DE102018122005A1

DE102018122005A1 - Querschneideeinrichtung und Verfahren zur Stabilisierung einer Schnittkante beim Quetschschnitt

Info

Publication number: DE102018122005A1
Application number: DE102018122005.7A
Authority: DE
Inventors: Mathias Borg; Thorsten Gädtke; Frank Herpell
Original assignee: BW Papersystems Hamburg GmbH
Current assignee: BW Papersystems Hamburg GmbH
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2020-01-16
Also published as: EP3645226B1; CN112703096B; WO2020011599A1; CN112703096A; JP7125536B2; JP2021531985A; EP3645226A1; ES2908857T3

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Querschneideeinrichtung (1), insbesondere zum Schneiden oder Quertrennen einer laufenden Materialbahn (2) aus vorzugsweise Papier, Karton, Kunststoff und/oder Metall in Bögen (3), mit einer um eine quer zur Materialbahn (2) und ihrer Förderrichtung verlaufenden Drehachse drehbaren Messertrommel (5) als rotierbare Schneideinrichtung, wobei die Messertrommel (5) wenigstens ein sich in Achsrichtung der Messertrommel (5) erstreckendes mit der Messertrommel (5) umlaufendes Messer (8) aufweist, mit einer korrespondierenden um eine quer zur Materialbahn (2) und ihrer Förderrichtung verlaufenden Drehachse drehbaren Ambosstrommel (6), wobei die Ambosstrommel (6) vorzugsweise vertikal unterhalb der Messertrommel (5) angeordnet ist, wobei bei einem Kontakt eines Messers (8) der Messertrommel (5) mit der Ambosstrommel (6) ein Quetsch-Schnitt in einer Schneidlinie durchführt wird, wobei die Messertrommel (5) auf ihrem Umfang wenigstens einen Niederhalter (9) in Transportrichtung (10) der Materialbahn (2) vor dem Messer (8) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Niederhalter (9) einen Abstand zum Messer (8) und/oder eine radiale Erstreckung derart aufweist, dass die Materialbahn (2) beim Quetschschnitt mit dem Niederhalter (9) in Kontakt steht und von dem Niederhalter (9) in Richtung zur Ambosstrommel (6) gewölbt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Querschneideeinreichrichtung, insbesondere zum Schneiden oder Quertrennen einer laufenden Materialbahn aus vorzugsweise Papier, Karton, Kunststoff und/oder Metalle in Bögen, mit einer um eine quer zur Materialbahn und ihrer Förderrichtung verlaufenden Drehachse drehbaren Messertrommel als rotierbare Schneideinrichtung, wobei die Messertrommel wenigstens ein sich in Achsrichtung der Messertrommel erstreckendes mit der Messertrommel umlaufendes Messer aufweist, mit einer korrespondierenden um eine quer zur Materialbahn und ihrer Förderrichtung verlaufenden Drehachse drehbaren Ambosstrommel, wobei die Ambosstrommel vorzugsweise vertikal unterhalb der Messertrommel angeordnet ist, wobei bei einem Kontakt eines Messers der Messertrommel mit der Ambosstrommel ein Quetschschnitt in einer Schneidlinie durchgeführt wird, wobei die Messertrommel auf ihrem Umfang wenigstens einen Niederhalter in Transportrichtung der Materialbahn vor dem Messer aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Stabilisierung einer Schnittkante beim Quetschschnitt in einer Querschneideeinrichtung.
Querschneideeinrichtungen, bestehend aus einer Messertrommel und einer korrespondierenden Ambosstrommel, die einen Quetschschnitt durchführen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Das Querschneiden der laufenden Materialbahn in Bögen erfolgt derart, dass ein Messer der Messertrommel in Kontakt mit der Ambosstrommel tritt. Um einen einwandfreien Schnitt zu gewährleisten, kann das Messer vorzugsweise im Wesentlichen spielfrei an dem Amboss vorbeigeleiten. In Transportrichtung der Bögen ist dem Querschneider in der Regel ein Leitblech nachgeordnet, das zur Aufnahme und zum Weitertransport der Bögen dient. Das Leitblech wird dabei der Ambosstrommel in der Regel unter der Bildung eines kleinen Spaltes nachgeordnet. Ein zwischen dem Leitblech und der Ambosstrommel verbleibender Spalt lässt sich konstruktionsbedingt nicht vermeiden, da ein berührender Kontakt zwischen der Ambosstrommel und dem Leitblech zu Beschädigungen des Leitblechs und/oder der Ambosstrommel führen kann.
Oftmals haftet die Schnittkante der Materialbahn bzw. eines geschnittenen Bogens nach dem Schnitt an der Oberfläche der Ambosstrommel an und läuft derart mit der Ambosstrommel mit, dass die Übergabe auf das Leitblech verhindert oder maßgeblich gestört werden kann. Die Vorderkannte der Materialbahn kann beispielsweise in den Spalt zwischen der Ambosstrommel und dem Leitblech einlaufen. Der entsprechende Bogen wird dann nicht dem weiteren Verarbeitungsprozess zugeführt, wodurch es zu Störungen des Betriebsablaufs kommen kann. Es kann jedoch auch vorkommen, dass die vordere Schnittkante der Materialbahn an dem Messer der Messertrommel haften bleibt und mit der Messertrommel mitläuft. Auch dieses ungewollte Verhalten der Materialbahn bzw. des Bogens kann zur Störungen führen, die einen Stopp der Querschneideeinrichtung sowie ein manuelles Korrigieren der Bogenlage nach sich ziehen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Querschneider bereitzustellen, bei dem ein Mitlaufen der Bogenvorderkante mit der Messertrommel und/oder der Ambosstrommel wirksam verhindert wird. Gleichzeitig soll die Schnittqualität verbessert werden. Darüber hinaus soll ein Verfahren bereitgestellt werden, dass die oben genannten Nachteile überwindet und die in diesem Absatz beschriebenen Aufgaben erfüllt.
