-
Aus dem Stand der Technik sind Rotationsschneidemaschinen
bekannt, die unter anderem für die
Bearbeitung von Papier, Karton, Wellpappe usw. eingesetzt werden.
Derartige Rotationsschneidemaschinen weisen zumeist ein rotierendes
Obermesser auf, welches mit einem ebenfalls rotierenden Untermesser
zusammenwirkt. Durch dieses Zusammenwirken von Ober- und Untermesser
kommt es zu einem Materialabrieb an den Messerflächen. Aufgrund dieser Abnutzung
müssen
die Messer von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden. Es ist bekannt,
derartige stumpfe Messer durch Nachschleifen aufzuarbeiten. Da jedoch
hierbei die gesamte Messerfläche
abgeschliffen werden muss, verringert sich die Messerdicke. Würde ein
solches Messer wieder in die Rotationsschneidemaschine eingesetzt
werden, so wäre das
Schnittspiel zwischen Ober- und Untermesser in der Regel zu groß. Dies
hätte zur
Folge, dass das zu bearbeitende Material nicht mehr zerschnitten
sondern mehr oder weniger zerrissen wird, und damit nicht mehr den
Qualitätsanforderungen
genügen würde.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, die Lebensdauer von Messern für Schneidvorrichtungen, insbesondere
für Rotationsschneidemaschinen, zu
erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch ein Messer mit den Merkmalen des Anspruchs
1 bzw. durch eine Schneidvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
13 sowie durch ein Verfahren nach den Ansprüchen 14 bzw. 16 gelöst.
-
Ein Grundgedanke der Erfindung ist
es, ein durch Nachschleifen in seiner Breite verringertes Messer
zu teilen und zwischen die beiden so erhaltenen Messerelemente ein
Mittelstück
als Abstandselement einzufügen.
Ein Materialverlust durch Aufarbeiten der Messerflächen eines
stumpfen Messers wird somit durch ein entsprechend dimensioniertes Abstandselement
ausgeglichen. Selbstverständlich ist
dies auch bei neuen Messern möglich,
die noch nicht nachgeschliffen worden sind. Zugleich kann, insbesondere
bei Rotationsschneidemaschinen, durch Verwendung des Abstandselements
das Schnittspiel zwischen Ober- und Untermesser eingestellt werden.
Durch das Einstellen des Schnittspiels kann erreicht werden, dass
das Messer nach der Aufarbeitung wieder für den gleichen Schneidvorgang zum
Einsatz kommen kann wie zuvor. Darüber hinaus liegt es im Sinne
der Erfindung, das Abstandselement zu nutzen, um – unabhängig von
einer Aufarbeitung des Messers Abstandsänderungen in der Messeranordnung
zu kompensieren. Das Abstandselement dient mit anderen Worten der
Einstellung eines für
den jeweiligen Anwendungsfall optimalen Schnittspiels.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Das Abstandselement ist gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung einerseits in Messerlängsrichtung und andererseits
senkrecht zur Messerquerrichtung angeordnet. Es liegt mit anderen
Worten in einer Längsebene
des Messers, die vorzugsweise auch eine Symmetrieebene ist, und verläuft in Schneidrichtung.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist wenigstens eines der Messerelemente eine Schneidkante
auf. Diese kann beispielsweise mit einem geraden Schliff oder einem
Sägezahnschliff
versehen sein.
-
Insbesondere handelt es sich bei
dem Messer um ein Obermesser einer Rotationsschneidemaschine. Dieses
kann als einstückiges
Messer oder aber als Segmentmesser ausgebildet sein. Vorteilhafterweise
handelt es sich dabei um ein Obermesser mit einer zweiseitigen Schneidfase,
wie es beispielsweise verwendet wird, um ein Segment aus einem Karton
oder dergleichen herauszuschneiden. Derartige Messer werden auch
als Schlitzmesser bezeichnet.
-
Gemäß einer besonders vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung ist das Messer dabei derart ausgebildet, dass die
Schneidkanten während
eines Schneidvorganges einen vergrößerten Abstand zueinander aufweisen.
