DE102017008061A1

DE102017008061A1 - Längsschneidevorrichtung

Info

Publication number: DE102017008061A1
Application number: DE102017008061.5A
Authority: DE
Inventors: Patrick Seifert
Original assignee: Kolbus GmbH and Co KG
Current assignee: Kolbus GmbH and Co KG
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2019-02-28
Also published as: WO2019037897A1

Abstract

Eine Längsschneidevorrichtung zum Schneiden von Pappe oder Karton mit mehreren gemeinsam angetriebenen Kreisscheren, welche jeweils Messeraufnahmen umfassen, die um eine zu der Drehachse des jeweiligen Kreismessers einen Abstand aufweisende zweite Achsen in einem Messerträger drehbar angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Längsschneiden von Materialbahnen und/oder Materialbogen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zum Längsschneiden insbesondere von Pappenbogen sind Pappenkreisscheren bekannt, welche sich über die Maschinenbreite erstreckende Schneidwellen aufweisen. Auf diesen sind die einzelnen Kreismesser mehrerer Kreisscheren mittels Klemmung befestigt. Die Schneidwellen sind permanent mittels Getriebe mit einem steuerbaren Motor antriebsverbunden. Der Transport des Schneidgutes innerhalb des Schneidwerkes erfolgt durch die Umfangsgeschwindigkeit der Kreismesser.
Durch Lösen ihrer Klemmung, Verschieben der Kreismesser einer Kreisschere und anschließendem Festsetzen, kann die Schnittposition über der Breite des Schneidgutes verändert werden. Dabei muss jedes Kreismesser einzeln Positioniert werden. insbesondere ist auf das Anstellen von Ober- und Untermesser derselben Kreisschere zu achten, um einerseits einen sauberen Schnitt zu erzeugen, andererseits aber einen übermäßigen Verschleiß der Kreismesser zu vermeiden. Bei gesteigerter Anforderung an die Maßhaltigkeit der zu erzeugenden Zuschnitte ist dieses manuelle Rüsten entsprechend aufwendig und fehleranfällig.
Die Schnittkräfte werden neben der Geometrie der einzelnen Schneiden maßgeblich von der Überschneidung der Kreismesser eines Paares bestimmt. Diese Überschneidung wird über den Abstand der Schneidwellen eingestellt. Die Überschneidung der auf demselben Schneidwellenpaar angebrachten Kreisscheren kann nur gemeinschaftlich erfolgen. Dies vereinfacht eine Gesamtverstellung der Überschneidung, um die Vorrichtung auf unterschiedliche Eigenschaften des Schneidgutes einzustellen. Eine auf die einzelne Kreisschere wirkende individuelle Korrektur ist aber nicht möglich.
Die tatsächliche Überschneidung der Kreismesser eines Paares ist abhängig von den tatsächlichen Durchmessern der betreffenden Kreismesser. Diese können abhängig von den Fertigungstoleranzen und insbesondere des Verschleißzustandes unbestimmt variieren. Damit ergeben sich für die einzelnen Kreisscheren eines Schneidwellenpaares unterschiedliche Schneidkräfte und unterschiedliche auf das Schneidgut wirkende Transportgeschwindigkeiten. Insbesondere bei langen Zuschnitten ergeben sich daraus in der Transportebene liegende, bogenförmige Transportwege und unerwünscht bogenförmige Schnittlinien.
Die wirkenden Schnittkräfte führen zu einer Durchbiegung der Schneidwelle. Diese Durchbiegung reduziert die Überschneidung der Kreismesser während des Schneidens. Diese Reduktion der Überschneidung wird von der Position der Kreisschere auf den Schneidwellen wesentlich beeinflusst. Übersteigt die Durchbiegung der Schneidwellen an der Position einer Kreisschere die in unbelastetem Zustand vorhandene Überschneidung ihrer Kreismesser, wird das Schneidgut nicht vollständig durchtrennt und es kann zu einem Überspringen der Kreismesser kommen.
Außerdem ergeben sich aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser der Kreismesser und der Durchbiegung der Schneidwellen bei demselben Schneidgut unterschiedliche Schnittkräfte der einzelnen Kreisscheren. Dies bewirkt wiederum einen ungleichmäßigen Verschleiß der Kreismesser und führt zu einer unerwünschten Beeinträchtigung der Führungsgüte des Schneidgutes.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche zumindest einen der aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik überwindet.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren, auf die bezüglich aller in der Beschreibung nicht näher erwähnten Einzelheiten verwiesen wird, anhand einer beispielhaften Ausführung erläutert. Die Figuren zeigen:

