DE10241030A1 - Vorrichtung zum Längsschneiden einer angetriebenen Bahn aus Papier oder dgl. - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum Längsschneiden einer angetriebenen Bahn aus Papier oder dgl., mit einer quer zur Laufrichtung der Bahn angeordneten Antriebswelle, weist der mit einem rotierenden Kreismesser (15) zusammenwirkende, als Gegenmesser ausgebildete, lösbar befestigte Messerträger (1) am Umfang eine umlaufende Ausnehmung (10) auf, in der eine mit dem Kreismesser (15) zusammenwirkende Schneidkante des Gegenmessers angeordnet ist, wobei ein eine aus Hartmetall gebildete Schneidkante als Gegenmesser aufweisender, zweiteiliger Schneidring (8) in der teilweise umfassenden Ausnehmung (10), des aus zwei Schalen (2, 3) gebildeten, mit der Antriebswelle verbundenen Messerträgers (1) durch einen Klebstoff befestigt ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Längsschneiden einer angetriebenen Bahn aus Papier oder dgl., mit einer quer zur Laufrichtung der Bahn angeordneten Antriebswelle, an der wenigstens ein mit einem rotierenden Kreismesser zusammenwirkender, als Gegenmesser ausgebildeter Messerträger lösbar befestigt ist, der am Umfang eine umlaufende Ausnehmung aufweist.
• Bei Schneidvorrichtungen der eingangs genannten Art werden Antriebswellen verwendet, auf denen die Messerträger zur Einstellung der Schneidposition oder für das Nachschleifen der Schneidkante achsial verschiebbar und feststellbar bzw. von der Antriebswelle abziehbar ausgebildet sind. Die Schneidkante an dem Messerträger wird beispielsweise bei Schnellstahl durch diesen selbst oder einen auf ein ringförmiges Trägerwerkzeug warm aufgezogenen Schneidring aus Hartmetall gebildet, der vorteilhaft nach dem Aufziehen geschliffen wird.
• Eine solche Schneidvorrichtung offenbart beispielsweise die DE 29 31 970 A . Die Ausführung mit einem warm aufgezogenen Schneidring weist stirnseitig des Messerträgers eine umlaufende Ausnehmung auf, die eine Schulter zum Aufziehen des zuvor erwärmten Schneidrings bildet, welcher nach einer Abkühlphase fest auf der Schulter sitzt.
• Nach einer gewissen Standzeit des Gegenmessers, die sich nach dem zu verarbeitenden Material, wie Papier, Kunststofffolie, Karton etc., der Schnittgeschwindigkeit und weiteren Leistungsparametern richtet, bedarf es eines Nachschliffs, für den der Messerträger von der Antriebswelle zu lösen und abzuziehen ist.
• Das Nachschleifen einer Schneidkante aus einem aufgezogenem Hartmetall-Schneidring ist mit einem höheren Aufwand und längeren Unterbruch der Schneidarbeit verbunden, weshalb ein aus zwei Halbschalen gebildeter, mit der Antriebswelle verschraubbarer Messerträger aus Schnellstahl, Baustahl C 45 oder dgl. mit einer gehärteten Schneidkante trotz geringerer Standzeiten als ein warm aufgezogener Hartmetall-Schneidring weiterhin als Gegenmesser verwendet wird.
• Durch die zweiteilige Form des Messerträgers ist es möglich, diesen innert kurzer Zeit an der Antriebswelle auszutauschen.
• Der Vorteil einer kurzen Nachrüstzeit mit einer hohen Messerstandzeit zu kombinieren konnte bisher nicht erreicht werden. Der Grund liegt im Wesentlichen in den verschiedenen Materialien von Trägerwerkzeug und Schneidring, die durch Löten vereint werden, sowie der unterschiedlichen Verhaltensweise beim Gebrauch und der Instandstellung eines Messerträgers. Die abweichenden Ausdehnungskoeffizienten beider Teile erzeugen bei einer Erwärmung sich auf die Verbindung auswirkende hohe Spannungen bzw. die hohen Schneidkräfte oder ein Nachschleifen der Schneidkante verhindern eine dauerhafte Verbindung, auch bei einer partiellen Lötverbindung zwischen Trägerwerkzeug und Schneidring.
• Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher ein zweiteiliger Messerträger verwendbar ist, der sich durch eine hohe Messerstandzeit der Schneidkante des Gegenmessers als Vorrichtung mit hoher Schnittgenauigkeit auszeichnet, der an der Antriebswelle mit geringem Zeitaufwand austauschbar und dessen Energieaufwand für die Schneid leistung optimierbar ist.
• Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein eine aus Hartmetall gebildete Schneidkante als Gegenmessers aufweisender, zweiteiliger Schneidring in der teilweise umfassenden Ausnehmung, des aus zwei Schalen gebildeten, mit der Antriebswelle verbundenen Messerträgers durch einen Klebstoff befestigt ist.
• Durch die besondere konstruktive Ausgestaltung des aus Schalen gebildeten Messträgers kann die endungsgemässe Vorrichtung bezüglich Funktionsfähigkeit und dauerhaftigkeit optimiert werden und es steht durch die getroffene Massnahme einem geringen Aufwand durch die Klebverbindung zwischen Trägerwerkzeug und Schneidring ein erheblicher wirtschaftlicher Mehrertrag gegenüber.
• Obschon im Metall- und Werkzeugbau Klebeverbindungen nicht unbekannt sind, gehört es noch nicht zum fachlichen Wissen, eine Klebeverbindung an einer Vorrichtung der vorliegenden Art anzuwenden, ohne dass dabei besondere konstruktive Massnahmen bei einem mehrteiligen Messerträger zu treffen sind, dessen Vorteile in einer Kombination mitberücksichtigt werden sollen.
• Es existieren theoretische Grundlagen zu unlösbaren Klebeverbindungen gleichartiger oder verschiedener metallischer Werkstoffe durch einen Stoffschluss. Das Wirkprinzip zur Uebertragung von Schnittdynamen durch Zug- und/oder Schubspannungen in der Fügestelle entsteht durch Adhäsion und Kohäsion.
• Es können ungünstige Werkstoffbeeinflussungen durch Erwärmung wie beim Schweissen oder Löten vermieden werden und es wird eine gleichmässige Spannungsverteilung erzielt.
• Zugegebenermassen steht diesen Vorteilen eine Abbindezeit entgegen.
• Gleichzeitig bestehen Klebstoffanforderungen wie eine geringe Viskosität, um anfänglich in die Oberflächenrauheit einzudringen und danach eine hohe Viskosität für eine große Kohäsion und Adhäsion.
• Es bedarf einer Alterungsbeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit.
• Als Klebstoffe eignen sich solche mit einem physikalischen oder chemischen Abbindemechanismus.
• Physikalisch abbindend bedeutet, der Grundstoff wird in einer Flüssigkeit aufgelöst; die Klebeschicht entsteht durch Verdunsten des Lösungsmittels und die Klebstoffschmelze erstarrt oder geliert.
• Bei einer chemischen Abbindung handelt es sich um Klebstoffe, die sich speziell für technische Anwendungen eignen. Es sind hochmolekulare, härtende Kunstharze wie Phenolharze oder Epoxidharze.
• Die Aushärtung ertolgt durch Polymerisation, Polyaddition, Polykondensation oder durch eine chemische Reaktion des Grundstoffes, beispielsweise mit einem Luftsauerstoffgemisch. Für die Abbindereaktion wird ein Katalysator eingesetzt.
• Dabei kann die Abbindezeit durch eine Temperaturerhöhung und/oder Beschleuniger verkürzt werden.
• Die Festigkeit einer Klebeverbindung kann durch die Eigenschaften der zu verklebenden Werkstoffe und des Klebstoffes beeinflusst werden; ebenso durch die konstruktive Ausgestaltung der zu verklebenden Teile.
• Der Klebevorgang verlangt eine sorgfältige Vorbereitung der Klebeflächen. Das Auftragen einer Klebstoftschicht von 0,1 bis 0,3 mm wird auf einer rauhen, gereinigten Oberfläche vorgenommen und die zu verklebenden Teile sind genau zu positionieren und über die Aushärtezeit zusammenzupressen.
• Bekannte Klebstoffe sind Agomet, Araldit, Loctite, Redux etc.
• Eine alternative Ausführung des efindungsgemässen Messerträgers weist am Umfang eine Schneidnut auf, in die das Kreismesser mit der Schneidkante des Gegenmessers zusammenwirkend eintaucht.
