АВТОМАТ ДЛЯ РЕЗКИ РУЛОННОЙ БУМАГИ И СПОСОБ НАСТРОЙКИ ЕГО МЕХАНИЗМА РЕЗАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК B31B1/16 

Группа изобретений, связанных единым замыслом, относится к области механической обработки бумаги и картона, в частности к резке разматываемых с рулона полотнищ на мерные листы.

Уровень техники характеризуют устройства для резки рулонной бумаги на листы заданного формата, содержащие установленные на раме механизмы подачи бумаги, резки продольной и поперечной, съема и приемный стол (см., например, Руководство по обслуживанию и уходу за бумагорезательной машиной марки ДУ-750, Венгрия, Машиностроительный завод "Димаваг", 1962 и Номенклатурный справочник "Полиграфическое оборудование", М.: ВНИИПолиграфмаш, 1992, с. 64, ротационная машина ОКП-51).

Недостатки указанных машин заключаются в их некомпактности и неудовлетворительной точности порезки рулонной бумаги на заданную ширину, а также высокая трудоемкость из-за ручных операций и циклические остановки прерывистой технологии для намотки и съема готовых изделий, которые ограничивают производительность, а также большие отходы бумаги из-за того, что равновысокие ножи невозможно настроить на смыкание с опорой, в результате чего нижние слои намотки рулончиков не прорезаются.

Наиболее близким по числу совпадающих признаков аналогом является автоматический агрегат для порезки рулонной бумаги, описанный в патенте РФ N 1752576, B 31 B 1/16, 1992, содержащий смонтированные на общей раме механизм подачи, включающий вал-рулонодержатель, компенсирующий и опорные валы, механизм резки, включающий приемный вал с прижимными роликами и вал с ножами над опорой смыкания, ведущий вал с приемными роликами, механизм сбрасывания, включающий направляющие штоки, толкатели, лоток и приемный стол.

Способ настройки механизма резания этого автомата характеризуется пошаговым дискретным смыканием ножей вала с опорой - сменными бакелитовыми втулками, ширина которых и глубина пазов определяют геометрию отрезанных листов.

Недостатком этого способа является большое межоперационное время съема порезанных листов при остановке механизма подачи, что снижает производительность и является субъективным, так как осуществляется рабочим, который также включает автоматическую работу механизма сбрасывания. Порезанные рулончики бумаги с приемного вала сбрасываются вместе с бакелитовыми втулками, которые далее устанавливаются вновь, а настройку смыкания ножей с пазами опоры повторяют, что трудоемко и непроизводительно. После смыкания рабочий-оператор плавно включает скорость вращения приемного вала и вала с ножами.

Система валов известной машины настроена таким образом, что обеспечивается равномерное натяжение бумаги и исключается ее смещение вдоль оси валов, при этом обеспечивается качественная порезка бумаги, улучшаются условия труда, повышается производительность, исключаются отходы бумаги.

Однако недостатками прототипа являются высокая трудоемкость и низкая производительность из-за ручной перегрузки рулончиков бумаги из лотка на приемный стол, их разборки и установки новых опорных втулок на приемный вал во время останова машины и циклическая настройка смыкания ножей, неориентированное механическое сталкивание отрезанных листов в лоток. Несогласованная кинематика отдельных механизмов, общая настройка смыкания с опорой автономных ножей, различные режимы и условия эксплуатации вносят погрешности в геометрию отрезаемых листов и точность реза, увеличивает отходы бумаги.

Задачей, на решение которой направлена группа изобретения, является устранение отмеченных недостатков для получения машины полностью замкнутого автоматического цикла размотки полотна бумаги с рулона, подачи и точного штучного поперечного разрезания его во время движения, съема и складирования листов в стопу.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известном автомате для резки рулонной бумаги, содержащем смонтированные на общей раме механизм подачи, включающий вал-рулонодержатель, компенсирующий и опорные валы, механизм резки, включающий приемный вал с прижимными роликами и вал с ножами над опорой смыкания, ведущий выводной вал с прижимными роликами, механизм сбрасывания, включающий направляющие штоки, толкатели, лоток и приемный стол, согласно изобретению, ножи установлены с возможностью гильотинного смыкания вдоль вала, причем ось вала смонтирована с возможностью угловых смещений, за ведущим выводным валом дополнительно установлен выдачной вал с прижимными роликами, над которыми укреплены ограничители сбрасывания и свободно подвешены эластичные прижимы, лоток оснащен коническими заходными бортами и ограничителями, а толкатели механизма сбрасывания кинематически связаны с кулачком выдачного вала и посредством общего реечного механизма, между которыми расположены снабженные вентиляционными окнами упоры, регулируемый откидной и вибрационный, примыкающий к выдачному валу, связанному через храповой механизм с приводом вертикальных перемещений приемного стола, а в известном способе, включающем пошаговое смыкание ножей вала с опорой, по предложению авторов, на опоре укрепляют поперечный нож под углом, адекватным подаче листового полотна бумаги, а пошаговое последовательное смыкание ножей проводят посредством регулировочных и фиксирующих винтов синхронно с дискретным поворотом вала, вдоль которого укреплен нож и ось которого поворачивается соответственно косине линии реза.

