DE19810939A1 - Längsschneidevorrichtung zum Schneiden von laufenden Materialbahnen - Google Patents

Abstract

Zum Längsschneiden von laufenden Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, sind Vorrichtungen bekannt, die zumindest einen, ein Kreismesser (1) tragenden Schlitten aufweisen, der an einer sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckenden Führung (5) verstellbar gelagert ist. Parallel zu der Führung (5) erstreckt sich ein Antriebselement (17), an das der Schlitten ankuppelbar ist. DOLLAR A Nach der Erfindung besteht der Schlitten aus einem Halterteil (6) und einem Arretierteil (7), die jeweils an der Führung (5) gelagert sind und die mittels eines Antriebs (8, 9) aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind. Das Arretierteil (7) enthält ein Arretierelement (11) zum Festklemmen an der Führung (5), und das Halterteil (6) trägt das Kreismesser (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Längsschneidevorrichtung zum Schneiden von laufenden Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, mit zumindest einem, ein Kreismesser tragenden Schlitten, der an einer sich quer zur Bahnlaufrichtung erstrecken­ den Führung verstellbar gelagert ist, und mit einem sich parallel zu der Führung erstreckenden Antriebselement, an das der Schlitten für eine Querverstellung ankuppel­ bar ist.

Längsschneidevorrichtungen für Papier- oder Kartonbahnen enthalten üblicherweise mehrere paarweise angeordnete Kreismesser, wobei jeweils ein Kreismesserpaar die Bahn zur Aufteilung in Einzelbahnen in Längsrichtung durchtrennt. Derartige Längs­ schneidevorrichtungen sind Bestandteile von Aufwickel- oder Querschneidemaschinen, die aus einer breiten Materialbahn einzelne schmalere Wickelrollen oder durch zusätzliches Querschneiden einzelne Bögen herstellen. Um verschiedene Bogen- oder Wickelrollenformate einstellen zu können, müssen die Kreismesserpaare quer zur Bahnlaufrichtung positionierbar sein.

Eine gattungsgemäße Längsschneidevorrichtung ist aus der DE 39 38 278-C2 bekannt. Jedes Kreismesser ist an einem Schlitten gelagert, der mittels einer als umlaufendes Band ausgebildeten Antriebseinrichtung quer positioniert werden kann. Jeder Schlitten weist Elemente auf, mit denen er einerseits an der Antriebseinrichtung für eine Querverstellung angekuppelt, andererseits an der Führung in seiner Schneidposition arretiert werden kann.

Bekannterweise bestehen die Kreismesserpaare jeweils aus einem die Bahn beim Schneiden abstützenden Topfmesser und einem in die Bahn eintauchenden Spitzmes­ ser, deren Schneidkanten exakt zueinander in der gewünschten Schnittposition positioniert werden müssen. Üblichenweise ist das als Untermesser eingesetzte Topfmesser angetrieben, während das Spitzmesser als Obermesser frei drehbar gelagert ist (DE 34 19 843-C2).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Längsschneidevorrich­ tung so zu verbessern, daß sie in der Lage ist, Papier- oder Kartonbahnen mit hohem Flächengewicht bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten mit der erforderlichen Schnittqualität durchzuschneiden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Nach der Erfindung ist der ein Kreismesser tragende Halterteil des Schlittens getrennt von dem an die Führung ankuppelbaren Arretierteil gelagert. Die notwendige Anstellbe­ wegung des an dem Schlitten gelagerten Kreismessers, beispielsweise des Obermes­ sers, gegen das zugeordnete andere Kreismesser, beispielsweise das Untermesser, wird durch eine Bewegung des gesamten Halterteils bewirkt. Die Lagerung des Kreismessers an seiner Führung läßt sich so sehr steif und weitgehend spielfrei gestalten, um den sogenannten Planschlag möglichst gering zu halten. Mit Planschlag wird eine aus der idealen Schneidebene in Richtung seiner Drehachse abweichende Bewegung des Kreismessers bezeichnet. Jede Abweichung eines Kreismessers aus seiner idealen Schneidebene beeinträchtigt entweder die Schnittqualität oder die Schneidleistung.

Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestell­ ten Ausführungsbeispiels.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Kreismesserpaares,

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-B von Fig. 1,

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht in Richtung des Pfeils X von Fig. 2.

Die in den Zeichnungen dargestellte Längsschneidevorrichtung ist in eine Querschnei­ demaschine eingebaut. Sie enthält die für die gewünschten Längsschnitte erforderliche Anzahl von Kreismesserpaaren, die jeweils aus einem Obermesser 1 und einem Untermesser 2 bestehen. Bevorzugt werden als Obermesser 1 scheibenförmige Spitzmesser und als Untermesser 2 Topfmesser verwendet, wie beispielsweise in der DE 38 19 843-C2 beschrieben ist. Jedes Kreismesser 1, 2 ist zur Einstellung der erforderli­ chen Formatbreite quer zur Laufrichtung der zu teilenden Bahn positionierbar. Zusätzlich ist jedes Obermesser 1 in Richtung seiner Drehachse gegen das zugeordnete Unter­ messer 2 anstellbar, damit die beiden Schneidkanten exakt relativ zueinander ausgerich­ tet werden können. Weiterhin ist jedes Obermesser 1 in eine inaktive Position anhebbar, falls es nicht zum Längsschneiden benötigt wird.

Die Längsschneidevorrichtung ist an Quertraversen 3, 4 befestigt, die sich über die Arbeitsbreite der Querschneidemaschine erstrecken. Nachfolgend wird der Aufbau und die Lagerung der Obermesser 1 näher erläutert, die auf die erfindungsgemäße Weise an der Quertraverse 3 querverstellbar gelagert sind:

Jedes Obermesser 1 ist an einem zweiteiligen Schlitten drehbar befestigt, der quer zur Bahnlaufrichtung verstellbar an einer sich quer über die Arbeitsbreite erstreckenden Führungsschiene 5 gelagert ist, die an der Quertraverse 3 festgeschraubt ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich besteht jeder Schlitten aus einem Halterteil 6 und einem Arretierteil 7, die nebeneinander an der Führungsschiene 5 gelagert sind. Das Halterteil 6 ist mit dem Arretierteil 7 bewegbar verbunden, so daß es eine Relativbewegung zu diesem auf der Führungsschiene 5 durchführen kann. Der Hub der möglichen Relativ­ bewegung ist so gewählt, daß die notwendige Bewegung zur Anstellung der Schneidkan­ ten durchgeführt werden kann. Im Ausführungsbeispiel wird die Relativbewegung des Halterteils 6 zum Arretierteil 7 mittels einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit 8, 9 als Antrieb bewirkt, deren Zylinder 8 an dem Arretierteil 7 festgeschraubt ist und deren Kolben 9 mit seinem Ende an dem Halterteil 6 befestigt ist. Über den Kolben 9 ist eine Druckfeder gezogen, die das Halterteil 6 aus der Schneidposition in eine Ruheposition drückt, in der es maximalen Abstand vom Arretierteil 7 hat. Mittels der Kolben-Zylinder- Einheit 8, 9 läßt sich das Halterteil 6 mit einem gewissen Hub gegen die Kraft der Feder in Richtung zum Arretierteil 7 in die Schneidposition bewegen.

Das Arretierteil 7 besteht aus einem kippsicher querverschiebbar an der Führungsschie­ ne 5 gelagerten Führungswagen 10, einem daran befestigten Arretierelement 11 und der erwähnten Kolben-Zylinder-Einheit 8, 9. Das Arretierelement 11 enthält ein - beispiels­ weise pneumatisch betätigtes - Klemmelement 12, mit dem das gesamte Arretierteil 7 an der Führungsschiene 5 in einer bestimmten Position festgeklemmt werden kann. Das Klemmelement 12 besteht aus einer Kralle, die in eine Nut der Führungsschiene 5 eingreift.

