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I. Anwendungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden und/oder
Prägen
eines Bogens, eines Zuschnitts oder einer Materialbahn. Bei dem
Bogen kann es sich beispielsweise um einen Kartonagebogen handeln,
aus welchem Faltschachtelzuschnitte ausgeschnitten werden. Bei dem
Zuschnitt kann es sich beispielsweise um Briefhüllenzuschnitte handeln, die
im Rahmen der Herstellung fertiger Briefhüllen beschnitten und/oder geprägt werden.
Bei der Materialbahn kann es sich beispielsweise um eine Papierbahn
handeln, aus der Briefhüllen- oder Etikettenzuschnitte
ausgeschnitten werden.
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II. Technischer Hintergrund
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Aus
der
DE 103 05 032
B3 ist eine Stanzvorrichtung zur Herstellung von Etiketten
bekannt, die eine drehbar gelagerte Stanzwalze und eine drehbar gelagerte
Gegendruckwalze aufweist. Jede der beiden Walzen weist an ihrem
Umfang zwei so genannte, seit langem bekannte Schmitzringe in Form
geschlossen umlaufender Laufflächen
auf. Die Stanz- und die Gegendruckwalze werden an diesen aufeinander
abwälzenden
Laufflächen
mit relativ großen Kräften aneinander
gedrückt,
um während
des Betriebes der Stanzvorrichtung störende Walzenschwingungen zu
vermeiden und dadurch eine in Axialrichtung möglichst konstante Spaltweite
zwischen den beiden Walzen zu gewährleisten. Hierzu drückt eine
Kraftbeaufschlagungseinrichtung in Form zweier Rollenpaare auf die
Laufflächen
der Schmitzringe der Stanzwalze.
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Schmitzringe
haben den Nachteil, dass sie sich aufgrund der Hertzschen Pressung
und des Schlupfes zwischen den aufeinander abwälzenden Laufflächen erwärmen und
dadurch zu ungleichmäßigen Verformungen
des Walzenspaltes führen.
Ein gewisser Schlupf tritt immer auf, da die Durchmesser der Schmitzringe,
z.B. um die Möglichkeit
des Nachschleifens zu bekommen, nie gleich sind, die Antriebszahnräder aber
ein Gleichlauf der Walzen erzwingen. Darüber hinaus kann auf die Schmitzringe gelangender
Schmutz Schwankungen der Spaltweite verursachen, die zu einer Verschlechterung
des Stanzergebnisses führen.
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Bei
den bekannten Vorrichtungen mit Schmitzringen wirkt auf die Gegendruckwalze
zusätzlich
zu der Eigengewichtskraft und der Stanzkraft während des Stanzvorgangs die
von der Kraftbeaufschlagungseinrichtung aufgebrachte Druckkraft.
Die Gegendruckwalze wird daher im Verhältnis zu der Stanzwalze relativ
stark durchgebogen, so dass der Spalt zwischen den beiden Walzen
ungleichmäßig verformt
wird, was wiederum eine Verschlechterung der Qualität des Stanzergebnisses
zur Folge haben kann.
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Bekannt
sind auch Vorrichtungen der in Rede stehenden Art ohne Schmitzringe.
Wenn bei diesen Vorrichtungen zum Lagern der Stanzwalze Standardlager
mit stets mehr oder weniger Spiel verwendet werden, kann es passieren,
dass die Stanzwalze während
des Stanzvorgangs im Rahmen des Lagerspiels angehoben wird, was
zu einer Veränderung
der Spaltweite zwischen den beiden Walzen und dadurch zu einer Verschlechterung
des Stanzergebnisses führen
kann. Um diesen Nachteil auszuschalten, müssen bei Vorrichtungen ohne Schmitzringe
teure, spielfreie Lager zur Lagerung der Stanzwalze verwendet werden.
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Ein
weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen mit oder ohne Schmitzringen
besteht darin, dass aufgrund des relativ großen Abstandes zwischen den
Lagerstellen eine verhältnismäßig starke Durchbiegung
der Walzen auftritt.