1 Ausschnitt einer Vorrichtung zum Längsschneiden;
2 Ansicht eines oberen Messerträgers.

Die Einrichtungen der in 1 gezeigten Längsschneidevorrichtung für Pappen sind in einem gemeinsamen Maschinengestell 200 angeordnet. Dieses Maschinengestell 200 wird im Wesentlichen von einem Paar einander gegenüberliegend angeordneter Seitenwände 201 gebildet, welche durch Querträger 202 miteinander verbunden sind. Mehrere dieser Querträger 202 weisen Führungsschienen von Linearführungen 203 auf, welche den Kreisscheren 220.1, 220.2, 220.3 der Schneideinrichtung als Lagerung dienen.
In diesem Maschinengestell 200 sind in Durchlaufrichtung 6 hintereinander eine Einfuhr 11, das Schneidwerk mit den Kreisscheren 220.1, 220.2, 220.3 und eine Ausfuhr 15 angebracht. Diese genannten Einrichtungen werden gemeinsam von einem Antrieb 210 angetrieben. Dieser Antrieb 210 ist ebenfalls an dem Maschinengestell 200 angebracht und umfasst jeweils oberhalb und unterhalb der Transportebene 5 eine quer zu der Transportrichtung 6 verlaufende Welle 211. Diese beiden Wellen 211 sind beidseitig in den Seitenwänden 201 des Gestells 200 gelagert. Sie weisen jeweils ein Vielkeilprofil auf und bilden mit den Kreisscheren 220.1, 220.2, 220.3 Schiebesitze 212.
Sowohl die Einfuhr 11 als auch die Ausfuhr 15 umfassen jeweils ein Paar zusammenwirkender Transportwalzen 16, 17. Diese sind jeweils beidseitig in den Seitenwänden 201 gelagert. Die unteren Transportwalzen 16 sind unmittelbar unterhalb der in 2 gezeigten Transportebene 5 und zu dieser parallel angeordnet. Die oberen Transportwalzen 17 sind parallel zu den unteren Transportwalzen 16 ausgerichtet und oberhalb der Transportebene 5 angeordnet. Die Walzen jeden Paares sind in ihrem Abstand zueinander auf die Dicke des Schneidgutes einstellbar. Dazu ist eine nicht dargestellte Zustelleinrichtung bekannter Art vorgesehen.
Das Schneidwerk weist mehrere Kreisscheren 220.1, 220.2, 220.3 gleicher Art auf. Jede dieser Kreisscheren 220.1, 220.2, 220.3 umfasst einen oberen Messerträger 221.1, 221.2 mit jeweils einem oberen Kreismesser 223 und einen unteren Messerträger 222.1, 222.2 mit jeweils einem unteren Kreismesser 225. Die oberen Kreismesser 223 der Kreisscheren 220.1, 220.2, 220.3 sind wie die unteren Kreismesser 225 jeweils zueinander koaxial angeordnet.
Im Folgenden sind die Messerträger 221.1, 221.2, 222.1, 222.2 am Beispiel eines oberen Messerträgers 221.1, 221.2 erläutert. Dieser umfasst einen Träger 237, an welchem die Schlitten der genannten Linearführungen 203 und auch die Messeraufnahme 227angebracht sind.
