DE102008020293A1

DE102008020293A1 - Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine mit Halterung eines Sichelmesserrotors

Info

Publication number: DE102008020293A1
Application number: DE200810020293
Authority: DE
Inventors: Heinrich Hajek; Bernd Hajek; Dieter Krauss; Remo Egger; Stefan Achberger
Original assignee: Maschb Heinrich Hajek & C GmbH; Maschinenbau Heinrich Hajek & Co GmbH
Current assignee: Maschb Heinrich Hajek & C GmbH; Maschinenbau Heinrich Hajek & Co GmbH
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2009-10-29

Abstract

Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine mit Halterung eines Messers, das mit seiner Messerausnehmung auswechselbar auf der Antriebswelle drehfest gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerausnehmung nicht mehr rotationssymmetrisch zum Drehzentrum des Messers ausgebildet ist, sondern exzentrisch vom Drehzentrum des Messers versetzt radial nach außen verlegt ist.

Description

Stand der Technik
Um ein Sichelmesser zu wechseln, muss stets die, der Entnahmeseite zugeordnete, Ausgleichsmasse von 5–10 kg zuvor entfernt und danach wieder angebracht werden. Der Grund hierfür liegt an der kleinen Zentrumsbohrung – 100–120 mm Durchmesser – im Sichelmesser, innerhalb der nicht genügend Masse angebracht werden kann.
Zumeist wird diese Ausgleichmasse zusammen mit dem Messer mit Schrauben an der maschinenseitigen Ausgleichsmasse, die mit der Drehachse eine Einheit bildet, befestigt.
Dies bedeutet gleichzeitig, dass zwei Teile mit bis zu 25–30 kg mit einer Hand an einem Punkt gehalten werden müssen und mit der anderen Hand eine Schraube gesetzt werden muss.
Bei Maschinen, bei denen das Messer von der Auslaufseite aufgenommen wird, ist dies zudem mit einer erheblichen Gefährdung des Bedieners verbunden, da zumindest die Ausgleichsmasse und eventuell auch das Messer nach unten auf den Boden fallen können.
Aufgabe war, eine Rotor/Messer-Kombination zu gestalten, bei der zum Messerwechsel keine Ausgleichsmasse entfernt werden muss. Gleichzeitig sollte die Ausgleichsmasse an einem größtmöglichen Radius platziert sein, um möglichst klein gehalten werden zu können.
Auch die Gefährdung des Bedieners sollte durch eine geeignete Befestigung vermieden werden.
Darüber hinaus sollte das Messer maximal gestützt und geklemmt werden.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß hat der Sichelmesserrotor folgende Eigenschaften:

a) Messerbohrung versetzt zum Drehzentrum, um die fest montierte Gegenmasse zu minimieren;
b) Lagefixierung des Messers durch „Bajonettverschluss” und Sicherung gegen Verdrehen;
c) Ringförmige Spannung des Messers durch rotationssymetrischen Hohlkörper und Zentralschraube;
d) Das Einsetzen und Entnehmen des Messers ist nur mit Hilfe des Messerträgers möglich, da dieser die Drehsicherung bedient.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die Messerausnehmung nicht mehr rotationssymmetrisch zum Drehzentrum des Messers ausgebildet ist. Sie ist exzentrisch vom Drehzentrum des Messers versetzt radial nach außen verlegt. Hierbei ist es relativ gleichgültig, welche Formgebung diese Messerausnehmung aufweist. Zwar ist in der bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass die Messerausnehmung rund ausgebildet ist, hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Sie kann auch oval, halbrund oder in anderer Weise ausgenommen sein. Wichtig ist nur, dass die Messerausnehmung einen Abstand von dem Drehzentrum des Messers aufweist und radial versetzt ist, um so einen exzentrischen Versatz zu erreichen.
Wichtig ist nun, dass die nicht zum Drehzentrum rotationssymmetrisch ausgebildete Messerausnehmung so groß kalibriert ist, dass in deren Innenausnehmung die Gegenmasse aufgenommen werden kann. Damit besteht erstmals der Vorteil, dass die Gegenmasse direkt mit dem Messerträger dauerhaft verschraubt werden kann, ohne bei der Auswechslung des Messers mit entfernt werden zu müssen.
Wenn das Messer von dem Messerträger entfernt wird, kann somit die Gegenmasse auf dem Messerträger verbleiben und der vorher genannte Nachteil beim Stand der Technik ist somit entfallen.
Weiteres erfindungswesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass das Messer nun leicht auswechselbar auf dem Messerträger gehalten ist, und zwar bevorzugt mittels einer Bajonettdrehverbindung.
Diese Bajonettdrehverbindung besteht bevorzugt aus Bajonettschrauben, die auf dem Messerträger befestigt sind, wobei der Kopf der jeweiligen Bajonettschraube randseitig das Messer übergreift, wenn es in die entsprechende Ausnehmung eingefahren wird. Damit wird das Messer vorläufig gegen axiales Abziehen vom Messerträger gesichert, hat jedoch noch nicht eine Formschlussverbindung in axialer Richtung.
Diese Formschlussverbindung wird durch einen glockenförmigen Hohlkörper erreicht, der von vorne auf das Messer aufgesetzt wird, und auf der Oberfläche des Messers aufsitzt und dort entsprechende Klemmkanten ausbildet. Der Hohlkörper wird dann mittels einer Zentralschraube auf der Antriebswelle festgelegt. Somit wird das Messer mit dem Hohlkörper und den relativ radial weit außen liegenden Klemmkanten geklemmt, während auf der gegenüberliegenden Seite (Rückseite des Messers) eine Klemmkante durch den sich an der Rückseite des Messers anlegenden Messerträger erreicht wird.
Die Klemmkanten liegen etwa diametral gegenüber und fluchtend zueinander auf gleicher Höhe, so dass das Messer sowohl vorne und hinten radial weit außen vom Drehzentrum entfernt auf annährend gleicher Höhe gespannt wird.
Damit ergibt sich der Vorteil, dass durch die vorder- und rückseitige, weit radial außen liegende Klemmhalterung Schwingungen im Messer vermieden werden und die Messersteifigkeit wesentlich verbessert wird. Damit wird die Schnittqualität sehr stark verbessert, denn es können nun gleichmäßigere Scheiben geschnitten werden. Es wird also durch die radial weit nach außen verlegten Klemmkanten des Messerträgers und des Hohlkörpers eine verbesserte Stützwirkung für das zu haltende Messer erreicht.
Die drehfeste Verbindung zwischen dem Messer und der Antriebswelle wird durch mindestens einen in radialer Richtung verschiebbar und federbelasteten Sicherungsriegel erreicht, der bevorzugt in einer radial gerichteten Ausnehmung in der Gegenmasse angeordnet ist und dort federbelastet und in radialer Richtung verschiebbar ausgebildet ist.
Er greift somit auch federbelastet in eine zugeordnete Ausnehmung am Innenumfang der Messerausnehmung des Messers ein und ist dort verrastet.
Zum Auswechseln des Messers reicht es demzufolge aus, wenn der Sicherungsriegel entgegen der Kraft der ihn vorspannenden Feder in radialer Richtung einwärts gedrückt wird, wodurch er außer Eingriff mit der zugeordneten, gegenüberliegenden Sicherungsausnehmung im Messer gelangt und das Messer kann dann durch einfache Drehung gegenüber dem festgehaltenen Messerträger um einen gewissen Drehwinkel von z. B. 10° verdreht werden, um so die am Messerträger befindliche Bajonettschraube in fluchtender Übereinstimmung mit der jeweiligen Ausnehmung im Messer zubringen. Damit kann das Messer einfach axial nach vorne abgezogen werden, wenn natürlich vorher der vorderseitige Hohlkörper und die Zentralschraube entfernt wurden.
Wichtig ist, dass der Messerträger und der gegenüberliegend angeordnete Hohlkörper absolut rotationssymmetrisch ausgebildet sind, um eine Luftströmung oder eine unerwünschte Messerbewegung während des Schnittes zu vermeiden. Diese Störeinflüsse stören nämlich die Scheibenablage, was erfindungsgemäß verhindert wird.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