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Aus
der
WO 2006/004474
A1 ist eine Vorrichtung mit oben angeordneter Schneidwalze
und unten angeordneter Gegendruckwalze bekannt, wobei auch hier
jede der Walzen Schmitzringe aufweist, mit deren Hilfe die Walzen
gegeneinander gedrückt werden.
Die Lager der Gegendruckwalze sind aufeinander zu versetzt angeordnet,
so dass deren Abstand geringer ist als der Abstand der Lager der Schneidwalze.
Die Schmitzringe befinden sich in Axialrichtung jeweils zwischen
dem weiter außen
liegenden Lager der Schneidwalze und dem weiter innen liegenden
Lager der Gegendruckwalze.
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Die
Lagerstellen der Gegendruckwalze werden bei dieser bekannten Vorrichtung
entgegen ihrer Eigengewichtskraft mit einer nach oben gerichteten Druckkraft
beaufschlagt, so dass sich die Gegendruckwalze zwischen den Schmitzringen
nach oben durchbiegt. Die Schneidwalze biegt sich aufgrund der über die
Schmitzringe auf sie übertragenen
Druckkraft ebenso nach oben durch. Während des Schneidbetriebs,
bei dem das zu schneidende Material zwischen die Walzen geführt wird,
tritt eine Schneidkraft auf, die einerseits auf die Gegendruckwalze
nach unten und andererseits auf die Schneidwalze nach oben wirkt.
Dadurch wird die nach oben gerichtete Durchbiegung der Gegendruckwalze
kompensiert, so dass letztere horizontal geradlinig, d.h. im Wesentlichen
ohne Durchbiegung, verläuft.
Die Schneidwalze hingegen wird zusätzlich nach oben gebogen, so
dass wiederum ein ungleichmäßig verformter
Walzenspalt entsteht. Aufgrund der vorhandenen Schmitzringe sind
auch hier wieder die mit diesen verbundenen Nachteile gegeben.
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III. Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Schneiden und/oder Prägen
eines Bogens, eines Zuschnitts oder einer Materialbahn zu schaffen,
welche die Einstellung einer gleichmäßigen Spaltweite des Spaltes
zwischen der Schneid- und/oder Prägewalze und der Gegenwalze über deren
axiale Breite hinweg ermöglicht.
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b) Lösung
der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
die von der Kraftbeaufschlagungseinrichtung auf die Umfangsfläche der
Schneid- und/oder Prägewalze aufgebrachte
Druckkraft durch wenigstens einen Teil der Schneid- und/oder Prägewalze
hindurch vollständig
in ihre Lagerung abzuleiten, so dass die Gegenwalze nicht mit der
Druckkraft beaufschlagt wird. Dies bedeutet, dass erfindungsgemäß außer über das während des
Betriebs zwischen den Walzen befindliche Material keine Kräfte zwischen
der Schneid- und/oder Prägewalze
einerseits und der Gegenwalze andererseits übertragen werden. Die während des Schneid-
und/oder Prägebetriebs
zwischen den Walzen über
das zwischen diesen befindliche Material übertragene Kraft wird nachfolgend
als Schneid- und/oder Prägekraft
bezeichnet.
