DE102004003560A1

DE102004003560A1 - Schneid-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102004003560A1
Application number: DE200410003560
Authority: DE
Inventors: Sascha Michel Polese; Felix Titz; Steven Hüllmandel
Original assignee: BHS Corrugated Maschinen und Anlagenbau GmbH
Current assignee: BHS Corrugated Maschinen und Anlagenbau GmbH
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2004-01-23
Publication date: 2005-08-18

Abstract

Schneid-Vorrichtung, die in einer Laufstrecke einer durch eine Wellpappe-Herstellungs-Maschine kontinuierlich hergestellten Wellpappe-Bahn (2) angeordnet ist, zum Schneiden und/oder Schlitzen der Wellpappe-Bahn (2), welche Schneid-Vorrichtung umfasst einen um eine Messerzylinder-Drehachse (19) drehantreibbar gelagerten Messerzylinder (24), welcher ein Messer (36) trägt, einen angetriebenen, entlang einer Verlagerungs-Richtung (45) verlagerbaren, dem Messerzylinder (24) gegenüber angeordneten Gegenkörper-Träger, wobei zwischen dem Messerzylinder (24) und dem Gegenkörper-Träger die Wellpappe-Bahn (2) hindurchgeführt ist, einen auf dem Gegenkörper-Träger angeordneten ersten Gegenkörper zum schneidenden Zusammenwirken mit dem Messer (36) des Messerzylinders (24) zur Erzeugung eines ersten Schnitt-Typs (52) in die Wellpappe-Bahn (2) und mindestens einen auf dem Gegenkörper-Träger angeordneten zweiten Gegenkörper zum schneidenden Zusammenwirken mit dem Messer (36) des Messerzylinders (24) zur Erzeugung eines zweiten Schnitt-Typs (53) in die Wellpappe-Bahn (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneid-Vorrichtung zum Erzeugen von Schnitten und/oder Schlitzen in Wellpappe-Bahnen.
In Wellpappe-Anlagen wird Abfall, der zum Beispiel aus schlecht verklebten Materialbahnen besteht, durch zwei sich über die volle Breite der Wellpappe-Bahn erstreckende Schnitte vor und hinter dem Abfallabschnitt aus der Wellpappe-Bahn herausgetrennt und anschließend durch eine Weiche ausgeschleust. Hierfür ist in herkömmlichen Wellpappe-Anlagen eine Querschneide-Einrichtung vorgesehen.
In Wellpappe-Anlagen werden aus den fehlerfrei hergestellten Wellpappe-Bahnen Wellpappebögen vorgegebenen Formats zugeschnitten. Zur besseren Ausnutzung der vollen Breite einer Wellpappe-Bahn wird diese in Längsbahnen mit beispielsweise zwei verschiedenen Breiten geschnitten, über eine Weich in zwei verschiedene Ebenen abgeführt und anschließend quergeschnitten. Bei einem Wechsel der zuzuschneidenden Formate werden die zu den verschiedenen Formaten gehörenden beiden Teilbahnen nicht vor der Weiche querdurchtrennt, sondern erst nach der Weiche beim Erzeugen der Querschnitte. Damit die beiden endlosen Teilbahnen nach dem Formatwechsel in verschiedene Ebenen abgeführt werden können, muss mittig ein Verbindungsschnitt quer zur Transport-Richtung angebracht werden, der eine vorgegebene Länge und ein vorgegebenen Abstand vom Rand hat.