Das Halterteil 6 enthält einen querverschiebbar und kippsicher an der Führungsschiene 5 gelagerten, sehr steifen Rahmen 13 (beispielsweise aus einem Gußteil), an dem ein Messerhalter 14 und ein Ankuppelelement 15 zum Ankuppeln an ein Antriebselement befestigt. Falls erforderlich, ist an dem Rahmen 13 eine zusätzliche Klemmeinrichtung rum Festklemmen an der Führungsschiene 5 befestigt. Zwischen dem Rahmen 13 und der Quertraverse 3 verläuft als Antriebselement für die Querverstellung ein umlaufend antreibbares Band 17, wobei zwischen die beiden Trums des Bandes 17 ein Vorsprung 18 des Rahmens 13 reicht. Darüber ist als Ankuppelelement 15 eine pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet, deren Kolbenende 19 nach unten gegen das von dem Vorsprung 18 abgestützte Band 17 drückbar ist, um den Rahmen 13 an dem Band 17 festzuklemmen.

Der ebenfalls aus einem sehr steifen Gußteil gefertigte Messerhalter 14 ist an dem Rahmen 13 mittels einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit 20 vertikal bewegbar gelagert, so daß das Obermesser 1 von seiner Arbeitsposition an dem Untermesser 2 bis in eine beabstandete Ruheposition gehoben werden kann. Er besteht aus einem Rahmenteil 21, das in einer Vertikalführung 22 gelagert ist, die an dem Rahmen 13 befestigt ist. An seiner Oberseite ist das Kolbenende der Kolben-Zylinder-Einheit 20 festgeschraubt, bevorzugt über eine Verstellschraube 23, damit die Arbeitsposition der Schneidkante des Messers 1 in der Höhe justiert werden kann; beispielsweise wenn sich bei einem nachgeschliffenen Messer 1 der Durchmesser verändert hat. In dem Rahmen 21 des Messerhalters 14 ist eine dicke und somit sehr steife Messerwelle 24 in einem Wälzlager 25 frei drehbar gelagert, auf deren einem Ende das scheibenförmige Spitzmesser 1 befestigt ist.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Obermesser 1 mittels eines Drehantriebs antreibbar, um Papier oder Karton mit einem hohen Flächengewicht schneiden zu können. Falls diese Anforderung nicht gestellt ist, kann das Obermesser 1 auch frei drehbar gelagert sein. Es wird dann von dem angetriebenen Untermesser beim Schneiden mit angetrieben.

Als Drehantrieb für das Obermesser 1 dient ein Elektromotor 26, der auf einer oberhalb des Messerhalters 14 an dem Rahmen 21 befestigt ist. Der Motor 26 treibt eine sich parallel zu der Messerwelle 24 erstreckende Antriebswelle 28 an, die an ihrem Ende über einen Riemen 29 die Messerwelle 24 antreibt. Als Elektromotoren 26 für den Drehantrieb werden bevorzugt bürstenlose Gleichstrommotoren in sehr kompakter Bauweise verwendet.

Zur Steuerung der Positionierbewegung jedes Obermesser 1 enthält die Längsschneide­ vorrichtung ein Positionsmeßsystem, das die Position jedes Halterteils 6 an der Führungsschiene 5 mißt. Bevorzugt wird ein die absolute Position jedes Schlittens bestimmendes Wegmeß-System eingesetzt, bei dem eine Kombination von Magnet- und Ultraschalleffekten zur Meßwerterfassung benutzt wird. Dazu ist an der Quertraverse 3 ein sich über die Arbeitsbreite erstreckendes Meßrohr 30 befestigt, über das für jeden Schlitten ein am Rahmen 13 befestigter Magnet 31 mit Spiel geschoben ist. In dem Meßrohr 30 werden durch Stromimpulse Magnetfelder erzeugt, die mit den Permanent­ magneten 31 wechselwirken und jeweils in dem Rohr 30 durch Magnetostriktion einen Ultraschallimpuls auslösen, dessen Laufzeit zur jeweiligen Positionsbestimmung ausgewertet wird.