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Die
Schneid- und/oder Prägewalze
weist erfindungsgemäß stets
eine gewisse Durchbiegung auf. Die Größe dieser Durchbiegung kann
durch Einstellung der Größe der auf
sie aufgebrachten Druckkraft variiert werden, so dass sich im Schneid- und/oder
Prägebetrieb
eine Durchbiegung der Gegenwalze einstellt, bei welcher die Biegelinien
der Schneid- und/oder Prägewalze
sowie der Gegenwalze zumindest in ihren während des Betriebs relevanten
Axialabschnitten im Wesentlichen dieselbe Krümmung aufweisen und dort dementsprechend
im Wesentlichen deckungsgleich aufeinander gelegt werden könnten. Erfindungsgemäß wird dadurch
wenigstens über
die relevante axiale Breite der Walzen hinweg eine gleichmäßige Spaltweite
des Spaltes zwischen der Schneid- und/oder
Prägewalze
und der Gegenwalze erreicht. Da auf die Gegenwalze nur noch deren
Eigengewichtskraft sowie die Schneid- und/oder Prägekraft
wirken, wird erfindungsgemäß in vorteilhafter
Weise die Durchbiegung der Gegenwalze verringert und das Vergleichmäßigen der
Spaltweite durch Anpassen der Biegelinien der beiden Walzen aneinander
kann auf einem verringerten Durchbiegungsniveau erfolgen.
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Die
aufgebrachte Druckkraft und die Eigengewichtskraft drücken die
Schneid- und/oder
Prägewalze
derart in eine bestimmte Richtung, dass das gegebenenfalls vorhandene
Lagerspiel in den Lager der Schneid- und/oder Prägewalze in der Art einer Vorspannung
unterbunden wird, d.h. nicht für
eine Bewegung der Schneid- und/oder Prägewalze zur Verfügung steht.
Vorzugsweise können
im Rahmen der vorliegenden Erfindung daher spielbehaftete Standardlager
verwendet werden. Die Summe aus der Eigengewichtskraft der Schneid-
und/oder Prägewalze
und der vertikalen Komponente der auf sie aufgebrachten Druckkraft
ist erfindungsgemäß stets größer als
die vertikal nach oben wirkende Schneid- und/oder Prägekraft.
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Aufgrund
der nicht mehr vorhandenen Hertzschen Pressung und des nicht mehr
vorhandenen Schlupfes zwischen der Schneid- und/oder Prägewalze
und der Gegenwalze wird außerdem
die Wärmeentwicklung
während
der Rotation der Walzen vermieden wie als es bei den aufeinander
abwälzenden
Schmitzringen im Stand der Technik der Fall ist. Dadurch werden
in zusätzlich
vorteilhafter Weise Wärmedehnungen
und damit gegebenenfalls verbundene Verformungen des Spaltes zwischen
den beiden Walzen vermieden.
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Ein
weiterer Vorteil der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht darin, dass sie nicht nur in Verbindung mit Vollwalzen,
sondern vorteilhaft auch in Verbindung mit Walzen Anwendung finden
kann, auf deren Mantelflächen
lösbar
Folienmesser angebracht werden. Bei den bisherigen Schmitzringsystemen
war kein Einsatz von Folienmessern mit wechselnden Dicken möglich, da
ein Folienmesserdickenwechsel eine Bearbeitung der Schmitzringe
erfordert hätte.
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Zur
Einstellung der Spaltweite des Spaltes zwischen der Schneid- und/oder
Prägewalze
einerseits und der Gegenwalze andererseits kann eine Spalteinstelleinrichtung
vorgesehen werden, die mit der in die Lagerung der Schneid- und/oder Prägewalze
abgeleiteten Druckkraft beaufschlagt bzw. vorgespannt ist. Bei der
Spalteinstelleinrichtung kann es sich beispielsweise um wenigstens
einen zwischen den beiden Walzen wirkenden Keil handeln, der mit Hilfe
eines von Hand betätigbaren
Verstellmechanismus bewegt werden kann.
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Bei
der Kraftbeaufschlagungseinrichtung handelt es sich vorzugsweise
um wenigstens einen um eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten Schwenkhebel,
an dem wenigstens eine Druckrolle mit Abstand von der Schwenkachse
gelagert ist. Durch Beaufschlagen des Schwenkhebels an seinem von
der Schwenkachse abgewandten Ende wird die Druckrolle an die Umfangsfläche der
Schneid- und/oder
Prägewalze
gedrückt
und dadurch die Druckkraft auf die Schneid- und/oder Prägewalze ausgeübt.