Die vorgenannte Aufgabe wird durch eine Querschneideeinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Im Rahmen der Erfindung durchgeführte Versuche haben gezeigt, dass die Schnittqualität der Querschneideeinrichtung stark von der Lage der Materialbahn relativ zum Messer und zur Ambosstrommel abhängt. Erfindungsgemäß weist daher der Niederhalter der Querschneideeinrichtung einen Abstand zum Messer und/oder eine Länge bzw. eine radiale Erstreckung in Richtung zur Ambosstrommel (bezogen auf die Position des Niederhalters beim Quetschschnitt) derart auf, dass die Materialbahn beim Quetschschnitt mit dem Niederhalter in Kontakt steht und von dem Niederhalter in Richtung zur Ambosstrommel gewölbt wird. Der Niederhalter ist auf dem Umfang der Messertrommel in Transportrichtung der Materialbahn vor dem Messer angeordnet. Die Materialbahn wird der Querschneideeinrichtung über ein Leitblech zugeführt und in Bögen geschnitten. Die Materialbahn wird unmittelbar vor und während des Schnittes nach unten in Richtung zur Ambosstrommel gedrückt. Nach der Durchführung des Schnittes drückt der Niederhalter den vorderen Bereich der Materialbahn weiterhin nach unten in Richtung zur Ambosstrommel. Somit wird einerseits ein Mitlaufen der Vorderkante mit der Messertrommel verhindert. Andererseits wird die Materialbahn in Richtung zur Ambosstrommel gewölbt und dadurch in ihrer Lage beim Schnitt stabilisiert, woraus ein deutlich verbessertes Schnittergebnis resultiert.
Der Erfindung liegt damit der Gedanke zugrunde, die Materialbahn vor und während des Schnittes vorübergehend zu wölben und dadurch insbesondere während des Schnittes zu stabilisieren. Die Schnittqualität wird durch die höhere Stabilität der Materialbahn verbessert. Des Weiteren wird durch den Niederhalter ein Mitlaufen der Materialbahn mit der Messertrommel wirksam verhindert.
Eine Messertrommel kann ein einziges Messer aufweisen, das sich vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Länge der Messertrommel erstreckt. Eine solche Messertrommel führt bei jeder vollständigen Umdrehung einen Schnitt durch. Alternativ kann eine Messertrommel auch mehrere Messer aufweisen, die sich über die gesamte Länge der Messertrommel erstrecken. Pro Umdrehung der Messertrommel wird dann eine der Anzahl der Messer entsprechende Schnittanzahl durchgeführt. Im letztgenannten Fall weist die entsprechende Querschneideeinrichtung auch eine Mehrzahl von Schneidlinien und damit jedenfalls auch eine Mehrzahl von Niederhaltern auf. Es ist auch möglich, dass ein sich über die gesamte Länge der Trommel erstreckendes Messer in mehrere Messerabschnitte oder Messersegmente unterteilt ist. Die Messersegmente können dann unabhängig voneinander ausgetauscht werden und/oder an die Breite der Materialbahn angepasst werden.
In vorteilhafter Weise wird die Materialbahn beim Quetschschnitt von dem Niederhalter gegen die Ambosstrommel gedrückt und liegt bereits vor dem Qutschschnitt unmittelbar gegen die Ambosstrommel an. Der Niederhalter wirkt gegen die eine, vorzugsweise obere, Flachseite der Materialbahn und drückt die Materialbahn mit der anderen Flachseite gegen die Ambosstrommel. Die Materialbahn wird somit zwischen dem Niederhalter und der Ambosstrommel geklemmt und während des Schnittes mit der Bewegung der beiden Trommeln geführt. Die entstehende Wölbung in der Materialbahn und das Klemmen des Bogens zwischen Ambosstrommel und Niederhalter verbessern kumulativ die Stabilität der Materialbahn beim Schnitt. Auf diese Weise wird ein reproduzierbarer Schnitt, insbesondere eine reproduzierbare und stabile Lage der Materialbahn beim Schnitt erzeugt, wodurch die Schnittqualität verbessert wird.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Ambosstrommel wenigstens einen Anheber in Transportrichtung der Materialbahn vor der Schneidlinie zur Stabilisierung der Materialbahn während des Schneidvorganges auf. Die Materialbahn wird der Querschneideeinrichtung über ein Leitblech zugeführt, liegt wenigstens bereichsweise auf dem Anheber auf und wird dabei vorzugsweise in Transportrichtung vom Niederhalter S-förmig in Richtung zur Ambosstrommel gedrückt. Die Materialbahn liegt vorzugsweise im Bereich des Niederhalters und der Schneidlinie beim Schnitt auf der Ambosstrommel auf. Durch die S-förmige Wölbung wird die Stabilisierung der Materialbahn erheblich verbessert, wodurch die Schnittqualität und die Reproduzierbarkeit des Schnittes positiv beeinflusst werden. Dies haben umfangreich im Rahmen der Erfindung durchgeführte Versuche bestätigt.
