewegung kom­ pensieren. Dies ist bei den bisher bekannten Lösungen, wenn überhaupt, nur durch aufwendige zusätzliche Ver­ stelleinrichtungen möglich.

Claims (10)

1. Betriebsverfahren für den Antrieb eines von einem Schrittmotor (12) angetriebenen Schneidemessers (7) zum Schneiden eines in einer Druckeinrichtung be­ druckbaren bandförmigen Aufzeichnungsträgers (2), bei dem das Schneidemesser (7) aus einer Ruhestellung heraus eine von einer Steuerung vor Beginn der Bewe­ gung bestimmte Anzahl von Schritten in Richtung auf den Aufzeichnungsträger (2) bewegt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ruhestellung dadurch bestimmt wird, daß

• - der Schrittmotor das Schneidemesser entgegen der Richtung (A) zum Aufzeichnungsträger (2) bewegt,
• - diese Bewegung durch einen mechanischen Anschlag (13) unter Schrittverlust aufgehalten wird und
• - aus der so bestimmten Position die Ruhestellung durch eine vorbestimmte Anzahl von Schritten in Richtung (A) zum Aufzeichnungsträger (2) erreicht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Justage des Schnitthubes durch Probeschnitte und Ablegen der optimalen Schrittzahlen in einem nichtflüchtigen Speicher einer den Schrittmotor (12) steuernden Steuerung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abnutzung des Schneidemessers aus der Anzahl der erfolgten Schnitte bestimmt und ein entsprechend vergrößerter Schnitthub durch eine grö­ ßere Anzahl von Schritten erreicht wird.

4. Anordnung zur Durchführung eines der Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidmesser (7) auf einem senkrecht zu dem Auf­ zeichnungsträger (2) verfahrbaren Schlitten (6) befe­ stigt ist und ein Anschlag (13) auf eine dem Auf­ zeichnungsträger (2) abgewandte Kante des Schlittens (6) wirkt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schneckenrad (11) auf einer Achse des Schrittmotors (12) über ein Zahnrad (10) auf eine Zahnstange (9) wirkt, die kraftschlüssig mit dem Schlitten (6) verbunden ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Achse des Schrittmotors (12) mit einer Ge­ windespindel oder einem Schneckenrad versehen ist, die bzw. das auf ein in dem Schlitten (6) geschnitte­ nes oder mit diesem unmittelbar verbundenes Gegen­ stück wirkt.

7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibles Band (31) einerseits radial auf ei­ ner auf eine Achse des Schrittmotors (12) aufgesetz­ ten Rolle befestigt und andererseits an dem Schlitten (6) befestigt ist, der gegen eine Federkraft (33) be­ wegt wird.

8. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurven- oder Kulissenscheibe auf einer Achse des Schrittmotors (12) aufgesetzt ist und auf einen Mitnehmer wirkt, der direkt auf den Schlitten (6) aufgesetzt ist.

9. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Seil von einem auf einer Achse des Schrittmo­ tors (12) befindlichen Seilrolle mittels mindestens einer Umlenkrolle einen Zug in beiden Richtungen auf den Schlitten (6) ausübt.

10. Betriebsverfahren für eine Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlupf des Seiles auf der Seilrolle durch zusätzliche Schritte kompen­ siert wird, deren Anzahl und Häufigkeit aus der An­ zahl der seit der letzten Kalibrierung erfolgten Schritte bestimmt wird.