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Vorzugsweise
greift die Druckrolle an einer Stelle an die Umfangsfläche der
Schneid- und/oder Prägewalze
an, die zu deren Längsachse
horizontal versetzt liegend angeordnet ist. Dadurch wird selbst bei
exakt vertikal übereinander
liegenden Längsachsen
der beiden Walzen eine stabile Gleichgewichtslage der Walzen erreicht.
Besonders vorteilhaft ist es, darüber hinaus die Längsachsen
der beiden Walzen horizontal zueinander zu versetzen. In Verbindung mit
der zu der Längsachse
der Schneid- und/oder Prägewalze
versetzt liegenden Angriffsstelle der Druckrolle ergibt sich eine
weiter verbesserte stabile Gleichgewichtslage der Walzen relativ
zueinander.
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Erfindungsgemäß kann die
Schneid- und/oder Prägewalze
von einem Motor angetrieben werden und ihre Drehbewegung über einen
Zahnradantrieb auf die Gegenwalze übertragen. Hierzu weist die
Schneid- und/oder Prägewalze
ein Antriebszahnrad auf, das mit einem von ihm angetriebenen Zahnrad
der Gegenwalze kämmt.
Das Antriebszahnrad oder das angetriebene Zahnrad kann erfindungsgemäß entlang
einer Radialebene der Schneid- und/oder Prägewalze oder der Gegenwalze
geteilt ausgebildet sein und ein erstes Teilzahnrad sowie ein zweites
Teilzahnrad umfassen. Die beiden Teilzahnräder sind relativ zueinander
um die Längsachse
der Schneid- und/oder Prägewalze
oder der Gegenwalze drehbar sowie in einer beliebig gewählten Drehstellung
drehfest mit der Schneid- und/oder
Prägewalze oder
der Gegenwalze verbindbar. Sobald sich insbesondere aufgrund einer
Veränderung
der Spaltweite mittels der Spalteinstelleinrichtung ein Zahnspiel
zwischen dem Antriebszahnrad und dem von ihm angetriebenen Zahnrad
ergibt, kann die Fixierung der Teilzahnräder relativ zueinander gelöst und das
Zahnspiel durch Verdrehen der Teilzahnräder relativ zueinander ausgeglichen
werden.
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Des
Weiteren kann zusätzlich
zu der die Schneid- und/oder Prägewalze
beaufschlagenden Kraftbeaufschlagungseinrichtung eine weitere Kraftbeaufschlagungseinrichtung
vorgesehen werden, welche die Gegenwalze mit einer Gegenkraft beaufschlagt,
die in einer der Richtung der Druckkraft im Wesentlichen entgegen
gesetzten Radialrichtung wirkt und bei nicht zwischen den Walzen
befindlichem Material vollständig
in die Lager der Gegenwalze abgeleitet wird. Auf diese Weise wird
ermöglicht, die
Gegenwalze aktiv mit einer Gegenkraft in einer solchen Größe zu beaufschlagen,
die bewirkt, dass die resultierenden Biegelinien sowohl der Schneid- und/oder
Prägewalze
als auch der Gegenwalze während
des Schneid- und/oder Prägebetriebs
im Wesentlichen geradlinig und nicht mehr gekrümmt verlaufen. Die weitere
Kraftbeaufschlagungseinrichtung kann ihrem Aufbau nach identisch
wie die die Schneid- und/oder Prägewalze
beaufschlagende Kraftbeaufschlagungseinrichtung ausgebildet werden.
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c) Ausführungsbeispiel
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft
näher beschrieben.
Es zeigen:
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1:
Eine Schnittansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer Radialblickrichtung; und
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2:
Eine Schnittansicht derselben Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Axialblickrichtung.
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1 zeigt
die Schnittansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer Radialblickrichtung. Es handelt sich um eine Schneid- und
Prägewalzenanordnung
zum gleichzeitigen Schneiden und Prägen von Kartonage. Im Rahmen
der vorliegenden Erfindung ist jedoch auch eine reine Schneidwalzenanordnung
oder eine reine Prägewalzenanordnung
denkbar.