Der Anheber hat des Weiteren die Funktion, ein Mitlaufen der Vorderkante bzw. des vorderen Bereichs der Materialbahn mit der Ambosstrommel zu verhindern. Drehen sich die beiden Trommeln nach dem Schneiden der Materialbahn weiter, wird der Abstand zwischen dem Niederhalter und der Ambosstrommel derart vergrößert, dass der Niederhalter die Materialbahn nicht mehr auf die Ambosstrommel und/oder in Richtung der Ambosstrommel drückt. Durch den nun fehlenden Widerstand wird die Materialbahn von dem Anheber radial angehoben und liegt dann im Bereich der Vorderkante nicht mehr auf der Ambosstrommel auf. Die Wölbung der Materialbahn nimmt während dieses Vorgangs ab, bis die Materialbahn nicht mehr oder nur noch geringfügig gewölbt ist. Die Schnittkannte selbst liegt dann weder auf dem Anheber noch auf der Ambosstrommel auf. Ein Mitlaufen des Vorderkantenbereichs der Materialbahn mit der Ambosstrommel kann auf diese Weise effektiv verhindert werden.
In vorteilhafter Weise ist der Anheber im Bewegungsregime der zusammenwirkenden Messertrommel und Ambosstrommel in Transportrichtung der Materialbahn zumindest im Wesentlichen vor dem Niederhalter angeordnet. Das Bewegungsregime der zusammenwirkenden Messer- und der Ambosstrommel beschreibt dabei die aufeinander abgestimmte Drehbewegung der Messertrommel und der Ambosstrommel und das dabei entstehende Zusammenwirken des Anhebers und des Niederhalters. Vorzugsweise wirken dabei der Anheber und der Niederhalter beim Quetschschnitt gleichzeitig gegen unterschiedliche Flachseiten der Materialbahn. Dabei ist der Anheber in Umfangsrichtung der Trommel vorzugsweise von dem Niederhalter beabstandet. Das bedeutet, dass der Anheber im Schnitt in Transportrichtung der Materialbahn bzw. in Umfangsrichtung der Trommeln von der Schneidlinie weiter beabstandet ist als der Niederhalter. Bei den gegenläufigen Rotationen der beiden Trommeln geraten der Anheber und der Niederhalter derart in Kontakt mit der Materialbahn, dass diese wenigstens bereichsweise auf dem Niederhalter aufliegt und durch das Zusammenwirken des Niederhalters und des Anhebers gewölbt wird. Im Bereich der Schneidlinie liegt die Materialbahn beim Schnitt vorzugsweise auf der Ambosstrommel auf. Durch die Wahl des Abstandes in Umfangsrichtung zwischen dem Anheber und dem Niederhalter kann die Wölbung der Materialbahn im Schnitt beeinflusst werden. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen dem Anheber und dem Niederhalter wenigstens 1 mm, weiter bevorzugt von wenigstens 2 mm.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist quer zur Materialbahn und deren Transportrichtung eine Mehrzahl voneinander beabstandeter Anheber und/oder voneinander beabstandeter Niederhalter vorgesehen. Die voneinander beabstandeten Anheber segmentieren einen Anhebebereich, voneinander beabstandete Niederhalter einen Niederhaltebereich. Durch die Mehrzahl von voneinander beabstandeten Anhebern und/oder Niederhaltern kann eine gleichmäßige Wölbung der Materialbahn über die gesamte Breite der Materialbahn erzeugt werden. Dies trägt insbesondere zu einer gesteigerten Stabilisierung der Materialbahn im Schnitt und zu einer verbesserten Schnittqualität bei. In vorteilhafter Weise können Anheber und Niederhalter in Transportrichtung der Materialbahn zueinander versetzt angeordnet sein. Die Wölbung kann hierdurch auf eine materialschonende Weise erfolgen.
Bevorzugt weist die Messertrommel auf ihrem Umfang wenigstens einen Niederhalter in Transportrichtung der Materialbahn nach dem Messer auf. Durch die Anordnung eines zusätzlichen Niederhalters in Transportrichtung nach dem Messer, wird die Materialbahn im Schnitt von den Niederhaltern vor und nach dem Messer in Richtung zur Ambosstrommel gedrückt. Die Materialbahn wird somit auf beiden Seiten des Messers stabilisiert. Auf diese Weise kann die Schnittqualität weiter verbessert werden.