• Vorteilhaft bildet die Ausnehmung eine kreisförmige Auflageschulter, auf welcher der Schneidring klebeverbunden mit den Schalen des Messerträgers vollständig aufliegt.
• Vorzugsweise ist der Schneidring vis-a-vis einer freistehenden Seitenwand in der Schneidnut angeordnet, sodass sich die beschnittene Papierbahn im Bereich der Schnittkante bewegen kann.
• Es erweist sich als zweckmässig und einfach, wenn die Auflageschulter mit einer Seitenwand der Schneidnut resp. der Ausnehmung einen rechten Winkel bildet, der ein genaues An- resp. Aufliegen des Schneidringes in der Ausnehmung gewährleistet.
• Im Sinne einer Optimierung der Klebeverbindung in der Ausnehmung ist es vorteilhaft, wenn die durch Auflageschulter und Seitenwand der Schneidnut resp. Ausnehmung gebildete Kante durch einen Freistich ausgebildet ist, sodass die für den Schneidring vorgesehenen Auflageflächen so gut wie überhaupt möglich für die Klebeverbindung nutzbar sind. Dadurch muss die erforderliche Fertigungspräzision der Auflageschulter nicht über die ganze Schneidnut eingehalten werden.
• Der Schneidring kann durch eine Klebeverbindung mit der Auflageschulter und einer Seitenwand der Schneidnut resp. der Ausnehmung an einer ihn teilweise umfassenden Fläche befestigt sein.
• Dadurch, dass der Boden der Schneidnut gegenüber der Auflageschulter für den Schneidring zurückversetzt sein kann, kann die Auflageschulter zur Verbindung mit dem Schneidring besser genutzt werden.
• Anschliessend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die bezüglich aller in der Beschreibung nicht näher erwähnten Einzelheiten verwiesen wird, anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen:
• 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemässen Messerträger gemäss Linie I-I in 2,
• 2 eine Seitenansicht des Messerträgers gemäss 1 und
• 3 eine vergrösserte Darstellung der Einzelheit X in 1.
• Die 1 und 2 zeigen einen Messerträger 1, der aus zwei Schalen 2, 3 gebildet ist, die durch jeweils zwei Befestigungsschrauben 4, 5 mit einer nicht dargestellten Antriebswelle verbindbar sind. Dieser Messerträger 1 weist eine am Umfang der stählernen Schalen 2, 3 verlaufende Schneidnut 6 auf, in der ein in einer Seitenwand 7 der Schneidnut 6 befestigter Schneidring 8 angeordnet ist, der mit einem von aussen in die Schneidnut tauchend mit einem Kreismesser 15 zusammenwirkend als Gegenmesser eine Schneideinheit zum Längsbeschneiden von Papierbahnen bildet.
• Das Kreismesser 15 weist am schneidwirksamen Umfang, der durch eine kegelige Fläche als Schneidkante ausgebildet ist, eine ununterbrochene, geschliffene Kreisform auf und wird aufgrund seiner gewohnten Position auch Obermesser genannt.
• Der Schneidring 8 besteht aus Hartmetall und ist in einer eine umlaufende Auflageschulter 11 bildenden, umlaufenden Ausnehmung 10 in der Schneidnut 6, mittels eines Klebstoffes 20 befestigt. Diese Auflageschulter 11 weist einen gegenüber dem Schneidnutboden 14 grösseren Durchmesser auf.
• Der in der umlaufenden Ausnehmung 10 befestigte, zweiteilige Schneidring 8 ist durch eine im Querschnitt unregelmässige Trapezform ausgebildet, deren längere Parallelkante mit einer freistehenden, geneigten Seitenkante am Umfang einen Schneidkreis des als Gegenmesser wirkenden Messerträgers 1 bildet, derart, dass sich der Querschnitt der Schneidnut von aussen nach innen zusehends erweitert.
• Die Auflageschulter 11 und die seitliche Wand 12 der Ausnehmung 10 bilden im Querschnitt eine rechtwinklige innere Kante, die durch einen Freistich 13 ausgebildet ist. Dieser verhilft zu einer optimalen Anlage des Schneidringes 8 in den Ausnehmungen 10 der aneinandergefügten Schalen 2, 3 und begünstigt so die Abbindung mit dem Klebstoff.