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Wie
in 1 gezeigt, ist eine Schneid- und Prägewalze 2 – nachfolgend
der Einfachheit halber als Schneidwalze 2 bezeichnet – mit Hilfe
zweier Lager 8 drehbar in einem Rahmen 1 gelagert.
Bei den Lager 8 handelt es sich vorzugsweise um Standardwälzlager.
Die Schneidwalze 2 trägt
auf ihrer Mantelfläche
zwei Schneidmesser 4 sowie Prägestifte 25 zum Schneiden
und Prägen
von Kartonage, aus der Faltschachtelzuschnitte hergestellt werden.
Die Geometrie der Schneidmesser 4 bzw. der Prägestifte 25 wird
je nach Anwendungsfall und Schneid- bzw. Prägeaufgabe gestaltet. Bei der
gezeigten Ausführungsform
wird die Kartonage geradlinig geschnitten und gleichzeitig geprägt.
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In 1 unterhalb
der Schneidwalze 2 ist eine Gegenwalze 3 mit im
Wesentlichen glatter Mantelfläche
drehbar in Lager 22 gelagert. Denkbar ist jedoch auch eine
nicht glatte Mantelfläche
der Gegenwalze 3, beispielsweise wenn sie bei einer Prägewalzenanordnung
als Matrizenwalze mit Vertiefungen zur Aufnahme von Prägestiften
ausgebildet ist. Auch bei den Lagern 22 handelt es sich
vorzugsweise um Wälzlager.
Zumindest die Längsachse 20 der Schneidwalze 2 liegt
im Rahmen der vorliegenden Erfindung stets oberhalb der Längsachse 21 der
Gegenwalze 3. Im vorliegenden Fall wird der Abstand zwischen
den Schneidkanten der Schneidmesser 4 und der Mantelfläche der
Gegenwalze 3 wird als Spaltweite S bezeichnet, die in Abhängigkeit
von Dicke und Art des zu schneidenden Materials in später näher beschriebener
Weise einstellbar ist. Der Abstand der radial äußeren Enden der Prägestifte 25 von
der Mantelfläche
der Gegenwalze 3 kann von der Spaltweite S abweichen.
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Der
Antrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erfolgt mit Hilfe eines Motors 11, der in 1 am linken
Ende der Schneidwalze 2 angeordnet ist. Der Motor 11 versetzt
die Schneidwalze 2 in Rotation, wobei deren Drehbewegung
mit Hilfe eines Antriebszahnrades 7 auf die Gegenwalze 3 übertragen
wird. Wie in 1 zu erkennen, ist das Antriebszahnrad 7 an
dem dem Motor 11 gegenüberliegenden
Ende der Schneidwalze 2 mit dieser drehfest verbunden.
Es kämmt
mit einem gleich großen
Zahnrad 10, das drehfest mit der Gegenwalze 3 verbunden
ist, so dass die Drehbewegung der Schneidwalze 2 mit einem Übersetzungsverhältnis von
1:1 auf die Gegenwalze 3 übertragen wird. Lediglich die
Drehrichtung der Gegenwalze 3 ist entgegengesetzt zu derjenigen der
Schneidwalze 2.
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Die
Schneidwalze 2 weist bei der gezeigten Ausführungsform
zwei geschlossen umlaufende Umfangsflächen 5 auf, die als
Laufflächen
für zwei
drehbar gelagerte Druckrollen 6 dienen. Die Umfangsflächen 5 können gegenüber den
angrenzenden Mantelflächen
der Schneidwalze 2 erhaben oder zurückstehend ausgebildet sein
oder bündig
mit den angrenzenden Mantelflächen
abschließen.
