DE19726993A1 - Messertrommel für Maschinen zum Querschneiden von Materialbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Messertrommel für Maschinen zum Querschneiden von Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Querschneidemaschinen zur Herstellung von Bögen aus Papier oder Karton enthalten bekannterweise zwei in einem Maschinengestell übereinander rotierbar gelagerte Messertrommeln, deren Messer beim Umlauf paarweise in Schnitteingriff gelangen, um die durchlaufende Bahn mit einem Scherenschnitt quer durchzuschneiden. Bekannter­ weise bestehen die Messertrommeln jeweils aus einem walzenförmigen Tragkörper, der in seiner Mantelfläche zumindest eine wendelförmig in axialer Richtung verlaufende Nut enthält, in der ein sich über die Walzenlänge erstreckendes Messer mit radial überste­ hender Schneidkante befestigt ist.

Aus der DE 295 12 032-U1 ist eine gattungsgemäße Messertrommel mit einem liegend in einem geringen positiven Winkel gegen die Tangente an den Tragkörper geneigt angeordneten Messer bekannt. Um die exakte Einstellung beim Einbauen des Messers zu erleichtern, stützen sich das Messer mit seiner stirnseitigen, nachschleifbaren Schneidfläche an einer Anlagefläche des Tragkörpers ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Messertrommel so zu verbessern, daß das Messer einerseits exakt ausgerichtet eingebaut werden kann, andererseits noch die Möglichkeit besteht, die Schneidkante des Messers mittels Stellelementen in tangentialer Richtung zum Tragkörper lokal unterschiedlich zu justieren.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Nach der Erfindung wird das liegend angeordnete Messer beim Einbau an seiner Hinterkante ausgerichtet. Die Schneidkante liegt an keinem Anschlag an und kann so mittels gegen die Hinterkante des Messers drückenden Stellelementen, beispielsweise mittels Anstellschrauben, lokal unterschiedlich justiert werden.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Messertrommel.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand vereinfacht dargestellter Ausführungsbeispiele:

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt quer zur Bahnlaufrichtung durch eine Querschneidemaschine.

Fig. 2 zeigt ausschnittsweise einen Querschnitt durch zwei Messertrommeln aus einem Faserverbundmaterial im Bereich der Anstellschrauben der Ober­ messertrommel.

Fig. 3 zeigt ausschnittsweise einen Querschnitt durch die Messertrommel nach

Fig. 2 im Bereich der Anschlagklötze der Obermessertrommel.

Fig. 4 zeigt als Draufsicht einen Teil der Obermessertrommel.

Fig. 5 zeigt ausschnittsweise einen Schnitt durch eine Obermessertrommel und Untermessertrommel, die aus Stahl gefertigt sind.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Querschneidemaschine enthält zwei Messer­ trommeln 1, 2, die an ihren axialen Enden in Seitenteilen 3, 4 des Maschinengestells drehbar gelagert sind. Die beiden Messertrommeln 1, 2 sind übereinander mit waage­ rechter Rotationsachse 5 angeordnet und tragen außen jeweils zumindest ein sich über die Trommellänge erstreckendes Messer 6, das wendelförmig in axialer Richtung verlaufend liegend befestigt ist, damit die Papier- oder Kartonbahn beim Durchlauf rechtwinklig geschnitten werden kann. Um die beiden Messertrommel 1, 2 synchron zu drehen, sind jeweils an den Enden ihrer durch die Lager reichenden Lagerzapfen 8 Synchronisationsstirnräder 9, 10 befestigt.

Die beiden Messertrommeln (Obermessertrommel 1, Untermessertrommel 2) sind bis auf die nur bei der Obermessertrommel 1 vorhandenen Anstellschrauben zum Justieren der Schneidkante gleich aufgebaut. Sie sind mit der gleichen Anzahl von Messern 6 bestückt, wobei zum Querschneiden von Papier- oder Kartonbahnen jede Messertrom­ mel 1, 2 bevorzugt ein oder zwei umfänglich in einem Winkel von ca. 180° angeordnete Messer 6 trägt.