Hierfür sind zahlreiche komplizierte Schneid-Vorrichtungen konzipiert worden. Eine ist aus der EP 0 468 374 B1 bekannt. Bei dieser wirkt ein Messerzylinder mit einem aus mehreren Abschnitten bestehenden Gegen körper zusammen, wobei die Abschnitte einzeln einstellbar sind, sodass das Messer des Messerzylinders nur selektiv mit einzelnen Gegenkörper-Abschnitten zusammenwirkt, und somit nur an diesen Stellen ein Schnitt entsteht. Hierfür ist in Wellpappe-Anlagen eine zweite Querschneide-Einrichtung vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneid-Vorrichtung für Wellpappe-Bahnen zu schaffen, die verschiedene Anforderungen für die Art und Durchführung von Schnitten in einer Vorrichtung vereint.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, auf einem Gegenkörper-Träger einen ersten Gegenkörper zur Erzeugung von durchgehenden Querschnitten mit großer Schnittgenauigkeit und einen zweiten Gegenkörper zum Erzeugen von Schnitten vorbestimmter Länge L mit einem vorbestimmten Abstand A vom Rand der Wellpappe-Bahn zu erzeugen. Die beiden Gegenkörper wirken wahlweise mit einem gegenüber angeordneten Messerzylinder zusammen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zusätzliche Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht des sogenannten Dry-Ends einer Wellpappe-Anlage,
2 einen Querschnitt einer Schneid-Vorrichtung gemäß der Schnittlinie II-II in 1,
3 einen Querschnitt gemäß der Schnitt-Linie III-III in 2,
4 eine 3 entsprechende Darstellung von einer anderen Arbeitsposition, und
5 eine Draufsicht auf eine von der Schneid-Vorrichtung geschnittene Wellpappe-Bahn.
Eine Wellpappe-Anlage weist eine allgemein bekannte Maschine zur Herstellung einseitig kaschierterer Wellpappe-Bahnen auf, die beispielsweise aus der EP 0 687 552 A (entspricht US-Patent 5,632,850), der DE 195 36 007 A (entspricht GB 2,305,675 A ) oder der DE 43 05 158 A1 bekannt ist, worauf bezüglich der Einzelheiten verwiesen wird. Es ist möglich, dass auf die einseitig kaschierte Wellpappe-Bahn eine Deckbahn oder noch eine weitere einseitig kaschierte Wellpappe-Bahn und eine Deckbahn aufkaschiert sind. Die Einheiten zur Erzeugung einer entsprechenden Wellpappe-Bahn befinden sich rechts von den in 1 dargestellten Einheiten und sind nicht dargestellt. Eine erfindungsgemäße Schneid-Vorrichtung 1 zum Erzeugen von Querschnitten in eine endlose Wellpappe-Bahn 2, die entlang einer Transport-Richtung 3 gefördert wird, befindet sich im Bereich des rechten Randes von 1. Der Aufbau der Vorrichtung 1 wird nachfolgend näher erläutert. Stromabwärts von der Schneid-Vorrichtung 1 ist eine Längsschneide-/Rill-Station 4 angeordnet. Bezüglich des Detailaufbaus der Station 4 wird auf die DE 197 54 799 A (entspricht US 6,071,222 ) sowie die DE 101 31 833 A verwiesen. Die Schneid-Vorrichtung 1 kann auch in Transport-Richtung 3 gesehen nicht vor, sondern hinter der Station 4 angeordnet sein. Stromabwärts der Station 4 befindet sich eine Weiche 5 bestehend aus einem Tisch 6 und quer zur Transport-Richtung 3 angeordneten, einzeln verschwenkbaren Paddeln 7, die die im Bereich der Schneid-Vorrichtung 1 noch ungeteilte Wellpappe-Bahn 2 in der Form von zwei endlosen Teil-Bahnen 8, 9 einer Querschneide-Einrichtung 10 zuführen. In der Einrichtung 10 befinden sich zwei drehantreibbare, übereinander angeordnete Paare von Walzen 11, die jeweils ein sich radial nach außen erstreckendes verlaufendes Messer 12 tragen, und welche zur Querdurchtrennung der Teilbahnen 8 bzw. 9 zusammenwirken. Unmittelbar hinter der Querschneide-Einrichtung 10 ist jeweils ein Förderband 13 angeordnet, das die zugeschnittenen Wellpappe-Bögen einer Stapel-Ablage 14 zuführt.