Отличительные признаки позволяют расширить технологические возможности резательной высокопроизводительной машины по номенклатуре и типам обрабатываемых материалов при гарантированном качестве и повышенной точности геометрии и размеров отрезаемых листов. Новый универсальный автомат для резки и укладки рулонной бумаги компактен и легко переналаживается. Изобретение повышает функциональную надежность бумагорезательной машины в автоматическом режиме работы полного цикл мерной резки рулонного полотна с укладкой бумаги в стопу.

Установка поперечных ножей вдоль вала и неподвижной опоры с возможностью гильотинного смыкания, которое пошагово последовательно регулируют синхронно со скоростью подачи полотна, обеспечивает точность поперечного отрезания листов в заданный размер во время движения полотна.

Правильную геометрию готовой продукции обеспечивают при тонкой настройке блока резания поворотом оси вала с ножей относительно возможной косины линии реза.

Установка дополнительного выдачного вала с прижимаемыми роликами, оснащение лотка ограничителями, эластичными прижимами и коническими заходными бортами обеспечивают ориентированную принудительную подачу отрезаемых листов поштучно на приемный стол.

Выполнение приемного стола вертикально подвижным синхронно с вращением выдачного вала, через храповой механизм, обеспечивает автоматическое складирование листов в стопу.

Укладываемые на приемный стол листы выравниваются с четырех сторон в стопу посредством подвижных (синхронно встречно) толкателей и вибрационного упора, подающего сбрасываемые листы к неподвижному откидному упору, регулируемому на ширину листа.

Оснащение откидного и вибрационного упоров вентиляционными окнами позволяет, вытесняя под сбрасываемым листом воздух, создать разрежение для пневмоприжима листа к стопе бумаги на приемной столе.

Кинематическая связь толкателей и вибрационного упора механизма сталкивания с выдачным валом обеспечивает синхронизацию их действия с приводом машины и циклом отрезания листов.

Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их устойчивая взаимосвязь является достаточной для достижения требуемого нового технического результата, не присущего признаками в их разобщенности.

Сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники показал, что оно является новым и явным образом не следует для специалиста станкостроения полиграфических машин по механической обработке бумаги и картона, может быть серийно воспроизведено, то есть соответствует критериям патентоспособности.

Сущность изобретения поясняется чертежом, который имеет лишь иллюстративные цели и не ограничивает объема прав формулы, где изображены:
на фиг. 1 - кинематическая схема автомата,
на фиг. 2 - технологическая схема,
на фиг. 3 - вид I на фиг. 2,
на фиг. 4 - вид по стрелке А на фиг. 3,
на фиг. 5 - вид по стрелке Б на фиг. 4,
на фиг. 6 - узел разрезания,
на фиг. 7 - то же, вид слева,
на фиг. 8 - схема компенсации косины реза.

На раме 1 смонтированы (фиг. 1, 2): - механизм 2 подачи бумажного полотна, включающий вал-рулонодержатель 3, компенсирующий вал 4 и опорные валики 5, 6; - механизм 7 резки (фиг. 6, 7) включающий приемный вал 8 с прижимными роликами 9 и вал 10 с продольным ножом 11, смыкаемым с ножом 12, жестко закрепленным на опоре 13, ведущий вал 14 с прижимными роликами 15, лоток 16 (фиг. 3, 4) с коническими заходными бортами 17 и ограничителями 18; механизм 19 сбрасывания, включающий выдачной вал 20 с прижимными роликами 21, направляющие штоки 22 и толкатели 23, которые между собой кинематически связаны посредством общего реечного механизма 24 (фиг. 1).