Der Niederhalter und der Anheber können zumindest in Randbereichen im Quetschschnitt miteinander kämmend angeordnet sein. Der Niederhalter und der Anheber sind dann quer zur Transportrichtung voneinander beabstandet und überlappen sich dabei in einander in Transportrichtung zugewandten Randbereichen. Sofern sich Niederhalter und Anheber während des Schneidvorgangs zumindest zeitweise und in Randbereichen überlappen bzw. kämmen, wird zum einen eine vorteilhafte Biegung bzw. Wölbung der Materialbahn in Transportrichtung und zum anderen auch eine Wölbung der Materialbahn quer zur Transportrichtung erreicht. Ist quer zur Materialbahn eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Anhebern und Niederhaltern vorgesehen, so lässt sich quer zur Transportrichtung eine wellenförmige Wölbung der Materialbahn erzeugen. In Transportrichtung und quer dazu erzeugte Wölbungen der Materialbahn überlagern sich und bilden eine komplexe, dreidimensionale Wölbung in der Materialbahn aus. Durch die vorgenannte Wölbung wird die Materialbahn reproduzierbar in besonders stabiler Weise in ihrer Lage fixiert und eine besonders vorteilhafte Schnittqualität erzeugt.
Weiter bevorzugt bestehen der Anheber und/oder der Niederhalter aus einem elastischen Material, beispielsweise aus einem Schaumstoff, einem Gummiwerkstoff oder einem Elastomerwerkstoff. Der Durchlauf der Materialbahn kann auf diese Weise verbessert werden. Durch das elastische Verhalten des Anhebers und des Niederhalters wird die Wölbung in der Materialbahn auf eine materialschonende Weise erzeugt. Somit kann auf effektive Weise verhindert werden, die Oberflächen der Materialbahn zu beschädigen oder anderweitig negativ zu beeinflussen. Der Anheber und der Niederhalter können aufgrund ihres elastischen Materials Änderungen der Materialbahn, beispielsweise bei Verwendung einer dickeren Materialbahn, ausgleichen, ohne die Materialbahn zu beschädigen oder den Prozess negativ zu beeinflussen. Der Anheber kann auch ein steifes Material aufweisen. Der Anheber kann beispielsweise in den Amboss eingefrässt sein, wobei der Anheber in diesem Fall das gleiche Material wie der Amboss aufweist. Somit eignen sich die Anheber und Niederhalter für eine Vielzahl von möglichen, zu verarbeitenden Material bahneigenschaften.
Der Anheber und der Niederhalter können jeweils als ein eigenes Element ausgebildet sein und wechselbar an der Messertrommel bzw. der Ambosstrommel angeordnet und befestigt sein. Der Anheber und der Niederhalter können mittels einer Verschraubung oder Verklemmung auf einfache Weise mit der Amboss- bzw. Messertrommel verbunden werden und somit leicht gewechselt und/oder ausgetauscht werden. Somit können der Anheber und der Niederhalter an die entsprechenden Anforderungen eines Prozesses oder einer Materialbahn angepasst ausgewählt und anschließend auf der jeweiligen Trommel montiert werden. Alternativ kann der Anheber und der Niederhalter auch nicht auswechselbar mit der Trommel verbunden sein. Der Anheber und der Niederhalter können beispielsweise einstückig mit der jeweiligen Trommel verbunden sein oder unlösbar mit dieser verbunden, beispielsweise verklebt sein. Nicht ausgeschlossen ist, dass der Anheber und/oder der Niederhalter höhenverstellbar ausgebildet ist. Höhenverstellbar bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Anheber und/oder der Niederhalter in radialer Richtung verfahrbar und/oder verstellbar ausgebildet sein kann. Auf diese Weise kann ein Anheber und/oder ein Niederhalter für unterschiedliche Anwendungsfälle verwendet und entsprechend den Anforderungen in radialer Richtung ausgerichtet werden. Ein radiales Verstellen kann beispielsweise hydraulisch oder mechanisch, beispielsweise über Stellschrauben, erfolgen. Dem Fachmann sind entsprechende Vorrichtungen und Verfahren zum radialen Einstellen eines Elementes bekannt.
Bevorzugt sind quer zur Transportrichtung mehrere Niederhalter vorgesehen, wobei die aufaddierte Gesamterstreckung der Niederhalter in Längsrichtung der Messertrommel, d.h. die Summe der Einzellängen, wenigstens 5 % der Länge der Messertrommel, vorzugsweise wenigstens 10 %, bevorzugt 15 % bis 45 %, betragen kann. Die Niederhalter sind vorzugsweise gleichmäßig in Längsrichtung der Messertrommel voneinander beabstandet. Durch eine entsprechende Anordnung der Niederhalter wird über die Breite der Materialbahn eine gleichmäßige Wölbung in der Materialbahn erzeugt. Die Materialbahn wird darüber hinaus beim Schnitt auch gleichmäßig fixiert, so dass die Schnittqualität entlang des Schnittes von gleichbleibend hoher Qualität ist.
In vorteilhafter Weise sind mehrere Anheber vorgesehen, wobei die aufaddierte Erstreckung der Anheber in Längsrichtung der Ambosstrommel, d.h. die Summe der Einzellängen, wenigstens 2 %, vorzugsweise wenigstens 5 % der Länge der Ambosstrommel, vorzugsweise wenigstens 10 %, bevorzugt 15 % bis 45 %, entspricht. Vorzugsweise sind die Anheber in Längsrichtung der Ambosstrommel gleichmäßig voneinander beabstandet. Die Ausrichtung der Anheber führt zu einer gleichmäßigen Wölbung der Materialbahn und somit zu einer gleichmäßigen Fixierung der Materialbahn im Schnitt. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass der vordere Bereich der Materialbahn nach dem Schnitt radial angehoben und daran gehindert wird, mit der Ambosstrommel mitzulaufen.