Die Druckrollen 6 bilden einen Teil einer Kraftbeaufschlagungseinrichtung,
mit deren Hilfe die Schneidwalze 2 mit einer in Radialrichtung
wirkenden Druckkraft F (siehe 2) beaufschlagt
wird.
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Wie
in 2 gezeigt ist, ist jede der beiden Druckrollen 6 drehbar
an einem Schwenkhebel 19 gelagert, der seinerseits um eine
Schwenkachse 18 drehbar an dem Rahmen 1 gelagert
ist. In 2 greift an dem der Schwenkachse 18 gegenüberliegenden
Ende des Schwenkhebels 19 ein beispielsweise hydraulisch
betätigtes
Kraftübertragungsorgan 12 an
und drückt
dieses nach unten, so dass die Druckrollen 6 die in 2 eingezeichnete
Druckkraft F auf die Schneidwalze 2 ausüben. Dabei ist diejenige Stelle,
an der die Druckrolle 6 an der Umfangsfläche 5 angreift
gegenüber
der Längsachse 20 der Schneidwalze 2 in 2 nach
links versetzt. Selbst für
den Fall, dass die Längsachse 20 der
Schneidwalze 2 exakt vertikal oberhalb der Längsachse 21 der Gegenwalze 3 liegen
würde,
bewirkt die Horizontalkomponente FH der
Druckkraft F eine verhältnismäßig stabile
Gleichgewichtslage der Schneidwalze 2 relativ zu der Gegenwalze 3.
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Wie
jedoch in 2 dargestellt, ist bei der gezeigten
Ausführungsform
die Längsachse 20 der Schneidwalze 2 relativ
zu der Längsachse 21 der
Gegenwalze 3 um den Horizontalversatz a nach rechts versetzt.
Somit wird bei der gezeigten Ausführungsform aufgrund der Horizontalkraftkomponente
FH und des Horizontalversatzes a zuverlässig vermieden, dass
die Schneidwalze 2 und die Gegenwalze 3 aufgrund
einer instabilen Gleichgewichtslage unerwünschte Schwingungen relativ
zueinander ausführen.
Die von den beiden Druckrollen 6 auf die Schneidwalze 2 ausgeübte Druckkraft
F wird erfindungsgemäß durch
jeweils denjenigen Teilabschnitt der Schneidwalze 2, der
zwischen der Umfangsfläche 5 und
dem Lager 8 liegt, vollständig in die in dem Rahmen 1 gehaltenen
Lager 8 abgeleitet. Dabei wird die Schneidwalze 2 um
die Wegstrecke des vorhandenen Lagerspiels in die in 2 zu
erkennende Wirkrichtung der Druckkraft F gedrückt.
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In 1 sind
drei Biegelinien 13, 14 und 15 der Schneidwalze 2 eingezeichnet.
Dabei kennzeichnet der Verlauf der Längsachse 20 das Nullniveau der
Durchbiegung. Die Biegelinie 14 resultiert aus der während des
Schneid- und Prägevorganges
in Abhängigkeit
von der Größe des Horizontalversatzes
a im Wesentlichen vertikal nach oben auf die Schneidwalze 2 wirkenden
Schneid- und Prägekraft.
Die Biegelinie 15 ergibt sich aus der Summe der Eigengewichtskraft
der Schneidwalze 2 und der Vertikalkomponente FV der Druckkraft F. Die Biegelinie 13 ist
die Summenbiegelinie, die sich aus einer Addition der Biegelinien 14 und 15 ergibt.
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In 1 sind
des Weiteren Biegelinien 16 und 17 der Gegenwalze 3 eingezeichnet.
Hier stellt die Längsachse 21 das
Nullniveau der Durchbiegung dar. Die Biegelinie 17 resultiert
aus der Eigengewichtskraft der Gegenwalze 3. Die Biegelinie 16 stellt die
aus der Summe von Eigengewichtskraft und Schneid- und Prägekraft
resultierende Durchbiegung dar.