• Der Boden 14 der Schneidnut 6 ist – wie schon erwähnt – gegenüber der Auflageschulter 11 zurückversetzt, sodass der Schneidring 8 ausschliesslich in der Ausnehmung 10 der Schalen 2, 3 befestigt ist.
• Letztere schliessen jeweils einen Kreisbogen von 180° ein und stehen sich gemäss 2 an der horizontalen Mittellinie gegenüber.
• Der zweiteilige Schneidring 8 kann auch versetzt zu den Fügeenden der Schalen 2, 3 in die Schneidnut 6 bzw. Ausnehmung 10 eingelegt sein.
• Der Schneidring 8 könnte auch aus mehr als zwei Ringelementen bestehen, was übrigens auch für die Schalen zutrifft.
• Anstelle einer Schneidnut 6 könnte die Ausnehmung 10 zur Befestignung des zweiteiligen Schneidringes 8 an einer Stirnseite am Umfang des Messerträgers 1 angeordnet sein (in 3 strichpunktiert vermerkt).
• Gegenüber der durch das Kreismesser 15 gebildeten Schnittebene weist der Schneidring 8 eine wenigstens 1° geneigte, freistehende Fläche auf.
• Bei der Herstellung des mit einer Schneidnut 6 versehenen Messerträgers 1, werden die Schalen 2, 3 vorerst in die endgültige Lage zu einem geschlossenen Ring montiert.
• Danach wird der aus Hartmetall geformte, zweiteilige Schneidring 8 gegenüber den aus hochfestem Stahl gebildeten Schalen 2, 3 erwärmt, so dass ein Presssitz zwischen diesen Teilen entsteht. Bevor der wärmere Schneidring 8 in die Ausnehmung 10 eingesetzt wird, wird letztere mit einem Epoxidharzklebstoff ausgestrichen bzw. belegt.
• Der eingesetzte Schneidring 8 wird nun aufgrund seiner Abkühlung auf die Auflageschulter 11 gepresst, so dass durch den Epoxidharzkleber zwischen den Schalen 2, 3 und dem zweiteiligen Schneidring 8 eine Verbindung entsteht, die bei einer Belastung von 3000 N/cm² nicht abreisst.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Längsschneiden einer angetriebenen Bahn aus Papier oder dgl., mit einer quer zur Laufrichtung der Bahn angeordneten Antriebswelle, an der wenigstens ein mit einem rotierenden Kreismesser (15) zusammenwirkender, als Gegenmesser ausgebildeter Messerträger (1) lösbar befestigt ist, der am Umfang eine umlaufende Ausnehmung (10) aufweist, in der eine mit dem Kreismesser (15) zusammenwirkende Schneidkante des Gegenmessers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein eine aus Hartmetall gebildete Schneidkante als Gegenmessers aufweisender, zweiteiliger Schneidring (8) in der teilweise umfassenden Ausnehmung (10), des aus zwei Schalen (2, 3) gebildeten, mit der Antriebswelle verbundenen Messerträgers (1) durch einen Klebstoff befestigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Messerträger (1) am Umfang eine Schneidnut (6) aufweist, in die das Kreismesser (15) schneidwirksam mit einer Schneidkante in das Gegenmes ser eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Hartmetall gebildete, zweischneidige Schneidring (8) in einer seitlichen Ausnehmung (10) der Schneidnut (6) des aus zwei Schalen (2, 3) gebildeten, mit der Antriebswelle verbundenen Messträgers (1) durch den Klebstoff befestigt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (10) eine kreisförmige Auflageschulter (11) bildet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidring (8) vis-a-vis einer freistehenden Seitenwand (12) in der Schneidnut (6) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageschulter (11) mit einer Seitenwand (12) der Schneidnut (6) resp. der Ausnehmung (10) einen rechten Winkel bildet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Auflageschulter (11) und Seitenwand (12) der Schneidnut (6) resp. Ausnehmung (10) gebildete Kante durch einen Freistich (13) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidring (8) an Auflageschulter (11) und Seitenwand (12) der Schneidnut (6) resp. der Ausnehmung (10) durch den Klebstoff befestigt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (14) der Schneidnut (6) gegenüber der Auflageschulter (11) zurückversetzt ausgebildet ist.