Dies wird vorzugsweise durch eine entsprechende Befestigung der
Messerelemente am Abstandselement und/oder durch eine entsprechende
konstruktive Ausgestaltung des Abstandselementes bzw. der Messerelemente
erreicht. Die bei einem Schneidvorgang auftretenden Kräfte bewirken, dass
die beiden Schneidkanten der zweiseitigen Schneidfase auseinandergedrückt werden.
Das Schnittspiel bei einem Eintauchen des Obermessers in die Untermesser
kann dabei auf Null reduziert werden, wodurch ein besonders sauberer
Schnitt möglich
wird.
-
Handelt es sich bei dem Messer um
ein Obermesser, so kann durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Abstandselements
das Schnittspiel an die geometrischen Gegebenheiten der vorhandenen
Untermesser angepasst werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften
Ausführungsform
der Erfindung ist es jedoch auch möglich, die Untermesser an ein
gegebenes Obermesser anzupassen. Mit anderen Worten wird die erfindungsgemäße Sandwich-Bauform „Messerelement-Abstandselement-Messerelement" auf ein Untermesser
angewandt. Dabei kann es sich sowohl um ein rotierendes Untermesser,
beispielsweise mit einer umlaufenden Schneidkante, oder aber um
ein feststehendes Untermesser in Form einer Gegenplatte handeln.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn sowohl Obermesser als auch
Untermesser die erfindungsgemäße Bauform
aufweisen. Dadurch, dass Obermesser und/oder Untermesser einer Schneidvorrichtung
gemäß der Erfindung
ausgestaltet sein können,
ergibt sich eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten zur Einstellung
optimaler auf den jeweiligen Schneidvorgang angepasster Schneidgeometrien.
-
Die Verbindung der Messerelemente
mit dem Abstandselement wird vorzugsweise unter Verwendung eines
Messerhalters der Schneidvorrichtung hergestellt. Hierbei werden
die einzelnen Elemente gemeinsam in dem Messerhalter festgeklemmt,
beispielsweise mittels Klemmschrauben.
-
Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsarten
möglich.
So können
die Elemente beispielsweise auch mit dem Messerhalter verschraubt werden.
Diese Ausführungsform
der Erfindung zeichnet sich durch eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung
aus, da keine separaten Verbindungsteile zur Verbindung der Elemente
untereinander erforderlich sind.
-
Um die Messerelemente und das Abstandselement
vor der eigentlichen Befestigung, beispielsweise in dem Messerhalter,
zueinander zu positionieren, weisen diese Elemente gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung jeweils mindestens eine Öffnung zur Aufnahme eines Positionierungselementes
auf. Bei dem Positionierungselement handelt es sich vorzugsweise
um einen Passstift, der die beiden Messerelemente und das Abstandselement durchdringt
und mit den Außenflächen der
Messerelemente abschließt.
-
In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung reichen die Positionierungselemente über die Außenflächen der
Messerelemente hinaus und dienen somit zugleich zur Positionierung
des Messers in Bezug auf den Messerhalter, der entsprechende Aufnahmeöffnungen
für die überstehenden
Teile der Positionierungselemente aufweist.
-
Das Abstandselement ist vorzugsweise
aus einem Metallblech durch Ausstanzen oder dergleichen gefertigt.
Die Dicke des Metallbleches kann je nach Verwendungszweck von beispielsweise
einem Hundertstel Millimeter bis hin zu einigen Millimetern variieren.
Dabei ist es möglich,
dass das Abstandselement mehrere solcher Metallbleche umfasst, die aneinander
anliegend die entsprechende Ausgleichsdistanz zum Erreichen des
optimalen Schnittspiels bereitstellen. Da während des Betriebs auf das Abstandselement
nur statische Kräfte
wirken und das Abstandselement nicht verschleißt, kann es auch mehrfach verwendet
werden.
-
Ganz besonders vorteilhaft ist es,
wenn die Kontur des Abstandselementes der Kontur der Messerelemente
angepasst ist. Dies bedeutet insbesondere, dass die Innenflächen der
Messerelemente großflächig an
dem Abstandselement anliegen, so dass bei der Befestigung in einem
Messerhalter eine gleichmäßige Kraftverteilung
gegeben ist.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung
bezieht sich auf das mit der Aufarbeitung eines Messers im Sinne
der Erfindung verbundene Verfahren. Dieses umfasst die Schritte:
Aufarbeiten einer Messerfläche eines
Messerelementes und Anordnen dieses Messerelementes und eines weiteren
Messerelementes derart, dass sie zwischen sich ein Abstandselement aufweisen.