Sind mehrere Anheber und mehrere Niederhalter vorgesehen, wechseln sich Anheber und Niederhalter in Richtung quer zur Materialbahn ab, so dass eine alternierende Anordnung von Anhebern und Niederhaltern vorliegt.
In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Ambosstrommel in Transportrichtung der Materialbahn ein Leitblech zur Übernahme der Materialbahn bzw. des vorderen Schnittkantenbereichs eines Bogens nachgeordnet. Dabei ist der radiale Abstand und/oder der Abstand in Umfangsrichtung der Trommel zwischen dem Leitblech und der Ambosstrommel von entscheidender Bedeutung. Bei einem zu großen Abstand des Leitblechs von der Ambosstrommel besteht die Gefahr, dass der Bogen in den Spalt zwischen dem Leitblech und der Ambosstrommel einläuft. In einem solchen Fall muss der Prozess gestoppt werden und der Bogen manuell auf das Leitblech übertragen werden. Ist der Abstand zwischen dem Leitblech und der Ambosstrommel zu gering, können sich das Leitblech und die rotierende Ambosstrommel berühren, was zu Schäden sowohl am Leitblech als auch an der Ambosstrommel führen kann. Hierdurch kann insbesondere die Qualität des durchgeführten Schnittes negativ beeinflusst werden. Der Abstand liegt besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 2 mm, kann aber auch größer oder kleiner sein. Grundsätzlich ist der weitere Transport eines Bogens auch ohne ein Leitblech möglich.
Es ist vorteilhaft, wenn der Abstand des Leitblechs von der Ambosstrommel einstellbar ist, beispielsweise mittels hydraulischer, pneumatischer und/oder mechanischer Verstelleinrichtungen. Auf diese Weise kann der Abstand gezielt an die Anforderungen des Prozesses und in Abhängigkeit von der zu verarbeitenden Materialbahn eingestellt werden.
In vorteilhafter Weise kann das Leitblech eine stumpfe oder spitze Kante aufweisen, mit der das Leitblech zur Ambosstrommel angeordnet ist. Eine spitze Kante des Leitbleches kann dahingehend vorteilhaft sein, dass der Abstand zwischen dem Leitblech und der Ambosstrommel besonders gering gehalten werden kann, so dass ein Einlaufen der Vorderkante eines Bogens in den Bereich zwischen der Ambosstrommel und dem Leitblech wirkungsvoll verhindert werden kann. Durch die gezielte Ausrichtung des Abstandes zwischen Leitblech und Ambosstrommel können Störfälle effektiv vermieden werden. Es ist auch möglich, die Ausrichtung des Leitblechs relativ zur Ambosstrommel zu verändern und somit an die Gegebenheiten des Schneidprozesses anzupassen.
Bevorzugt weist das Leitblech an der der Ambosstrommel zugewandten Seite wenigstens eine Aussparung oder Nut auf, wobei der Anheber bei der Drehung der Ambosstrommel durch die Aussparung oder Nut durchgeführt wird. Der vordere Bereich der Materialbahn liegt nach dem Schnitt auf dem Anheber auf und ist von der Ambosstrommel radial beabstandet. Der Anheber sorgt dafür, dass der vordere Bereich der Materialbahn auf das Leitblech gehoben bzw. übergeben wird. Bei der weiteren Drehung der Ambosstrommel wird der Anheber durch die Aussparung oder Nut des Leitbleches durchgeführt, so dass der vordere Bereich der Materialbahn spätestens dann auf dem Leitblech aufliegt, wenn der Anheber vollständig durch die Aussparung oder Nut des Leitbleches durchgeführt ist. Weist die Ambosstrommel mehrere Anheber auf, so ist vorzugsweise jedem Anheber eine Aussparung oder Nut zugeordnet, durch die der Anheber bei Drehung der Ambosstrommel durchgeführt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der vordere Bereich der Materialbahn über seine gesamte Breite gleichmäßig auf das Leitblech gehoben bzw. übergeben wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren steht die Materialbahn während des Quetschschnitts im Bereich der beim Schnitt neu gebildeten Vorderkante mit wenigstens einem Niederhalter einer Messerstrommel der Querschneideeinrichtung in Kontakt und wird von dem Niederhalter in Richtung zu einer Ambosstrommel der Querschneideeinrichtung gewölbt. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Materialbahn während des Quetschschnitts im Bereich vor der beim Schnitt neu gebildeten Vorderkante mit wenigstens einem Anheber der Ambosstrommel in Kontakt steht und von dem Anheber in Richtung zur Messerstrommel angehoben wird, wobei, weiter vorzugsweise, die Materialbahn im Bereich zwischen dem Anheber und dem Niederhalter im Wesentlichen S-förmig gewölbt wird.