1: Perspektivische Seitenansicht eines Schneidmessers einer Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine;
2: Die Vorderansicht der Anordnung nach 1 bei entferntem Hohlkörper;
3: Teilweiser Schnitt durch die Anordnung nach 1 bei teilweise entferntem Hohlkörper;
4: Schnitt durch die Anordnung gemäß der Linie A-A in 3;
5: Schematisiert eine vergrößerte Draufsicht auf die Anordnung nach 3;
6: Schnitt durch entsprechend der Linie VI in 2 durch die Bajonetthalterung zwischen Messer und Messerträger.
In 1 ist allgemein ein Messer 5 einer Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine dargestellt, welches drehfest mit einer Antriebswelle 21 verbunden ist, die in einem Lagerkörper 15 drehend aufgenommen ist.
An der Rückseite des Messers 5 liegt hierbei ein Messerträger 10 an, der eine Klemmkante 20 an der Rückseite des Messers 5 bildet, während an der Vorderseite des Messers 5 ein glockenförmiger Hohlkörper 3 anliegt, der mit Hilfe einer Zentralschraube 8 eine radial außen liegende Klemmkante 19 an der Vorderseite des Messers 5 ausbildet.
Die beiden einander gegenüberliegenden und etwa fluchtend zueinander angeordneten Klemmkanten 19, 20 dienen der Halterung des Messers 5 in axialer Richtung.
Die 2 und 3 zeigen nun eine runde Messerausnehmung 1, die ein Zentrum 18 ausbildet, das einen radialen Abstand zu dem Drehzentrum 2 aufweist. Dies ergibt sich insbesondere auch aus 5.
Durch die relativ groß ausgebildete Messerausnehmung 1 ergibt sich nun erstmals die Möglichkeit, dass die Gegenmasse 4 mit Hilfe der Befestigungsschrauben 16 direkt auf dem Messerträger 10 befestigt werden kann, so dass die Gegenmasse 4 durch die Messerausnehmung 1 hindurch greift und von dieser randseitig umschlossen ist. Somit ist es möglich, das Messer 5 mit der Messerausnehmung 1 vom hinteren Messerträger 10 zu entfernen, ohne die Gegenmasse 4 lösen zu müssen.
Die axiale Sicherung des Messers 5 erfolgt mittels einer Bajonett-Drehverbindung, wie sie anhand der 2 bis 6 näher dargestellt ist.
Hierbei ist vorgesehen, dass am Messerträger 10 am Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Bajonettschrauben 6 vorgesehen sind, die jeweils in dem Messerträger 10 festgeschraubt sind.
Gegenüberliegend sind in der Messerausnehmung 1 radial nach außen gerichtete Ausnehmungen 11 vorhanden, die in die Messerausnehmung 1 hineinmünden. Um nun das Messer 5 mit Hilfe der Bajonett-Drehverbindung mit dem Messerträger 10 zu verbinden, reicht es aus, die jeweilige Bajonettschraube 6 des Messerträgers 10 in Übereinstimmung mit der Ausnehmung 11 im Messer 5 zu bringen, um dann bei festgehaltenem Messerträger 10 das Messer in Umfangsrichtung gegenüber dem Messerträger 10 zu verdrehen, um so dafür zu sorgen, dass der Schraubenkopf der Bajonettschraube 6 die Oberseite des Messers 5 übergreift, wie dies in 6 dargestellt ist. Damit ist eine axiale Sicherung gegen Abziehen des Messers 5 von der Antriebswelle 21 gewährleistet.
Eine Drehverbindung zwischen der Antriebswelle 21 und dem Messer 5 wird durch einen Sicherungsriegel 7 erreicht, der in radialer Richtung durch eine Feder 9 vorgespannt.
Der Sicherungsriegel 7 ist hierbei bevorzugt in der Gegenmasse 4 in einer zugeordneten Ausnehmung eingebaut und in radialer Richtung federbelastet verschiebbar ausgebildet.
Zur Sicherung der Drehverbindung greift somit gemäß 4 der Sicherungsriegel 7 mit seinem vorderen, bolzenseitigen Ende in eine zugeordnete Sicherungsausnehmung 12 am Innenumfang der Messerausnehmung 1 hinein.
Bewegungsrichtung des Sicherungsriegels 7 ist hierbei in Pfeilrichtung 13 (siehe 4).
Der Messerträger 10 wird mit Hilfe einer Befestigungsmutter 14 auf der Antriebswelle 21 festgelegt.
Es ist erkennbar, dass die Gegenmasse 4 relativ klein ausgebildet ist, und asymmetrisch zu Drehachse des Drehzentrums 2 ausgebildet ist, wie dies in 5 erkennbar ist. Es ergeben sich dadurch relativ dicht aneinander anliegende Begrenzungskanten 17, welche die Außenabmessungen der Gegenmasse 4 definieren. Das Messer 5 hat für sich genommen einen exzentrischen Massenmittelpunkt, der diametral gegenüberliegend zu dem Zentrum der Messerausnehmung 18 jenseits des Drehzentrums 2 liegt. Und dieses exzentrische Messerzentrum wird durch Einbau der Gegenmasse 4 nun so ausgeglichen, dass die dynamische Masse des Messers 5 genau im Drehzentrum 2 liegt. Die dynamische Masse des Messers 5 mit samt der Gegenmasse 4 und dem Messerträger 10 und dem Hohlkörper 3 liegt somit genau im Drehzentrum 2.
Die Gegenmasse 4 kann deshalb klein ausgebildet werden, weil sie in großer radialer Entfernung zum Drehzentrum 2 angebracht ist, dies ergibt sich aus dem Abstand des Zentrums 18 im Vergleich zu dem Drehzentrum 2. Der Massenschwerpunkt der Gegenmasse 4 liegt also genau bezüglich des Drehzentrums 2 diametral gegenüberliegend zum Messerschwerpunkt des Messers 5.