Das Aufarbeiten der Messerfläche
umfasst dabei insbesondere ein Ab- bzw. Nachschleifen.
-
Vorzugsweise erfolgt vor dem Aufarbeiten der
Messerfläche
ein Bearbeiten des Messers zur Bereitstellung aufzuarbeitender Messerelemente. Das
Bearbeiten des Messers umfasst dabei vorzugsweise ein Trennen des
Messers in wenigstens zwei Messerelemente. Der Trennvorgang kann
dabei unter Verwendung üblicher
Trennverfahren, beispielsweise Sägen,
Schneiden oder dergleichen, erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt
das Trennen derart, dass die erhaltenen Messerelemente nach einer
Aufarbeitung wiederverwendet werden können. Unter dem Begriff Bearbeiten
wird dabei jedwede Bearbeitung des Messers verstanden, die im Ergebnis
zu Messerelementen führt,
welche im Sinne der Erfindung aufgearbeitet werden können. Dies
schließt
neben einem Trennen beispielsweise auch ein substantielles Abschleifen
eines zweifasigen stumpfen Messers ein derart, dass die eine Fase
vollständig
abgeschliffen wird, während
das verbleibende einzelne Restelement als Messerelement im Sinne
der Erfindung Verwendung findet und – zusammen mit einem weiteren
Messerelement und einem Abstandselement – zum Neuaufbau eines Messers
dient.
-
Bei den zum Aufbau eines neuen Messers verwendeten
Messerelementen kann es sich um die zuvor beispielsweise durch Trennen
erhaltenen Messerelemente eines einzigen Messers handeln, so dass
das neue Messer aus den gleichen Messerelementen zusammengesetzt
ist, die bereits das alte Messer gebildet hatten. Es kann jedoch
auch ein beliebiges anderes Messerelement verwendet werden, um das
neue Messer zu bilden, beispielsweise ein Messerelement eines anderen
Messers oder aber ein neues Messerelement, welches zuvor kein Bestandteil
eines Messers war. Hierdurch ergibt sich eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten
für die vorliegende
Erfindung.
-
Die Erfindung ist nicht nur auf Messer
für Rotationsschneidemaschinen
beschränkt.
Vielmehr kann die Erfindung vorteilhafterweise bei sämtlichen Maschinenmessern
angewandt werden, deren Gebrauch ein genau definiertes Schnittspiel
erfordert. Dies können
rotierende Messer oder aber auch linear bewegte Messer sein, beispielsweise
Messer einer Stanzmaschine, die über
eine Hubbewegung mit einer Scheidmatrize zusammenwirken.
-
Auch die Art der zu bearbeitenden
Materialien ist für
die Erfindung nicht von Bedeutung. So können mit einem erfindungsgemäßen Messer
beispielsweise Papier, Karton und Wellpappe, aber auch Textilgewebe,
Gummi, Leder, Kunststoff oder metallische Materialien bearbeitet
werden. Die Messerelemente bzw. deren Schneidkanten können dabei
aus Werkzeugstählen,
Schnellarbeitsstählen
oder beliebigen anderen geeigneten Werkstoffen, insbesondere Hartmetall,
bestehen.
-
Unter dem Begriff Schneiden wird
im Zusammenhang mit dieser Erfindung auch Ausschneiden, Ausstanzen,
Lochen, Perforieren oder Trennen auf andere Weise als durch Schneiden
verstanden.
-
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand
eines Ausführungsbeispiels
beschrieben. Dieses wird mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei
zeigen:
-
1 einen
Schnitt durch ein Obermesser (Stand der Technik),
-
2 eine
Detailansicht aus 1,
-
3 einen
Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Obermesser,
-
4 eine
Seitenansicht eines Messerelementes aus 3, und
-
5 einen
Schnitt durch eine Anordnung mit Obermesser und Untermessern.