Над прижимными роликами 21 (фиг. 3, 4) выдачного вала 20 укреплены ограничители 25 сбрасывания и свободно подвешены эластичные прижимы 26, например, из картона.

Между толкателями 23 размещены регулируемый откидной упор 27 и вибрационный упор 28, примыкающий к выдачному ускоряющему валу 20. Упор 27 и упор 28 выполнены в виде планки с вентиляционными отверстиями 29 (фиг. 5). Привод 30 упора 28 представляет собой кулисный механизм (фиг. 3), синхронизированный с вращением вала 10. Откидной упор 27 установлен с возможностью перемещения вдоль штанги 31, которая смонтирована на оси 32 поворота и опирается в рабочем положении на корпус 33 реечного механизма 24.

Вал-рулонодержатель 3 (фиг. 1) посредством ходового винта 34 связан с зубчатым сектором 35 подъема, который через шестерню 36 соединен с маховиком 37. Осевое смещение вала 3 осуществляется маховиком 38 посредством винтовой пары 39. Вал 3 снабжен колодочным тормозом 40, предотвращающим разматывание полотна по инерции рулона.

Привод машины осуществляется от электродвигателя 41 через клинопеременную передачу 42 на приемный вал 8 и далее через шестерни 43 и 44 и цепную передачу 45. Вал 8 цепной передачей связан с выводным ведущим валом 14, а через сменные шестерни 43, 44 и узел конических шестерен 46 связан с валом 10 ножа 11, на котором закреплен кулачок 47, связанный через толкатель 48, храповой механизм 49, конические шестерни 50 и ходовой винт 51 с приемным столом 52, который вручную поднимают в верхнее исходное положение маховиком 53.

Толкатели 23 получают синхронное противное движение от реечного механизма 24, кинематически связанного с кулачком 47 вала 10, оснащенного колодочным тормозом 54, обеспечивающим выравнивание ступенчатости линии реза и точность шага опускания стола 52 синхронно с поворотом вала 20.

Выдачной вал 20 связан с выводным валом 14 через шестерни 55, 56 и 57.

Вал 8 для наладки вручную проворачивают маховиком 58.

Заправка и разрезание полотна бумаги из рулона производится следующим образом (фиг. 2). По стрелке, указывающей направление вращения рулона, полотно бумаги последовательно протягивают через выравнивающий опорный валик 5, вал 4, регулирующий его натяжение, и направляющий опорный валик 6 на ведущий приемный вал 8. Затем полотно протягивают через режущее устройство (11 - 12), где поперечным резом отрезаются мерные листы.

Рулон бумаги устанавливают на вал 3, который вручную маховиком 37, через шестерню 36 и зубчатый сектор 35, поднимают над поверхностью пола для свободного вращения. После этого полотно бумаги заправляют по схеме фиг. 2, при вращении вручную маховика 58 проворачивают ведущий приемный вал 8 и ведущий выводной вал 14. Перед запуском в работу машины проводят регулировку смыкания ножей 11 и 12. Неподвижное основание 13 устанавливают на раме 1 по кондуктору под углом к направлению подачи полотна, соответствующим ее скорости. Затем проводят последовательное пошаговое смыкание ножей 11 и 12 (фиг. 6, 7) посредством упорных винтов 59 и фиксирующих винтов 60 при дискретном вращении вала 10.

Возможная косина поперечного реза полотна устраняется угловым смещением продольной оси вала 10 встречно косине на равный угол α (фиг. 8), чем обеспечивается нормальный торец отрезанного листа. Точность резки составляет в пределах ± 0,1 мм.

Скорость вращения выводного вала 20 на 20% больше скорости приемного вала 8 для того, чтобы отрезаемые листы бумаги не сталкивались между собой, быстрее подавались на стол 52.

Длина отрезаемого листа определяется передаточным числом сменной пары шестерен 43, 44.

Отрезанный лист вращением вала 14, прижимаемый роликами 15, по лотку 16 подается к паре вал 20 - ролики 21, при этом он ориентируется коническими бортами 17, поднимающими края, чем обеспечивается продольная конструкционная жесткость листа, которая предотвращает складки, замины и т.п., а сверху поджимается жесткими направляющими ограничителями 18.