1: Messerausnehmung
2: Drehzentrum
3: Hohlkörper
4: Gegenmasse
5: Messer
6: Bajonettschraube (Messerträger 10)
7: Sicherungsriegel
8: Zentralschraube
9: Feder
10: Messerträger
11: Ausnehmung (Messer 5)
12: Sicherungsausnehmung (Messer)
13: Pfeilrichtung
14: Befestigungsmutter
15: Lagerkörper
16: Befestigungsschraube (Gegengewicht)
17: Begrenzungskante
18: Zentrum Messerausnehmung
19: Klemmkante (Hohlkörper)
20: Klemmkante (Messerträger)
21: Antriebswelle

Claims

Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine mit Halterung eines Messers (5), das mit seiner Messerausnehmung (1) auswechselbar auf der Antriebswelle (21) drehfest gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerausnehmung (1) nicht mehr rotationssymmetrisch zum Drehzentrum des Messers ausgebildet ist, sondern exzentrisch vom Drehzentrum (2) des Messers (5) versetzt radial nach außen verlegt ist.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerausnehmung (1) rund ausgebildet ist.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerausnehmung (1) unrund ausgebildet ist.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Messerausnehmung (1) die Gegenmasse (4) aufgenommen ist, die am Messerträger (10) befestigt ist.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Entfernung des Messers vom Messerträger (10) die Gegenmasse auf dem Messerträger verbleibt.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (5) leicht auswechselbar mit einer Bajonettdrehverbindung (6, 11) auf dem Messerträger (10) gehalten ist.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bajonettdrehverbindung am Umfang des Messerträgers angeordneten Bajonettschrauben (6) besteht, deren jeweiliger Kopf randseitig das Messer (5) übergreift.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur auswechselbaren Halterung des Messers auf dem Messerträger (10) an der Vorderseite ein glockenförmiger Hohlkörper (3) mit einer Zentralschraube (8) auf der Antriebswelle (21) festgelegt wird, der mit seinem Umfangsrand eine vordere, umlaufende Klemmkante (19) am Messer (5) bildet.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur rückseitigen Halterung des Messers (5) auf dem Messerträger (10) eine radial außen liegende, umlaufende Klemmkante (20) zur Anlage am Messer (5) ausbildet.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkante (19) des Hohlkörpers (3) und die Klemmkante (20) des Messerträgers etwa auf dem gleichen Durchmesser fluchtend einander gegenüber liegen.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die drehfeste Verbindung zwischen dem Messer (5) und der Antriebswelle (21) durch mindestens einen in radialer Richtung verschiebbaren und federbelasteten Sicherungsriegel (7) gebildet ist, der in einer radial gerichteten Ausnehmung in der Gegenmasse (4) federbelastet und in radialer Richtung verschiebbar gelagert ist und der in eine zugeordnete Ausnehmung am Innenumfang der Messerausnehmung (1) des Messers (5) eingreift.
Hochgeschwindigkeitsschneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (5) hat für sich genommen einen exzentrischen Massenmittelpunkt, der diametral gegenüberliegend zu dem Zentrum der Messerausnehmung (18) jenseits des Drehzentrums (2) liegt und dass das exzentrische Messerzentrum wird durch Einbau der Gegenmasse (4) so ausgeglichen, dass die dynamische Masse des Rotors mit Messers (5) genau im Drehzentrum (2) liegt.