-
Die gezeigte Ausführungsform der Erfindung betrifft
Messer einer Rotationsschneidemaschine. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in den
Abbildungen Befestigungselemente, Messerhalter und anderes Zubehör nicht
dargestellt.
-
1 illustriert
ein herkömmliches
Obermesser 1 einer Rotationsschneidemaschine. Das Obermesser 1 ist
als Schlitzmesser ausgeführt
und weist einen Grundkörper 2 mit
beidseitigen Schneidfasen 3, 4 auf. Während des
Betriebs wirkt das rotierende Obermesser 1 mit einem ebenfalls
rotierenden Untermesser der Rotationsschneidemaschine zusammen.
An den äußeren Messerflächen 5, 6 entsteht
ein Materialabrieb 7, wie er in 2 symbolisch durch die unterbrochene
Linie dargestellt ist. Um ein derartiges stumpfes Obermesser 1 aufzuarbeiten,
ist ein Abschleifen der Messeraußenfläche 5, 6 um
eine Breite (x) 8 notwendig. Hierdurch verringert sich
die ursprüngliche
Gesamtbreite (y) 9 des Messers auf eine neue Gesamtbreite (z) 10,
wobei zumeist annähernd
gilt z=y–2x.
Die nach einer Aufarbeitung entstehenden neuen Außenflächen 11, 12 des
Obermessers 1 sind in den 1 und 2 durch strichpunktierte
Linien angedeutet.
-
3 zeigt
ein Obermesser 100 einer Rotationsschneidemaschine gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Danach umfasst das Obermesser 100 zwei
Messerelemente 101, 102 und ein zwischen diesen
Messerelementen 101, 102 angeordnetes Abstandselement 103.
Dieses ist einerseits in Messerlängsrichtung 104 (vgl. 4) und andererseits senkrecht
zur Messerquerrichtung 105 angeordnet. Das Abstandselement 103 liegt
in einer Längsebene 106 des
Obermessers 100, die zugleich auch eine Symmetrieebene
des Messers ist, und verläuft
in Schneidrichtung 107.
-
Die Messerelemente 101, 102 werden
durch Zerteilen des stumpfen Obermessers 1 erhalten, wie es
in 1 abgebildet ist.
Bei dem Abstandselement 103 handelt es sich um ein Metallblech
aus Nirosta. Es weist eine Breite (d) 108 auf derart, dass
die Gesamtbreite (y') 109 des
Obermessers 100 im Montageendzustand wieder der ursprünglichen
Breite (y) 9 entspricht.
-
Wie in 3 dargestellt,
weist das Obermesser 100 zwei Schneidkanten 112, 113 auf,
die eine zweiseitige Schneidfase ausbilden, wie sie bereits bei
dem stumpfen Messer 1 vorhanden war. Das Obermesser 100 zeigt,
anders ausgedrückt,
zwei Messerflanken mit jeweils einer Schneidkante 112, 113.
Diese Messerflanken werden beim Schneiden aufgrund des entgegen
der Schneidrichtung 107 in Druckrichtung 110 wirkenden
Schnittdruckes in axialer Richtung nach außen gegen das Untermesser gedrückt. Mit
anderen Worten ist der Abstand 111 der Schneidkanten 112, 113 der
Messerelemente 101, 102 aufgrund der beim Schneiden
auftretenden Kräfte
vergrößert. Das
Schnittspiel zwischen Obermessers 100 und Untermesser der
Rotationsschneidemaschine lässt
sich dadurch auf nahezu Null reduzieren. Sofern die Messerflanken
nicht bereits schon bestehen, kann eine Anordnung in Form einer
zweiseitigen Schneidfase auch durch Einbringen eines Hohlschliffes,
einer Einfräsung
oder Spannut oder dergleichen in eine gerade Schneidfläche gebildet
werden, so dass zwei voneinander beabstandete Messerflanken entstehen,
die von dem Schnittdruck beaufschlagt werden können. Auch flache Schneidkonturen
können
somit leicht an diese Ausführungsform angepasst
werden.
-
Das Messerelement 102 des
Obermessers 100 aus 3 ist
in einer Seitenansicht in 4 abgebildet.