Выдачной ускоряющий вал 20 направляет лист на приемный стол 52, при этом лист ровно укладывается упругими силами прижимов 26 различной длины. Для листов из картона использование прижимов 26 нецелесообразно, поэтому они отклоняются вверх и укладываются на несущий корпус механизма выдачи, а направление листов картона осуществляется жестким ограничителем 25 сверху.

Приемный стол 52 предназначен для укладки отрезанных листов в стопу высотой 300 мм. По мере поступления листов приемный стол 52 пошагово опускается за каждый цикл на величину, установленную в зависимости от толщины разрезаемого материала, храповым механизмом 49.

На приемном столе 52 листы выравниваются с четырех сторон имитирующими подвижные ладони рук человека планками упоров 27 и 28, толкателями 23.

При заполнении платформы стопа 52 бумагой электродвигатель 41 машины автоматически выключается от конечника нижнего положения (на чертеже условно не показан), и стопу перегружают на транспортную тележку. Затем вручную маховиком 53 стол 52 поднимают в верхнее исходное положение и цикл работы повторяется.

Таким образом, в компактной машине с простой тонкой регулировкой смыкания ножей механизма поперечного разрезания движущегося полотна бумаги осуществляется автоматически без остановок на вспомогательные операции и циклические переналадки полный комплекс операции от размотки рулона до ориентированной укладки отрезанных листов бумаги в стопу.

Согласованное вращение вала 10 с подачей полотна обеспечивает поперечное движение ножа 11, который, гильотинно смыкаясь с ножом 12 на опоре 13, подобно ножницам, разрезает полотно бумаги.

Предложенный автомат является универсальным переналаживаемым по типу механически обрабатываемого материала и размерам отрезаемых листов.

Изобретение относится к области обработки бумаги и картона, в частности к автомату для резки разматываемых с рулона полотнищ на мерные листы, в котором ножи установлены с возможностью гильотинного смыкания вдоль вала, причем ось вала смонтирована с возможностью угловых смещений. За выводным валом дополнительно установлен выдачной вал с прижимными роликами, над которыми укреплены ограничители сбрасывания и свободно подвешены эластичные прижимы. Лоток оснащен коническими заходными бортами и ограничителями, а толкатели механизма сбрасывания кинематически связаны с кулачком выдачного вала и между собой посредством общего реечного механизма, между которыми расположены снабженные вентиляционными окнами упоры, регулируемый откидной и вибрационный, примыкающий к выдачному валу, который через храповой механизм связан с приводом вертикальных перемещений приемного стола. Данные признаки позволяют повысить надежность бумагорезательной машины в автоматическом режиме работы полного цикла мерной резки рулонного полотна с укладкой бумаги в стопу. Описан также способ наладки механизма резания данного автомата. 2 с. п. ф-лы, 8 ил.

1. Автомат для резки рулонной бумаги, содержащий смонтированные на общей раме механизм подачи, включающий вал-рулонодержатель, компенсирующий и опорные валы, механизм резки, включающий приемный вал с прижимными роликами и вал с ножами над опорой смыкания, ведущий вал с прижимными роликами, механизм сбрасывания, включающий направляющие штоки, толкатели, лоток и приемный стол, отличающийся тем, что ножи установлены с возможностью гильотинного смыкания вдоль вала, причем ось вала смонтирована с возможностью угловых смещений, за выводным валом дополнительно установлен выдачной вал с прижимными роликами, над которыми укреплены ограничители сбрасывания и свободно подвешены эластичные прижимы, лоток оснащен коническими заходными бортами и ограничителями, а толкатели механизма сбрасывания кинематически связаны с кулачком выдачного вала и кинематически связаны между собой посредством общего реечного механизма, между которыми расположены снабженные вентиляционными окнами упоры, регулируемый откидной и вибрационный, примыкающий к выдачному валу, который через храповой механизм с приводом вертикальных перемещений приемного стола. 2. Способ настройки механизма резания автомата по п.1, характеризующийся тем, что способ включает пошаговое смыкание ножей вала с опорой, при этом на опоре укрепляют поперечный нож под углом, адекватным подаче листового полотна бумаги, а пошаговое последовательное смыкание ножей проводят посредством регулировочных и фиксирующих винтов синхронно с дискретным поворотом вала, вдоль которого укреплен нож и ось которого поворачивают соответственно косине линии реза.