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In
dem zwischen den beiden Umfangsflächen 5 befindlichen
Axialabschnitt der Schneidwalze 2 entspricht die Biegelinie 13 der
Schneidwalze 2 im Wesentlichen der Biegelinie 16 der
Gegenwalze 3, wenn die Druckkraft F geeignet gewählt wird.
Dadurch werden Schneidwalze 2 und Gegenwalze 3 zumindest
in diesem Axialabschnitt in gleicher Weise gebogen und weisen in
diesem Axialabschnitt eine in Axialrichtung im Wesentlichen gleich
große
Spaltweite auf.
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Die
von den Druckrollen 6 auf die Schneidwalze 2 aufgebrachte
Druckkraft F wirkt in keiner Weise unmittelbar auf die Gegenwalze 3,
so dass die in 1 gezeigte Biegelinie 16 qualitativ
wesentlich weniger durchhängt
als die Biegelinien der Gegenwalzen bei aus dem Stand der Technik
bekannten Vorrichtungen, die mittels Schmitzringen einen Kontakt
zwischen der Schneidwalze und der Gegenwalze herstellen. Aufgrund
der verhältnismäßig geringen Durchbiegung
der Gegenwalze 3 wird in vorteilhafter Weise ein gleichmäßig weiter
Spalt über
den relevanten Axialabschnitt der Walzen 2, 3 hinweg
bei gleichzeitig verhältnismäßig geringer
Absolutgröße der Durchbiegung
erreicht.
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Da über das
zu schneidende Material hinaus erfindungsgemäß keinerlei Kontakt zwischen
der Schneidwalze 2 und der Gegenwalze 3 besteht,
wirkt außer
der Schneid- und Prägekraft
keine weitere nach oben gerichtete Kraft auf die Schneidwalze 2. Bei
der gezeigten Ausführungsform
hängt die
Biegelinie 13 in 1 noch nach
unten durch. Auf diese Weise wird bewirkt, dass die auftretende
Schneid- und Prägekraft
die Schneidwalze 2 nicht aus ihrer durch die Druckkraft
F bewirkten Vorspannung hebt, wodurch sich die Schneidkanten der
Schneidmesser 4 sowie die Prägestifte 25 im Rahmen
des gegebenenfalls vorhandenen Spiels der Lager 8 in Radialrichtung
bewegen könnten.
Die vorzugsweise Lagerung der Schneidwalze 2 in spielbehafteten
Standardlagern ist somit ohne das Risiko schlechter Schneid- und
Prägeergebnisse
möglich.
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Die
Einstellung der Spaltweite S des Spaltes erfolgt mit Hilfe einer
zwischen den Lagern 8 und 22 der Schneidwalze 2 bzw.
Gegenwalze 3 wirkenden Spalteinstelleinrichtung, die bei
der gezeigten Ausführungsform
in Form zweier verstellbarer Keile 9 ausgebildet ist. Die
Keile 9 können
beispielsweise mit Hilfe eines nicht gezeigten Handrades in 2 nach links
oder rechts bewegt werden und befinden sich jeweils zwischen zwei
Lagersteinen 23 und 24, die in Vertikalrichtung
spielfrei bewegbar in dem Rahmen 1 gelagert sind. Der Lagerstein 23 nimmt
jeweils das Lager 8 auf während der Lagerstein 24 jeweils
das Lager 22 aufnimmt. Wie am besten in 1 zu
erkennen, wird die in die Lager 8 abgeleitete Druckkraft F über die
Lagersteine 23 auf die Keile 9 übertragen, so
dass die Keile 9 bei Bewegung in 2 nach links die
Schneidwalze 2 mittelbar über die Lagersteine 23 sowie
die Lager 8 entgegen der abgeleiteten Druckkraft F anheben.
Die der Gegenwalze 3 zugeordneten Lagersteine 24 bewegen
sich bei der Einstellung der Spaltweite S nicht.