Jede Messertrommel 1, 2 besteht aus einem walzenförmigen Tragkörper, an dessen Stirnseiten die Lagerzapfen 8 für die Lagerung im Maschinengestell koaxial zur Rotationsachse 5 befestigt sind. Außen auf dem Tragkörper ist zumindest eine wendelförmig in axialer Richtung sich entlang des gewünschten Messerverlaufs erstreckende Messerauflagefläche 21 eingearbeitet oder befestigt, auf der das Messer 6 befestigt ist. Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 bis 4 ist die Messerauflageflä­ che 21 Teil eines Messerhalters 13, der in einer Nut 7 im Tragkörper befestigt ist. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist die Messerauflagefläche 21 direkt in den Tragkörper aus Stahl gefräst.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 2 und 3 baut sich der Tragkörper aus zwei rohrförmigen, konzentrisch übereinander angeordneten Schalen 11, 12 auf, die aus einem Faserverbundmaterial, bevorzugt aus einem Verbundmaterial aus Kohlefasern und Harz (CFK-Faserverbund) hergestellt sind. Die Innenschale 11 ist so ausgelegt, daß sie die geforderte Torsionssteifigkeit gewährleistet. Dazu sind die Kohlefasern der Innenschale 11 kreuzweise sowohl in einem positiven als auch in einem negativen Winkel von 30° bis 60°, vorzugsweise von 450, zur Rotationsachse 5 des Tragkörpers gewickelt. Die Außenschale 12 ist so aufgebaut, daß sie die geforderte Biegesteifigkeit gewährleistet. Dazu sind die Kohlefasern in der Außenschale 12 in einem positiven und/oder negativen Winkel von weniger als 30°, vorzugsweise von weniger als 10°, im Beispiel 5° bis 8°, zur Rotationsachse 5 gewickelt. Mit diesen, für die Biegesteifigkeit vorteilhaften geringen Winkeln sind die Kohlefasern durch Aufwickeln schichtweise übereinandergelegt. Bei sehr geringen Winkeln nahe 0° ist es möglich, nur in eine Richtung zu wickeln.

Die Wandstärke der Innenschale 11 ist zumindest so groß wie die Wandstärke der Außenschale 12, bevorzugt beträgt sie das 1,1-fache bis 3-fache der Wandstärke der Außenschale 12. Falls die Fasern der Innenschale 11 den gleichen Elastizitätsmodul haben wie die Fasern der Außenschale 12, ist es vorteilhaft, die Innenschale 11 etwa doppelt so dick wie die Außenschale 12 zu gestalten. Im Ausführungsbeispiel hat die Innenschale 11 bei einem Innendurchmesser von 110 mm eine Wandstärke von 40 mm, die Außenschale 12 eine Wandstärke von 20 mm.

In die Außenschale 12 ist zumindest eine Nut 7 durch ein abtragendes Verfahren, insbesondere durch Fräsen, eingearbeitet, die sich wendelförmig in axialer Richtung verlaufend über die Trommellänge erstreckt. Die Tiefe der Nuten 7 ist so gewählt, daß sich jede Nut 7 ausschließlich in der Außenschale 12 befindet.

In der Nut 7 ist ein entsprechend dem Verlauf der Nut 7 wendelförmig gekrümmter Messerhalter 13 aus Metall, bevorzugt aus Stahl, befestigt. Bevorzugt ist der Messerhal­ ter 13 in die Nut 7 eingeklebt und zusätzlich durch Schrauben 14 fixiert. Ein Teil der Außenfläche des Messerhalters 13 ist als Messerauflagefläche 21 gestaltet, die in jedem Querschnitt durch die Messertrommel 1, 2 eine geradlinig und in einem Winkel zwischen 0° und 45° zur Tangente an den Tragkörper verlaufende Auflagelinie aufweist, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Zusätzlich weist der Messerhalter 13 an seiner in Drehrich­ tung hinteren Seite einen sich etwa radial nach außen erstreckenden Steg mit einer bevorzugt sich senkrecht zu der Auflagefläche 21 erstreckenden Anlagefläche 15 auf. Das Messer 6 ist auf der Auflagefläche 21 liegend an dem Halter 13 mittels Befestigungsschrauben 16 festgeschraubt, die über die Messerlänge etwa alle 50 mm angeordnet sind. Der Messerhalter 13 der Obermessertrommel 1 enthält zusätzlich eine Reihe von Anstellschrauben 17, die gegen die Hinterkante des Messers 6 drücken, um den Verlauf der Schneidkante des Messers 6 exakt zu justieren.