Die Schneid-Vorrichtung 1 weist zwei einander gegenüberliegende, auf beiden Seiten der Wellpappe-Bahn 2 angeordnete, gegenüber dem Boden 15 abgestützte Seitenwände 16, 17 auf, die parallel zueinander angeordnet sind. In den Seitenwänden 16, 17 ist ein Gegenzylinder 18 um eine Drehachse 19 drehbar gelagert. Die Drehachse 19 verläuft senkrecht zur Transport-Richtung 3. Der Gegenzylinder 18 weist an beiden Enden axial vorstehende Lagerzapfen 20 auf, die jeweils in einem in den Wänden 16 bzw. 17 angeordneten Lager 21 drehbar gelagert sind. Der Gegenzylinder 18 ist über eine Welle 22 mit einem an der Seitenwand 17 befestigten Antriebsmotor 23 zum Antrieb des Gegenzylinders 18 verbunden. Der Antriebsmotor 23 ist derart ausgebildet, dass beliebige Winkelpositionen und Winkelgeschwindigkeiten des Gegenzylinders 18 schnell eingestellt werden können.
Oberhalb des Gegenzylinders 18 ist ein Messerzylinder 24 angeordnet, der um eine Drehachse 25 drehbar ist und in den Wänden 16, 17 drehbar gelagert ist. Auch der Messerzylinder 24 weist axial vorstehende Lagerzapfen 26 auf, die in entsprechenden Lagern 27 gelagert sind. Die Lager 27 sind in entsprechenden Führungen 28 über Pneumatikzylinder 29 vertikal verschiebbar, wodurch der Messerzylinder 24 auf den Gegenzylinder 18 zustellbar ist und der Abstand zwischen beiden präzise einstellbar ist. Die Drehachsen 19 und 25 verlaufen parallel zueinander und sind in vertikaler Richtung übereinander angeordnet. Der Messerzylinder 24 ist über eine Welle 30 mit einem dem Motor 23 entsprechenden Antriebsmotor 31 verbunden. Die beiden Motoren 23 und 31 sind über Steuerleitungen 32 mit einer Steuer-Einrichtung 33 verbunden. Die Wellpappe-Bahn 2 ist durch einen breitenverstellbaren Spalt 34 hindurchgeführt.
Der Messerzylinder 24 weist einen Zylindermantel 35 auf, an dem ein Messer 36 mit einer Schneidkante 37 befestigt ist. Die Schneidkante 37 läuft parallel zur Drehachse 25. Das Messer 36 weist eine Länge L_M auf, die größer oder gleich der Breite B_W der Wellpappe-Bahn 2 ist. Das Messer 36 steht radial gegenüber dem Zylindermantel 35 hervor. Der Messerzylinder 24 weist eine Drehrichtung 38 auf, die so gewählt ist, dass sich das Messer 36 im Bereich des Spaltes 34 in eine Tangentialrichtung bewegt, die parallel zur Transport-Richtung 3 ist.
Der Gegenzylinder 18 weist ebenfalls einen Zylindermantel 39 auf, an dem ein Gegenmesser 40 mit einer Schneidkante 41 befestigt ist. Die Schneidkante 41 verläuft parallel zur Drehachse 19. Im Wesentlichen weist das Gegenmesser 40 denselben Aufbau auf, wie das Messer 36. Das Gegenmesser 40 weist eine Länge L_G auf, die so groß ist wie die Länge L_M.