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Bei
Verstellung der Spaltweite S des Spaltes ändert sich naturgemäß der Abstand
der Längsachsen 20 und 21 voneinander,
so dass sich auch die Eingriffsverhältnisse zwischen dem Antriebszahnrad 7 und
dem angetriebenen Zahnrad 10 ändern. Insbesondere kann sich
ein Zahnspiel ergeben, da die einzelnen Zahnflanken nicht mehr in
derselben Weise wie vor der Veränderung
der Spaltweite S aneinander anliegen. Derartiges Zahnspiel kann
in unerwünschter
Weise die Qualität
des Schneid- und Prägeergebnisses
nach dem Verändern
der Spaltweite S beeinflussen.
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Zum
Ausgleich dieses nachteiligen Zahnspiels ist erfindungsgemäß vorzugsweise
vorgesehen, das Antriebszahnrad 7 als Zahnrad auszubilden,
das in einer Ebene im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse 20 der
Schneidwalze 2 geteilt ist und dementsprechend ein erstes
Teilzahnrad 7a sowie ein zweites Teilzahnrad 7b aufweist.
Die beiden Teilzahnräder 7a, 7b sind
relativ zueinander verdrehbar, so dass zumindest eines der beiden
Teilzahnräder 7a,
b in eine solche Drehlage gebracht und dort fixiert werden kann,
in der seine Zähne
ohne Zahnspiel mit dem angetriebenen Zahnrad 10 der Gegenwalze 3 kämmen. Die
Teilzahnräder 7a, 7b sind
beide drehfest an der Schneidwalze 2 festlegbar. Alternativ ist
denkbar, nur eines der beiden Teilzahnräder 7a, 7b an
der Schneidwalze 2 festzulegen und das nicht an der Schneidwalze 2 festlegbare
Teilzahnrad an dem anderen Teilzahnrad fixierbar zu gestalten. Das geteilte
Antriebszahnrad 7 ermöglicht
auf diese Weise einen verhältnismäßig einfach
handhabbaren Ausgleich eines gegebenenfalls vorhandenen Zahnspiels.
Alternativ kann in entsprechender Weise das angetriebene Zahnrad 10 anstatt
das Antriebszahnrad 7 geteilt werden.
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Wie
sich aus der voranstehenden Beschreibung ergibt, wird mit der vorliegenden
Erfindung insbesondere die folgende vorteilhafte Wirkung erzielt:
Der
Spalt zwischen der Schneid- und/oder Prägewalze und der Gegenwalze
kann zumindest in dem für den
Schneid- und/oder Prägevorgang
relevanten Axialabschnitt der Walzen mit gleichmäßig großer Spaltweite ausgebildet
werden.
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- 1
- Rahmen
- 2
- Schneidewalze
- 3
- Gegenwalze
- 4
- Schneidemesser
- 5
- Umfangsfläche
- 6
- Druckrolle
- 7
- Antriebszahnrad
- 7a,
7b
- Teilzahnräder
- 8
- Lager
- 9
- Keil
- 10
- Zahnrad
- 11
- Motor
- 12
- Kraftübertragungsorgan
- 13
- Biegelinie
der Schneidwalze (Summe aus Biegelinien 14, 15)
- 14
- Biegelinie
der Schneidwalze (Schneidkraft)
- 15
- Biegelinie
der Schneidwalze (Eigengewicht + Vertikalkomponente FV )
- 16
- Biegelinie
der Gegenwalze (Eigengewicht + Schneidekraft)
- 17
- Biegelinie
der Gegenwalze (Eigengewicht)
- 18
- Schwenkachse
- 19
- Schwenkhebel
- 20
- Längsachse
der Schneidewalze
- 21
- Längsachse
der Gegenwalze
- 22
- Lager
- 23
- Lagerstein
- 24
- Lagerstein
- 25
- Prägestift
- a
- Horizontalversatz
- F
- Druckkraft
- S
- Spaltweite
- FH
- Horizontalkomponente
der Druckkraft F
- FV
- Vertikalkomponente
der Druckkraft F