Erfindungsgemäß kann die Materialbahn beim Querschneiden im Bereich der beim Schnitt gebildeten Vorderkante von wenigstens einem Anheber und wenigstens einem beabstandeten Niederhalter zur Stabilisierung im Schnitt gewölbt werden. Der Anheber kann den Bereich der Vorderkante der Materialbahn nach dem Querschneiden von der Ambosstrommel anheben, wobei die Vorderkante der Materialbahn auf ein mit wenigstens einer Aussparung oder Nut versehenes Leitblech übergeben werden kann, um ein Mitlaufen der Materialbahn mit der Messertrommel zu verhindern. Die Materialbahn wird so vor und während des Schnittes stabilisiert. Das Verfahren führt somit zu einer verbesserten Reproduzierbarkeit des Schneidprozesses und zu einer verbesserten Qualität der Schnittkante. Gleichzeitig wird die Übergabe des vorderen Bereichs der Materialbahn auf ein der Querschneideeinrichtung nachgeordnetes Leitblech auf zuverlässige Weise ermöglicht.
Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können bedarfsweise miteinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht im Einzelnen ausdrücklich erwähnt ist. Der Offenbarungsgehalt der Erfindung ist nicht auf die durch die gewählte Absatzformatierung vorgegebenen Kombinationen von Erfindungsmerkmalen beschränkt.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen.
In der Zeichnung zeigen

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Querschneideeinrichtung im Schnitt;
2 eine perspektivische Ansicht des Schneidbereichs der Querschneideeinrichtung aus 1 in einer schematischen Darstellung;
3 eine schematische Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Querschneideeinrichtung nach der Schnittdurchführung und
4 eine perspektivische Ansicht der Ambosstrommel und eines materialabführenden Leitblechs der erfindungsgemäßen Querschneideeinrichtung aus 1 in einer schematischen Darstellung.

1 zeigt eine Querschneideeinrichtung 1 zum Schneiden oder Quertrennen einer laufenden Materialbahn 2 in Bögen 3. Die Materialbahn 2 wird mittels eines zuführenden Leitblechs 4 in die Querschneideeinrichtung 1 gefördert. Die Materialbahn 2 wird von dem zuführenden Leitblech 4 in einen Schneidbereich zwischen einer Messertrommel 5 und einer korrespondierenden unterhalb der Messertrommel 5 angeordneten Ambosstrommel 6 geführt. Die Materialbahn 2 wird in dem Schneidbereich in Bögen 3 geschnitten. Anschließend wird die Materialbahn 2 bzw. der Bogen 3 über ein abführendes Leitblech 7 von der Querschneideeinrichtung 1 abtransportiert und dem weiteren Verarbeitungsprozess zugeführt.
Zum Schneiden der Materialbahn 2 weist die Messertrommel 5 wenigstens ein Messer 8 auf, dass sich vorzugsweise über die gesamte Länge der Messertrommel 5 erstreckt. Auf der Messertrommel 5 ist ein Niederhalter 9 in Transportrichtung 10 vor dem Messer 8 angeordnet. Der Niederhalter 9 kann dabei vorzugsweise unmittelbar vor dem Messer 8 oder auch weiter von dem Messer 8 beabstandet angeordnet sein.
Beim Durchführen eines Schnittes stehen das Messer 8 und die Ambosstrommel 6 in einer Schneidlinie miteinander in Kontakt. Auf der Ambosstrommel 6 ist ein Anheber 11 angeordnet. Der Anheber 11 ist in Transportrichtung 10 der Materialbahn 2 vor der Schneidlinie angeordnet und von dieser beabstandet. Wie in 1 dargestellt, ist der Anheber 11 bezogen auf die in 1 gezeigte Schnittstellung der Trommeln 5, 6 in Transportrichtung 10 der Materialbahn 2 vor dem Niederhalter 9 angeordnet und von dem Niederhalter 9 beabstandet. Es ist jedoch auch möglich, dass sich der Niederhalter 9 und der Anheber 11 in der Schnittstellung der Trommeln 5, 6 in Transportrichtung 10 bereichsweise überlappen.
Die Materialbahn 2 wird von dem Niederhalter 9 vor und während des Schnittes in Richtung zur Ambosstrommel 5 gedrückt. Beim Schneidvorgang oder danach liegt die Materialbahn 2 wenigstens bereichsweise auf dem Anheber 11 auf. Der Niederhalter 9 drückt auf die obere Flachseite der Materialbahn 2 und drückt die Materialbahn 2 mit der gegenüberliegenden Flachseite in Richtung zur Ambosstrommel 6, wobei, vorzugsweise, die Materialbahn 2 dadurch gegen die Ambosstrommel 6 anliegen. Die Materialbahn 2 kann auch zwischen den Niederhaltern 9 und der Ambosstrommel 6 eingeklemmt bzw. festgehalten werden. Im Bereich der Schneidlinie liegt die Materialbahn 2 jedenfalls auf der Ambosstrommel 6 auf. In Transportrichtung 10 vor dem Messer wird die Materialbahn 2 aufgrund des Zusammenspiels von Niederhalter 9 und Anheber 11 vorzugsweise im Wesentlichen S-förmig gewölbt. Auf diese Weise wird die Materialbahn 2 in einer stabilen Position beim Schnitt fixiert, wodurch die Schnittqualität positiv beeinflusst wird.