Diese Messeraufnahme 227 ist als Exzenter gestaltet. Das Kreismesser 223 ist durch ein Wälzlager um seine Achse 224 drehbar auf der Messeraufnahme 227 gelagert. Die Messeraufnahme 227 ist gemeinsam mit der Drehachse 224 des Kreismessers 223 um eine zweite Achse 228 drehbar in dem Träger 237 aufgenommen. Die Drehachse des Kreismessers 223 und die zweite Achse 228 der Messeraufnahme 227 weisen zueinander einen Abstand 229 auf. Diese Exzentrizität 229 erlaubt es, die Lage der Drehachse 224 jedes Kreismessers 223 relativ zu den Linearführungen 203 einzeln zu verändern. Damit kann die Schneidtiefe jedes Kreismessers 223 individuell eingestellt werden. Insbesondere erlaubt die Exzentrizität 229 eine Anpassung des Messerträgers 221.1, 221.2 an Fertigungstoleranzen und den Verschleißzustand des jeweiligen Kreismessers 223.
Der Messerträger 221.1, 221.2 umfasst eine auf die Messeraufnahme 227 wirkende Zustelleinrichtung 230. Dazu weist die Messeraufnahme 227 eine zu ihrer zweiten Achse 228 kollineare Außenverzahnung 231 auf. Diese greift in ein am Träger 237 angebrachtes Stirnrad 232, welches mit einem ebenfalls an dem Träger angeordneten Stellantrieb 235 antriebsverbunden ist. Dieser Stellantrieb 235 ist steuerbar und über eine Datenleitung mit der Steuerung 10 der Längsschneidevorrichtung verbunden.
Außerdem ist in dem Träger 237 eine erste Riemenscheibe 215 drehbar gelagert und axial gesichert. Deren Nabe weist ein Vielkeilprofil 213 auf, welches mit der Antriebswelle 211 einen Schiebesitz 212 bildet. Eine zweite Riemenscheibe 216 ist starr mit dem Kreismesser 223 verbunden. Der Zahnriemen 214 umschlingt die erste Riemenscheibe 215 und die zweite Riemenscheibe 216 ausreichend, um eine sichere Antriebsverbindung herzustellen. Da der Achsabstand der beiden Riemenscheiben 215, 216 zueinander von der Stellung der Messeraufnahme 227 in dem Träger 237 beeinflusst ist, ist ein zusätzlicher Riemenspanner 217 vorgesehen. Dieser ist ebenfalls an dem Träger 237 angebracht und gegenüber dem Zahnriemen 214 angefedert.
Der Messerträger 221.1, 221.2 weist einen an die Steuerung 10 der Vorrichtung Daten liefernden Sensor 236 auf. Dieser Sensor 236 ist derart zwischen dem Träger 237 und der Linearführung 203 angebracht, dass die Messsignale als Schneidkraft interpretiert werden können. Gemeinsam mit der Steuerung 10 und dem Stellantrieb 235 bildet der Sensor 236 einen Regelkreis, um eine vorbestimmte Schneidkraft einzuhalten. Zudem kann die Steuerung 10 charakteristische Veränderungen der Schneidkraft als Verschleiß der Kreisschere 220.1, 220.2 interpretieren und dem Bedienpersonal ein entsprechendes Signal übermitteln.
Im Gegensatz zu den beschriebenen oberen Messerträgern 221.1, 221.2 weisen die unteren Messerträger 222.1, 222.2 eine vereinfachte, manuell zu bedienende Zustelleinrichtung für die Schneidtiefe auf und verzichten auf eine Sensorik 236 zur Ermittlung der Schneidkraft. Im Übrigen sind obere Messerträger 221.1, 221.2 und untere Messerträger 222.1, 222.2 identisch gestaltet.
Die Messerträger 221.1, 221.2, 222.1, 222.2 sind als Kreisscheren 220.1, 220.2 entlang der Linearführungen 203 quer zur Transportrichtung 5 des Schneidgutes verschiebbar und durch Klemmeinrichtungen 205 festsetzbar, so dass die Schnittposition einstellbar ist.