Auf dem Zylindermantel 39 ist ferner eine Reihe von Gegenkörper-Elementen 42 angeordnet, die zwischen zwei sich über die Breite des Gegenzylinders 18 parallel zur Drehachse 19 erstreckenden, auf dem Zylin dermantel 39 befestigten, radial vorspringenden Anschlägen 43, 44 verschiebbar sind. Der Gegenzylinder 18 ist entlang einer Drehrichtung 45 drehantreibbar, die so gewählt ist, dass die Schneidkante 41 im Bereich des Spaltes 34 eine Tangential-Bewegungsrichtung besitzt, die parallel zur Transport-Richtung 3 verläuft, das heißt, die Zylinder 18 und 24 drehen sich gegenläufig. Die Gegenkörper-Elemente 42 besitzen die Form von Hohlzylinder-Sektoren, die im in 3 dargestellten Querschnitt die Form eines Kreisringsektors besitzen. Die Elemente 42 weisen jeweils eine außenliegende Schneidfläche 46 auf, die von der Drehachse 19 einen radialen Abstand R_S besitzt. Die Schneidkante 41 des Messers 40 besitzt einen identischen radialen Abstand von der Drehachse 19. Der Abstand der Schneidkante 37 von der Drehachse 25 ist R_K. Die Radien R_S und R_K sind identisch, sodass die Schneidkante 37 und die Schneidfläche 46 bei gleicher Winkelgeschwindigkeit der Zylinder 18 und 24 auch die gleiche Tangentialgeschwindigkeit besitzen, was einen möglichst optimalen Schnitt gewährleistet.
Die Gegenkörper-Elemente 42 bestehen aus einem Werkstoff, der weicher ist als der Werkstoff der Messer 36 und 40. Vorzugsweise bestehen die Messer 36 und 40 aus Stahl. Die Elemente 42 bestehen aus einem Hartkunststoff, insbesondere aus Polyurethan. Es ist auch möglich, die Gegenkörper-Elemente 42 auch aus Stahl auszubilden. Die Gegenkörper-Elemente 42 weisen auf der dem Zylindermantel 39 zugewandten Seite mehrere leistungsfähige Permanent-Magnete 47 auf. Vorzugsweise können Magnete aus seltenen Erden verwendet werden. Die Magnete 47 sind in den Elementen 42 versenkt befestigt, sodass die Elemente 42 auf den Zylindermantel 39 gegen eine Haftreibung verschoben werden können, jedoch aufgrund der Reibung zwischen den Elementen 42 und dem Zylindermantel 39 positionsfest anordbar sind und auch bei einem Zusammenwirken eines Elements 42 mit dem Messer 36 weder in tangentialer noch in axialer Richtung verschoben werden. Die Kanten 48 der Schneidflächen 46 stehen in radialer Richtung über die Anschläge 43, 44 hervor. Es ist möglich, die Elemente 42 auf dem Zylindermantel 39 auch in entsprechenden Führungsnuten zu führen, die auf dem Umfang des Zylindermantels 39 zwischen den Anschlägen 43 und 44 verlaufen. Diese würden dann die Magnete 47 ersetzen.
Die Anschläge 43 und 44 sind bezüglich der Drehachse 19 angular derart gegeneinander versetzt, dass die Elemente 42, wenn sie an den jeweiligen Anschlägen 43 bzw. 44 anliegen, bezüglich ihrer jeweiligen Mittelpunkte einen Winkel von ungefähr 90° einschließen. Es ist selbstverständlich möglich, die Anschläge 43, 44 auch anders anzuordnen. Die Gegenkörper-Elemente 43 weisen entlang der Drehachse 19 eine axiale Breite B_E auf. Vorzugsweise besitzen alle Elemente 42 dieselbe Breite B_E.