Bei einem Formatwechsel werden die Kreismesserpaare 1, 2 jeweils nach dem folgenden Verfahren in ihre neue Position gebracht:
Zunächst wird der Messerhalter 14 mittels der Kolben-Zylinder-Einheit 20 vertikal angehoben. Sowohl das Klemmelement 12 des Arretierteils 7 als auch die Klemmeinrich­ tung 16 des Halterteils 6 werden von der Führungsschiene 5 gelöst. Das Arretierteil 7 wird von der Kolben-Zylinder-Einheit 8, 9 auf maximalem Abstand vom Halterteil 6 gebracht und von der über den Kolben 9 gezogenen Feder sicher in dieser Position gehalten.

Anschließend wird das Halterteil 6 mittels des Ankuppelelements 15 an das umlaufende Band 17 angekuppelt, und von diesem wird der gesamte Schlitten (Halterteil 6, Arretierteil 7) in seine neue Position bewegt. Dort wird das Halterteil 6 von dem Band 17 abgekuppelt und zunächst das Arretierteil 7 an der Führungsschiene 5 festgeklemmt. Gleichzeitig werden die zugehörigen Untermesser 2 ebenfalls in ihre neue Schneidposi­ tion gebracht. Nach Absenken der Obermesser 1 in ihre Schneidposition werden ihre Schneidkanten an der Schneidkante des zugehörigen Untermessers 2 ausgerichtet. Dazu zieht die Kolben-Zylinder-Einheit 8, 9 das Halterteil 6 mit dem daran gelagerten Obermesser 1 in Richtung zum Arretierteil 7 bis die beiden Schneidkanten die gewünsch­ te relative Position zueinander haben. Abschließend wird auch das Halterteil 6 mittels der Klemmeinrichtung 16 an der Führungsschiene 5 festgeklemmt.

Claims (8)

1. Längsschneidevorrichtung zum Schneiden von laufenden Materialbahnen, insbesondere Papier- oder Kartonbahnen, mit zumindest einem, ein Kreismesser (1) tragenden Schlitten, der an einer sich quer zur Bahnlaufrichtung erstreckenden Führung (5) verstellbar gelagert ist, und mit einem sich parallel zu der Führung (5) erstreckenden Antriebselement (17), an das der Schlitten ankuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten aus einem Halterteil (6) und einem Arretierteil (7) besteht, die jeweils an der Führung (5) gelagert sind und die mittels eines Antriebs (8, 9) aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, wobei

• - das Arretierteil (7) ein Arretierelement (11) zum Festklemmen an der Führung (5) enthält und
• - das Halterteil (6) das Kreismesser (1) trägt.

2. Längsschneidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterelement (6) ein Ankuppelelement (15) zum Ankuppeln an das Antriebselement (17) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterelement (6) zusätzlich eine Klemmeinrichtung zum Festklemmen an der Führungsschiene (5) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement ein umlaufend antreibbares Band (17) ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Halterelement (6) ein Drehantrieb (26) zum Antreiben des Kreismessers (1) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterelement (6) einen an der Führung (5) gelagerten Rahmen (13) aufweist, an dem ein das Kreismesser (1) tragender Messerhalter (14) vertikal bewegbar gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerhalter (14) vertikal von einer Arbeitsposition in eine Ruheposition bewegbar ist, wobei die Arbeits­ position zusätzlich in der Höhe justierbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein sich über die Arbeitsbreite erstreckendes absolut messendes Positionsmeßsystem zur Steuerung der Positionierbewegung jedes Kreismessers (1) enthält.