In Drehrichtung hinter jedem Messer 6 ist eine parallel zu der Messerauflagefläche 21 verlaufende Reihe von Anschlagklötzen 18, 19 an dem Tragkörper befestigt. Die Anschlagklötze 18, 19 sind etwa alle 150 mm und versetzt zu den Befestigungsschrau­ ben 16 mittels Befestigungsschrauben 20 auf dem jeweiligen Messerhalter 13 an der Anlagefläche 15 anliegend auswechselbar festgeschraubt. Beim Einbau wird das Messer 6 mit seiner Hinterkante an die Anschlagklötze 18, 19 gelegt und so ausgerichtet. Die Anschlagklötze 18 der Untermessertrommel 2 haben eine quaderförmige Form, so daß durch Drehung um 90° zwei unterschiedlich wirksame Dicken eingestellt werden können. Dies ermöglicht es, die Hinterkante des Messers 6 an zwei unterschiedlichen Anlageflächen 15 anzulegen und auszurichten. Die Differenz zwischen den beiden Dicken der Anschlagklötze 18 beträgt genau das Maß, um das ein Messer 6 nach ge­ schliffen wird (beispielsweise 1 mm). Beim Einbau eines nachgeschliffenen Messers läßt sich so durch Drehung der Anschlagklötze 18 um 90° die Schneidkante exakt in die Position der Schneidkante eines ungeschliffenen Messers 6 bringen.

Wie in Fig. 4 dargestellt, folgt bei der Obermessertrommel 1 über die Trommellänge auf jeweils drei Anstellschrauben 17 ein Anschlagklotz 19, so daß jeweils zwei Anschlagklöt­ ze 19 in einem Abstand von ca. 150 mm angeordnet sind. Die Anschlagklötze 19 sind mittels Befestigungsschrauben 20 in taschenförmigen Aussparungen des Steges des Messerhalters 13 festgeschraubt. Der Steg des Messerhalters 13 der Obermessertrom­ mel 1 ist gegenüber der Ausführung bei der Untermessertrommel 2 verdickt ausgestaltet, damit für die Anstellschrauben 17 ein ausreichend langes Gewinde vorhanden ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, haben die Anschlagklötze 19 im Querschnitt die Form eines liegend angeordneten T's, das mit seinem Zentralschenkel festgeschraubt ist. Die beiden sich parallel zur Hinterkante des Messers 6 erstreckenden Querschenkel weisen eine ebene Vorderfläche auf, an der die Messerhinterkante ausgerichtet wird. Die Dicke der beiden Querschenkel unterscheidet sich um das Nachschleifmaß, so daß die Hinterkan­ ten versetzt sind. So läßt sich durch Drehung um 180° um den Zentralschenkel eine zweite wirksame Dicke einstellen, um die Schneidkante des Messers 6 nach einem Nachschleifen in die Position der Schneidkante eines ungeschliffenen Messers 6 zu bringen. In Fig. 3 ist der Einbau der Anschlagklötze 19 für ein nachgeschliffenes Messer 6 dargestellt. Dieser Zeichnung ist zu entnehmen, daß sich der das Einstellmaß bestimmende Querschenkel eines Anschlagklotzes 19 zwischen der Messerhinterkante und der Anlagefläche 15 befindet.