Unterhalb des Gegenzylinders 18 ist ein an den Wänden 16 und 17 befestigter, horizontal verlaufender Querträger 49 befestigt, auf dem jeweils mittig unter einem Element 42 eine Kolben-Zylinder-Einheit 50 mit einer ausfahrbaren Kolbenstange 51 befestigt ist. Die Einheiten 50 sind hydraulisch betätigbar und über eine Steuerleitung 32 mit der Steuer-Einrichtung 33 verbunden. Die Kolbenstangen 51 sind soweit ausfahrbar, dass die Kolbenstange 51 zwar den äußeren Bereich des jeweiligen Elements 42 erreichen kann, jedoch nicht in Kontakt mit dem Anschlag 44 kommt.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Schneid-Vorrichtung 1 näher erläutert. Soll ein sich über die volle Breite B_W der Wellpappe-Bahn 2 erstreckender Schnitt 52 erzeugt werden, so wird der Gegenzylinder 18 derart rotiert, dass das Messer 40 in den Bereich des Spalts 34 kommt. Die Messer 36 und 40 befinden sich zeitlich unmittelbar vor dem durchzufüchrenden Schnitt symmetrisch zueinander bezüglich der Wellpappe-Bahn 2 und bezogen auf die Transport-Richtung 3 kurz vor dem Spalt 34. Sie werden kann synchron beschleunigt, damit die Messer 36 und 40 beim eigentlichen Schneidvorgang eine Tangentialgeschwindigkeit besitzen, die identisch zur Bahngeschwindigkeit ist. Durch das Anbringen zweier Querschnitte 52 kann ein Abfall-Abschnitt in der Wellpappe-Bahn 2 ausgeschleust werden. Vorteilhaft an dem Schnittmesser-Gegen-Messer ist, dass auch unvollständig verklebte oder sonst wie beeinträchtigte Bahnen sauber durchtrennt werden.
Soll ein Schnitt 53 einer Länge L und mit einem Abstand A von einem Rand 54 der Wellpappe-Bahn 2 erzeugt werden, so wird zunächst durch die Steuer-Einrichtung 33 bestimmt, wie viele Elemente 42 nebeneinander eine Gesamtbreite ergeben, die ungefähr der Länge L entspricht. Dasselbe gilt für die Frage, wie viele Elemente 42 nebeneinander ungefähr eine Breite besitzen, die dem Abstand A entspricht. Hieraus ermittelt die Steuer-Einrichtung 33, welche Elemente 42 in die in 3 oben dargestellte Scheid-Position und welche Elemente 42 in die in 3 am rechten Rand des Zylinders 18 dargestellte Ruhe-Position verschoben werden müssen. Dort, wo Elemente 42 entweder in die Scheid-Position oder in die Ruhe-Position verschoben werden müssen, wird die Kolbenstange 51, wie in 4 dargestellt, ausgefahren und anschließend der Gegenzylinder 18 entsprechend der gewünschten Verschiebe-Richtung der Elemente 42 verdreht. Sobald das zu verschiebende Element 42 einen der Anschläge 43 oder 44 erreicht, wird Gegenzylinder 18 gestoppt und die zugehörige Kolbenstange 58 eingefahren.
Bei der in 2 dargestellten Beispiel-Position der Elemente 42 würden zwei Schnitte erzeugt, die eine Länge von 4xB_E und 3xB_E besitzen. Zwischen den beiden Schnitten bleibt ein Bereich der Breite 3xB_E nicht durchtrennt. Eine typischere Konstellation ist in 5 dargestellt. Um den in 5 dargestellten Schnitt 53 zu erzeugen, wären die Elemente 42 im Bereich des Schnitts 53 in der Schneid-Position und alle anderen Elemente in der Ruhe-Position. Wie bei dem durchgehenden Schnitt 52 werden auch zur Erzeugung des Schnitts 53 das Messer 36 und die in der Schneid-Position befindlichen Elemente 42 in die Position unmittelbar vor dem Spalt 34 bewegt und anschließend auf eine Tangentialgeschwindigkeit beschleunigt, die der Bahngeschwindigkeit der Wellpappe-Bahn entspricht.