In 2 ist gezeigt, dass mehrere Niederhalter 9 und Anheber 11 quer zur Transportrichtung 10 der Materialbahn 2 bzw. in Längsrichtung der Trommeln 5, 6 hintereinanderliegend angeordnet sind. 2 zeigt die Messertrommel 5 und die Ambosstrommel 6 im Schnittzustand. Die Messertrommel 5 weist mehrere gleichmä-ßig voneinander beabstandete Niederhalter 9 auf. Die Ambosstrommel 6 weist ebenfalls eine Mehrzahl von Anhebern 11 auf, die auch gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Die Niederhalter 9 und die Anheber 11 sind quer zur Transportrichtung 10 alternierend angeordnet. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Niederhaltern 9 entspricht vorzugsweise wenigstens der Breite eines Anhebers 11. Quer zur Transportrichtung 10 können die Niederhalter 9 und die Anheber 11 beispielsweise einen Abstand von wenigstens 1 mm voneinander aufweisen.
Bei der in 1 und 2 dargestellten Anordnung überlappen sich die Niederhalter 9 und die Anheber 11 bezogen auf die Position im Schnitt in Transportrichtung 10 nicht und können beispielsweise einen Abstand von wenigstens 1 mm voneinander aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Anheber 11 und Niederhalter 9 bezogen auf die Position im Schnitt bereichsweise miteinander kämmen. So kann die Materialbahn 2 im Bereich der Anheber 11 und Niederhalter 9 in Transportrichtung 10 und quer dazu verformt werden. Auf diese Weise kann eine komplexe und besonders stabile dreidimensionale Wölbung der Materialbahn 2 im Schnitt erreicht werden, wodurch die Schnittqualität erheblich verbessert wird.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, weisen die Niederhalter 9 und die Anheber 11 in Umfangsrichtung der Trommeln 5, 6 und bezogen auf die Position im Schnitt einen Abstand voneinander auf. Durch Variation des Abstandes kann die Wölbung der Materialbahn 2 variiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, je nach Anwendungsfall eine unterschiedliche Verformung der Materialbahn 2 einzustellen.
Nach der Durchführung des Schnittes wird die Materialbahn 2 auf ein abführendes Leitblech 7 übergeben. Wie aus 3 ersichtlich ist, ist ein Spalt zwischen dem Leitblech 7 und der Ambosstrommel 6 vorhanden. Um ein Mitlaufen des vorderen Bereichs der Materialbahn 2 mit der Ambosstrommel 6 zu verhindern, wodurch die Materialbahn 2 in den Spalt zwischen dem Leitblech 7 und der Ambosstrommel 6 gelangen könnte, wird die Materialbahn 2 nach dem Schnitt von dem Anheber 11 radial angehoben. Nach dem Schnitt drehen sich die Ambosstrommel 6 und die Massertrommel 5 derart weiter, dass der Niederhalter 9 den Kontakt zur Materialbahn 2 verliert, wie in 3 dargestellt ist. Der Niederhalter 9 drückt dann nicht mehr gegen die obere Flachseite der Materialbahn 2 und/oder drückt die Materialbahn 2 nicht mehr in Richtung zur Ambosstrommel, wodurch sich die Materialbahn 2 aufgrund des Anhebers 11 im vorderen Bereich wieder aufrichten kann. Der vordere Bereich der Materialbahn 2 ist dann radial von der Ambosstrommel 6 beabstandet. Auf diese Weise kann der vordere Bereich der Materialbahn 2 auf das abführende Leitblech 7 übertragen bzw. übergeben werden, wobei auf effiziente Weise ein Mitlaufen der Materialbahn 2 mit der Ambosstrommel 6 verhindert wird. Die Materialbahn 2 kann nun nicht mehr ungewollt in den Spalt zwischen dem Leitblech 7 und der Ambosstrommel 6 einlaufen.
Die in 3 dargestellte Querschneideeinrichtung 1 zeigt eine zweite mögliche Anordnung der Niederhalter 9. In Transportrichtung 10 der Materialbahn 2 weist die Messertrommel 5 sowohl einen Niederhalter 9 vor dem Messer 8 als auch einen Niederhalter 9 hinter dem Messer 8 auf. Beim Schneidvorgang wird die Materialbahn 2 durch die beiden Niederhalter 9 auf beiden Seiten des Messers 8 stabilisiert, so dass die Schnittqualität zusätzlich gesteigert werden kann.
Die Anheber 11 der Ambosstrommel 6 können wie in 4 ersichtlich ist, eine Erstreckung über einen Großteil des Umfangs der Ambosstrommel 6 aufweisen. Die in 4 gezeigte Ambosstrommel kann auf einfache Weise mittels eines Fräsvorgangs gefertigt werden. Durch Einfräsen von Umfangsnuten werden die Anheber 11 gebildet. Lediglich in einem Schneidbereich, in dem der Schnitt und das Niederdrücken der Materialbahn 2 durch die Niederhalter 9 erfolgt, müssen die Anheber 11 abschnittsweise von der Ambosstrommel abgetragen werden. Auch dieses Abtragen kann mittels Fräsen erfolgen.
Wie in 4 ersichtlich ist, weist das Leitblech 7 eine Mehrzahl von Aussparungen 12 bzw. Nuten auf. Jede Aussparung 12 ist dabei einem Anheber 11 zugeordnet, wobei jeder Anheber 11 bei der Trommeldrehung durch eine entsprechende Aussparung des Leitblechs 7 durchgeführt wird. Auf diese Weise ist eine Kollision der Anheber 11 mit dem Leitblech 7 ausgeschlossen. Die Anheber 11 können die Materialbahn 2 somit auf sichere Weise auf das Leitblech 7 übergeben und durch die Aussparungen 12 durchgeführt werden. Somit haben die Anheber 11 nicht nur die Funktion, in Wechselwirkung mit den Niederhaltern 9 die Materialbahn 2 im Schnitt zu stabilisieren, sondern auch die Materialbahn 2 auf sichere Weise auf das abführende Leitblech 7 zu übertragen.