Claims

Vorrichtung zum Längsschneiden von Materialbahnen und/oder Materialbogen, insbesondere für Pappe oder Karton, wenigstens aufweisend • ein Maschinengestell (200), • ein in dem Maschinengestell (200) angeordnetes Schneidwerk, • eine in dem Maschinengestell angeordnete Transporteinrichtung (11, 15) mit einer Transportebene (5), welche das Schneidgut in einer im Wesentlichen linearen Transportrichtung (6) durch das Schneidwerk führt, • eine im Wesentlichen parallel zu der Transportebene (5) und quer zu der Transportrichtung (6) gestellfest angeordnete Antriebswelle (211), • eine zu der wenigstens einen Antriebswelle (211) einen Abstand aufweisende und im Wesentlichen parallel angeordnete Linearführung (203), • eine in dem Schneidwerk angeordnete Kreisschere (220.1, 220.2, 220.3) mit zwei zusammenwirkenden, jeweils um eine zu der wenigstens einen Antriebswelle (211) im Wesentlichen parallelen ersten Drehachse (224) drehbaren Kreismessern (223, 225), wobei wenigstens eines der Kreismesser (223, 225) • mit der gestellfesten Antriebswelle (211) antriebsverbunden ist und • an einem Messerträger (221.1, 221.2, 222.1, 222.2) angeordnet ist, wobei der Messerträger (221.1, 221.2, 222.1, 222.2) mit dem daran angeordneten Kreismesser (223, 225) entlang der Linearführung (203) quer zu der Transportrichtung (6) verschiebbar und festsetzbar angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine in dem Messerträger (221.1, 221.2, 222.1, 222.2) um eine zweite Drehachse (228) drehbar angeordnete Messeraufnahme (227), wobei • das zugeordnete Kreismesser (223, 225) an dieser Messeraufnahme (227) um seine erste Drehachse (224) drehbar angeordnet ist, • die zweite Drehachse (228) der Messeraufnahme (227) zu der ersten Drehachse (224) des zugeordneten Kreismessers (223, 225) im Wesentlichen parallel angeordnet ist, • die zweite Drehachse (228) der Messeraufnahme (227) zu der ersten Drehachse (224) des zugeordneten Kreismessers (223, 225) einen Abstand (229) aufweist und • die Messeraufnahme (227) in dem Messerträger (221.1, 221.2, 222.1, 222.2) derart festsetzbar ist, dass ein unbeabsichtigtes Drehen der Messeraufnahme (227) um ihre zweite Drehachse (228) verhindert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein endlos umlaufenden Antriebselement des Messerträgers (221.1, 221.2, 222.1, 222.2) als Antriebsverbindung des an dem jeweiligen Messerträger (221.1, 221.2, 222.1, 222.2) gelagerten Kreismessers (223, 225) mit der gestellfesten Antriebswelle (211).
Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen unrunden Schiebesitz (212) der Antriebsverbindung auf der gestellfesten Antriebswelle (211) zur Übertragung des Drehmoments von der gestellfesten Antriebswelle (211) auf das endlos umlaufende Antriebselement.
Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen endlos umlaufenden Riemen (214), welcher sowohl eine den unrunden Schiebesitz (212) aufweisende erste Riemenscheibe (215) als auch eine mit dem jeweiligen Kreismesser (223, 225) antriebsverbundene zweite Riemenscheibe (216) wenigstens teilweise umschlingt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine auf die Messeraufnahme (227) wirkende Zustelleinrichtung (230) des Messerträgers (221.1, 221.2, 222.1, 222.2) mit einer im Wesentlichen senkrecht zu der Transportebene (5) verlaufenden Zustellrichtung des zugeordneten Kreismessers (223, 225).
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeraufnahme (227) eine zu ihrer zweiten Achse (228) konzentrische Verzahnung (231) aufweist und die Zustelleinrichtung (230) mit dieser Verzahnung (231) in Wirkverbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Steuerung (10), einen steuerbaren Antrieb (235) der Zustelleinrichtung (230) und eine erste Datenverbindung (218) zwischen der Steuerung (10) und dem steuerbaren Antrieb (235).
Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Sensor (336) der Zustelleinrichtung (230) und eine zweite Datenverbindung (219) zwischen dem Sensor (336) und der Steuerung (10), wobei die von dem Sensor (336) an die Steuerung (10) übermittelten Daten als Schneidkraft interpretierbare Informationen enthalten.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (10) ausgebildet ist, die Schneidkraft durch entsprechende Zustellung des Kreismessers (223, 225) zu regeln.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine wenigstens zeitweise auf wenigstens einen der Messerträger (221.1, 221.2, 222.1, 222.2) entlang der Linearführung (203) quer zu der Transportrichtung (6) wirkende steuerbare Positioniereinrichtung (240).
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mehrere gleichartige Kreisscheren (220.1, 220.2, 220.3) des Schneidwerkes, welche auf wenigstens einer gemeinsamen Linearführung (203) quer zu der Transportrichtung (6) einzeln bewegbar sind und mit wenigstens einer gemeinsamen gestellfesten Antriebswelle (211) antriebsverbunden sind.