Bei dem Obermesser 100 handelt es sich um ein Segmentmesser.
Das Messerelement 102 weist zwei in Messerquerrichtung 105 verlaufende Schrauböffnungen 114 zur
Aufnahme von Befestigungsschrauben zur Befestigungs des Messers
in einem Messerhalter einer Rotationsschneidemaschine auf. Zusätzlich sind
zwei weitere, parallel zu den Schrauböffnungen 114 verlaufende
Fixieröffnungen 115 vorgesehen,
die der Aufnahme von Passstiften zur gegenseitigen Fixierung des
abgebildeten Messerelements 102 mit dem Abstandselement 103 und dem
gegenüberliegenden
Messerelement 101 dienen. Das Abstandselement 103,
das ebenfalls entsprechende Schraub- und Fixieröffnungen aufweist, liegt, wie
in 3 dargestellt, flächig zwischen
den beiden Messerelementen 101, 102 ein und wird
im Montageendzustand zwischen den an den Außenflächen 116, 117 der
Messerelemente 101, 102 angreifenden Klemmbacken
des Messerhalters verschraubt. Die Kontur des Abstandselementes 103 ist der
Kontur der Innenflächen 118, 119 der
Messerelemente 101, 102 angepasst und reicht bis
auf die Höhe
der Schneidfasen 120, 121 heran.
-
5 zeigt
schließlich
eine für
eine Rotationsschneidemaschine typische Anordnung eines Obermessers 100,
welches beim Schneidvorgang zwischen zwei Untermessern 122, 123 eintaucht.
Mit anderen Worten überlappen
Obermesser 100 und Untermesser 122, 123 beim
Schneiden geringfügig, wobei
es zu einem Materialabrieb sowohl am Obermesser 100 (vgl. 2) als auch an den Untermessern 122, 123 kommt.
In der gezeigten Anordnung weist das Obermesser 100 eine
erfindungsgemäße „Sandwich-Bauform" mit einem Abstandselement 103 auf.
Zudem ist auch eines der Untermesser 123 entsprechend dieser
Bauweise mit einem Abstandselement 124 und zwei Messerelementen 125 ,126 aufgebaut.
Durch entsprechende Auswahl der Abstandselemente 103, 124 ergibt
sich ein optimales Schnittspiel 127 zwischen dem Obermesser 100 und den
Untermessern 122, 123, die ihrerseits Schneidkanten 128 aufweisen.
-
Messerelemente 125, 126 und
Abstandselement 124 des Untermessers 123 werden
vorzugsweise auf die gleiche oder eine ähnliche Art und Weise fixiert
und in der Rotationsschneidemaschine befestigt, wie dies bei dem
Obermesser 100 der Fall ist.
-
- 1
- Obermesser
- 2
- Grundkörper
- 3
- Schneidfase
- 4
- Schneidfase
- 5
- Messeraußenfläche
- 6
- Messeraußenfläche
- 7
- Abrieb-Linie
- 8
- Abschleifbreite
- 9
- Ursprüngliche
Gesamtbreite (x)
- 10
- Neue
Gesamtbreite (y)
- 11
- Neue
Messeraußenfläche
- 12
- Neue
Messeraußenfläche
- 100
- Obermesser
- 101
- Messerelement
- 102
- Messerelement
- 103
- Abstandselement
- 104
- Messerlängsrichtung
- 105
- Messerquerrichtung
- 106
- Längsebene
- 107
- Schneidrichtung
- 108
- Breite
des Abstandselements (d)
- 109
- Gesamtbreite
(y')
- 110
- Druckrichtung
- 111
- Schneidkantenabstand
- 112
- Schneidkante
- 113
- Schneidkante
- 114
- Schrauböffnung
- 115
- Fixieröffnung
- 116
- Messerelementaußenfläche
- 117
- Messerelementaußenfläche
- 118
- Messerelementinnenfläche
- 119
- Messerelementinnenfläche
- 120
- Schneidfase
- 121
- Schneidfase
- 122
- Untermesser
- 123
- Untermesser
- 124
- Abstandselement
- 125
- Messerelement
- 126
- Messerelement
- 127
- Schneidspiel
- 128
- Schneidkante