Bezugszeichenliste

1: Querschneideeinrichtung
2: Materialbahn
3: Bogen
4: Leitblech
5: Messertrommel
6: Ambosstrommel
7: Leitblech
8: Messer
9: Niederhalter
10: Transportrichtung
11: Anheber
12: Aussparung

Claims

Querschneideeinrichtung (1), insbesondere zum Schneiden oder Quertrennen einer laufenden Materialbahn (2) aus vorzugsweise Papier, Karton, Kunststoff und/oder Metall in Bögen (3), mit einer um eine quer zur Materialbahn (2) und ihrer Förderrichtung verlaufenden Drehachse drehbaren Messertrommel (5) als rotierbare Schneideinrichtung, wobei die Messertrommel (5) wenigstens ein sich in Achsrichtung der Messertrommel (5) erstreckendes mit der Messertrommel (5) umlaufendes Messer (8) aufweist, mit einer korrespondierenden um eine quer zur Materialbahn (2) und ihrer Förderrichtung verlaufenden Drehachse drehbaren Ambosstrommel (6), wobei die Ambosstrommel (6) vorzugsweise vertikal unterhalb der Messertrommel (5) angeordnet ist, wobei bei einem Kontakt eines Messers (8) der Messertrommel (5) mit der Ambosstrommel (6) ein Quetsch-Schnitt in einer Schneidlinie durchführt wird, wobei die Messertrommel (5) auf ihrem Umfang wenigstens einen Niederhalter (9) in Transportrichtung (10) der Materialbahn (2) vor dem Messer (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (9) einen Abstand zum Messer (8) und/oder eine radiale Erstreckung derart aufweist, dass die Materialbahn (2) beim Quetschschnitt mit dem Niederhalter (9) in Kontakt steht und von dem Niederhalter (9) in Richtung zur Ambosstrommel (6) gewölbt wird.
Querschneideeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (2) beim Quetschschnitt von dem Niederhalter (9) gegen die Ambosstrommel (6) gedrückt wird und gegen die Ambosstrommel (6) anliegt.
Querschneideeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ambosstrommel (6) wenigstens einen Anheber (11) in Transportrichtung (10) der Materialbahn (2) vor der Schneidlinie zur Stabilisierung der Materialbahn (2) während des Schneidvorganges aufweist.
Querschneideeinrichtung (1) nach Anspruch 3, dass der Anheber (11) im Bewegungsregime der zusammenwirkenden Messertrommel (5) und Ambosstrommel (6) in Transportrichtung (10) der Materialbahn (2) zumindest im Wesentlich vor dem Niederhalter (9) angeordnet ist.
Querschneideeinrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass quer zur Materialbahn (2) und ihrer Förderrichtung eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Anhebern (11) und/oder voneinander beabstandeten Niederhaltern (9) vorgesehen ist.
Querschneideeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messertrommel (5) auf ihrem Umfang wenigstens einen Niederhalter (9) in Transportrichtung (10) der Materialbahn (2) nach dem Messer (8) aufweist.
Querschneideeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (9) und der Anheber (11) zumindest in Randbereichen im Quetschschnitt miteinander kämmend angeordnet sind.
Querschneideeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anheber (11) und/oder der Niederhalter (9) aus einem elastischen Material bestehen, beispielsweise aus einem Schaumstoff, einem Gummiwerkstoff, oder einem Elastomerwerkstoff.
Querschneideeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ambosstrommel (6) in Transportrichtung (10) der Materialbahn (2) wenigstens ein Leitblech (7) zur Übernahme des geschnittenen Bogens (3) nachgeordnet ist, wobei, vorzugsweise, das Leitblech (7) an der der Ambosstrommel (6) zugewandten Seite wenigstens eine Aussparung oder Nut aufweist und der Anheber (11) bei der Drehung der Ambosstrommel (6) durch die Aussparung oder Nut durchgeführt wird.
Verfahren zur Stabilisierung einer Schnittkante beim Quetschschnitt in einer Querschneideeinrichtung (1), insbesondere mit einer Querschneideeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Materialbahn (2) während des Quetschschnitts im Bereich der beim Schnitt neu gebildeten Vorderkante mit wenigstens einem Niederhalter (9) einer Messerstrommel (5) der Querschneideeinrichtung (1) in Kontakt steht und von dem Niederhalter (9) in Richtung zu einer Ambosstrommel (6) der Querschneideeinrichtung (1) gewölbt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (2) während des Quetschschnitts im Bereich vor der beim Schnitt neu gebildeten Vorderkante mit wenigstens einem Anheber (11) der Ambosstrommel (6) in Kontakt steht und von dem Anheber (11) in Richtung zur Messerstrommel (5) angehoben wird, wobei, vorzugsweise, die Materialbahn (2) im Bereich zwischen dem Anheber (11) und dem Niederhalter (9) im Wesentlichen S-förmig gewölbt wird.