Generell ist es möglich, die Messer 36 und 40 sowie die Anschläge 43 und 44 und damit die Elemente 42 auf Schraubenlinien anzuordnen, wie dies detailliert in der DE 103 56 037.8 für ähnliche Schneid-Vorgänge beschrieben ist. Hierdurch ist es möglich, ziehende Schnitte zu erzeugen. Hierbei wird der zu erzeugende Schnitt nicht in einem einzigen Augenblick erzeugt, sondern die zusammenwirkenden Messer erzeugen mit fortschreitender Umdrehung der Zylinder einen fortschreitenden Schnitt. Derartige Schnitte sind sehr viel sauberer. Die Haltbarkeit der Messer und Gegenkörper ist größer.
Besonders vorteilhaft an der Schneid-Vorrichtung 1 ist, dass zwei vollkommen verschiedene Schneidsysteme in einer Vorrichtung zusammengefasst sind. Die Gesamtvorrichtung ist dadurch sehr viel platzsparender und kostengünstiger herzustellen im Vergleich zu dem Anordnen zweier verschiedener Vorrichtungen hintereinander, von denen eine hochwertige Querschnitte über die gesamte Breite der Wellpappe-Bahn und die andere Querschnitte einer vorgegebenen Länge L mit einem vorgegebenen Abstand A von einem Rand der Wellpappe-Bahn erzeugt.

Claims

Schneid-Vorrichtung, die in einer Laufstrecke einer durch eine Wellpappe-Herstellungs-Maschine kontinuierlich hergestellten Wellpappe-Bahn (2) angeordnet ist, zum Schneiden und/oder Schlitzen der Wellpappe-Bahn (2), welche Schneid-Vorrichtung umfasst a) einen um eine Messerzylinder-Drehachse (19) drehantreibbar gelagerten Messerzylinder (24), welcher ein Messer (36) trägt, b) einen angetriebenen, entlang einer Verlagerungs-Richtung (45) verlagerbaren, dem Messerzylinder (24) gegenüber angeordneten Gegenkörper-Träger, wobei zwischen dem Messerzylinder (24) und dem Gegenkörper-Träger die Wellpappe-Bahn (2) hindurchgeführt ist, c) einen auf dem Gegenkörper-Träger angeordneten ersten Gegenkörper zum schneidenden Zusammenwirken mit dem Messer (36) des Messerzylinders (24) zur Erzeugung eines ersten Schnitt-Typs (52) in die Wellpappe-Bahn (2), und d) mindestens einen auf dem Gegenkörper-Träger angeordneten zweiten Gegenkörper zum schneidenden Zusammenwirken mit dem Messer (36) des Messerzylinders (24) zur Erzeugung eines zweiten Schnitt-Typs (53) in die Wellpappe-Bahn (2).
Schneid-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenkörper-Träger als um eine Gegenzylinder-Drehachse (19) drehantreibbar gelagerter Gegenzylinder (18) ausgebildet ist.
Schneid-Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerzylinder-Drehachse (25) und die Gegenzylinder-Drehachse (19) parallel zueinander verlaufen.
Schneid-Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gegenkörper als Gegenmesser (40) ausgebildet ist.
Schneid-Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenmesser (40) eine Länge L_G besitzt, die größer als gleich der Breite B_W der Wellpappe-Bahn (2) ist.
Schneid-Vorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gegenkörper derart ausgebildet ist, dass bei einem schneidenden Zusammenwirken mit dem Messer (36) des Messerzylinders (24) ein Schnitt der vorbestimmten Länge L und mit einem vorbestimmten Abstand A von einem Rand (54) der Wellpappe-Bahn (2) erzeugt wird.
Schneid-Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gegenkörper aus einer Reihe von quer zur Verlagerungs-Richtung (45) nebeneinander angeordneten Gegenkörper-Elementen (42) besteht.
Schneid-Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkörper-Elemente (42) auf dem Gegenzylinder (18) verschiebbar angeordnet sind.
Schneid-Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkörper-Elemente (42) durch Magnete (47) auf dem Gegenzylinder (18) gehalten werden.
Schneid-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkörper-Elemente (42) aus einem Material bestehen, das weicher ist als das Material des Messers (36) des Messerzylinders (24), insbesondere aus Polyurethan bestehen.