Die im Ausführungsbeispiel beschriebenen Anschlagklötze 18, 19 mit zwei wirksamen Dicken sind besonders vorteilhaft, da sie durch einen unterschiedlichen Einbau die Verkürzung eines Messers 6 beim Nachschleifen ausgleichen können. Ebenso ist es möglich, anstelle von Anschlagklötzen 18, 19 mit zwei unterschiedlich wirksamen Dicken zwei oder mehr Sätze von Anschlagklötzen zu verwenden, deren Dicke jeweils der Messerbreite angepaßt ist. So läßt sich auch bei mehrfachem Nachschleifen eines Messers 6 oder beim Einsatz verschieden breiter Messer durch Einsatz der entspre­ chenden Anschlagklötze die Schneidkante an einer einheitlichen, vorher festgelegten Position ausrichten. In dieser Position verlaufen die Schneidkanten der Messer 6 der Obermessertrommel 1 und der Untermessertrommel 2 in der gewünschten relativen Lage zueinander. Falls über die Länge der Messertrommeln 1, 2 Unterschiede auftreten, werden diese mittels der Anstellschrauben 17 ausgeglichen.

In Fig. 4 ist die Ausführungsform einer Obermessertrommel 1 und einer Untermesser­ trommel 2 dargestellt, deren Tragkörper aus Stahl gefertigt ist. Bei dieser Ausführungs­ form erübrigen sich Messerhalter 13, da die Messer 6, die Anstellschrauben 17 und die Anschlagklötze 18 direkt auf den Tragkörper festgeschraubt werden können. In den Tragkörper aus Stahl werden bei dieser Ausführungsform jeweils eine Messerauflageflä­ che 21 und eine Nut eingefräst, deren Innenwand der Anlagefläche 15 des Messerhal­ ters 13 der Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 entspricht.

Claims (7)

1. Messertrommel für Maschinen zum Querschneiden von Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen mit einem walzenförmigen Tragkörper, der außen zumindest eine etwa in axialer Richtung verlaufende Messerauflagefläche (21) enthält, auf der ein Messer (6) liegend befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hinterkante des Messers (6) und einer Anlagefläche (15) eine Reihe von Anschlagklötzen (18, 19) auswechselbar festgeschraubt sind, an denen das Messer (6) beim Einbau an seiner Hinterkante ausgerichtet wird.

2. Messertrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagklötze (18) eine quaderförmige Form aufweisen, so daß durch Drehung um 90° zwei unterschiedlich wirksame Dicken eingestellt werden können.

3. Messertrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagklötze (19) im Querschnitt T-förmig gestaltet sind, wobei die beiden Querschenkel eine unterschiedliche Dicke aufweisen.

4. Messertrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß über die Trommellänge eine Reihe von Anstellschrauben (17) am Tragkörper befestigt sind, die gegen die Hinterkante des Messers (6) drücken.

5. Messertrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tragkörper aus einem Faserverbundmaterial gefertigt ist, in das zumindest eine sich über die Trommellänge erstreckende Nut (7) eingearbeitet ist, in der ein die Messerauflagefläche (21) aufweisender Messerhalter (13) aus Metall befestigt ist.

6. Messertrommel nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper aus zwei rohrförmigen, konzentrisch übereinander angeordneten Schalen (11, 12) aus Faserverbundmaterial besteht, wobei

• - die Fasern in der Innenschale (11) in einem positiven und negativen Winkel von 30° bis 60°, vorzugsweise von 45°, zur Rotationsachse (5) des Tragkörpers kreuzweise gewickelt sind und
• - die Fasern in der Außenschale (12) in einem positiven und/oder negativen Winkel von weniger als 30°, vorzugsweise weniger als 10°, zur Rotationsachse (5) des Tragkör­ pers gewickelt sind

und daß sich die Messernut (7) ausschließlich in der Außenschale (12) befindet.

7. Messertrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tragkörper aus Stahl gefertigt ist und die Messer (6) und die Anschlagklötze (18) direkt auf dem Tragkörper befestigt sind.