DE202005003279U1

DE202005003279U1 - Vorrichtung zur Feststellung des Messverschleißes bei einer Längsschneidemaschine

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Publication number: DE202005003279U1
Application number: DE200520003279
Authority: DE
Original assignee: Dienes Werke fuer Maschinenteile GmbH and Co KG
Current assignee: Dienes Werke fuer Maschinenteile GmbH and Co KG
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2015-03-02

Abstract

Längsschneidemaschine zum Schneiden einer durch die Längsschneidemaschine geführten Materialbahn, wobei die Längsschneidemaschine eine durch Anlage eines an einem Messerhalter gehalterten und mittels einer Anstellvorrichtung in Anlage gegen ein Untermesser zu bringenden Obermessers gekennzeichnete Schneidanordnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein schwingungsaufnehmender Sensor (24) an wenigstens einem Bauteil der aus Obermesser (14) und/oder Untermesser (18) bestehenden Schneidanordnung mindestens zeitweilig in Anlage bringbar ist und dass eine Auswerteeinrichtung (26) vorgesehen ist, in die der von dem Sensor (24) aufgenommene Ist-Schwingungswert einlesbar ist, wobei in der Auswerteeinrichtung (26) wenigstens ein Soll-Schwingungswert als Vergleichsgrundlage abgelegt ist und die Differenz zwischen dem Ist-Schwingungswert und dem Soll-Schwingungswert als Entscheidungsgrundlage für die Notwendigkeit eines Messerwechsels erkennbar gemacht wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Längsschneidemaschine zum Schneiden einer durch die Längsschneidemaschine geführten Materialbahn, insbesondere eine Vorrichtung zur Feststellung des Messerverschleisses.
Eine Längsschneidemaschine weist in einer üblichen Bauart wenigstens eine durch Anlage eines an einem Messerhalter gehalterten und mittels einer Anstellvorrichtung in Anlage gegen ein Untermesser zu bringendes Obermesser gekennzeichnete Schneidposition bringbare Messeranordnung auf. Eine derartige Längsschneidemaschine ist beispielsweise in der US 3 185 010 beschrieben. Bei derartigen Längsschneidemaschinen besteht das Problem, daß der Zustand der an der Längsschneidemaschine montierten, insbesondere als Kreismesser ausgebildeten Messer während des laufenden Betriebs nicht erfassbar ist. Daher müssen die Messer bei Stillstand der Maschine von dem Bedienungspersonal in Augenschein genommen werden, da sich ein schlechter Zustand der Messerschneiden, insbesondere ein solcher unterhalb der empfohlenen Verschleißgrenze, sehr nachteilig auf die Schneidleistung und die Schneidgenauigkeit der Längsschneidemaschine auswirkt. Dabei hängt die Entscheidung, ob ein Messerwechsel erforderlich ist oder nicht, im Wesentlichen von der Qualifikation und der Erfahrung des Bedienungspersonals ab und ist daher subjektiv geprägt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Längsschneidemaschine der eingangs genannten Art so einzurichten, dass eine objektivierte Entscheidung über das Erfordernis eines Messerwechsels ermöglicht ist.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Schutzansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß ein schwingungsaufnehmender Sensor an wenigstens einem Bauteil der aus Obermesser und/oder Untermesser bestehenden Schneidanordnung mindestens zeitweilig in Anlage bringbar ist und dass eine Auswerteeinrichtung vorgesehen ist, in die der von dem Sensor aufgenommene Ist-Schwingungswert einlesbar ist, wobei in der Auswerteeinrichtung wenigstens ein Soll-Schwingungswert als Vergleichsgrundlage abgelegt ist und die Differenz zwischen dem Ist-Schwingungswert und dem Soll-Schwingungswert als Entscheidungsgrundlage für die Notwendigkeit eines Messerwechsels erkennbar gemacht wird. Es hat sich überraschend herausgestellt, daß die im Bereich der Schneidanordnung, beispielsweise an dem Messerhalter einer Längsschneidemaschine im Schneidbetrieb auftretende Schwingung zu dem Verschleißzustand des von dem Messerhalter gehalterten Messers korreliert, so daß der entsprechende, während des Schneidbetriebs auftretende Schwingungswert als objektiv zu erfassender Parameter für die Bestimmung des eingetretenen Messerverschleißes herangezogen werden kann. Hierzu ist es erforderlich, daß in einer zugeordneten Auswerteeinrichtung ein Vergleichswert für die aufgenommene Schwingung als Soll-Wert abgelegt ist, der für eine Längsschneidemaschine bzw. einen Messerhalter jeweils vorher festzulegen ist. Soweit dabei an der Längsschneidemaschine auftretende Schwingungen die an dem Messerhalter erfaßten Ist-Schwingungswerte beeinträchtigen könnten, können in der Auswerteeinrichtung diese Einflüsse der Maschinenschwingung ausgeblendet werden.
Die Erfindung ist dabei sowohl hinsichtlich der Obermesser als auch für die Untermesser einer bei einer Längsschneidemaschine vorgesehenen Schneidanordnung einsetzbar, und zwar je nach deren Beanspruchung einzeln für das eine oder andere Messer oder gemeinsam für alle Messer, und der Einsatz der Erfindung ist auch nicht auf Messerbauarten beschränkt. So können im Rahmen entsprechender Schneidanordnungen neben üblichen Kreismessern auch Quetschmesser, Langmesser oder Rollscherenmesser überwacht werden.
In einer ersten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, daß als Soll-Schwingungswert für das mit dem Sensor überwachte Messer ein an der Längsschneidemaschine im Neuzustand des Messers ermittelter Schwingungswert abgelegt ist. In diesem Fall wird als Soll-Wert eine dem Neuzustand des Messers bei dessen Einsatz in der betreffenden Längsschneidemaschine mit dem zugeordneten Messerhalter entsprechende Schwingung als Soll-Wert vorgegeben, so daß die Größe der Abweichungen der mit zunehmender Schneidleistung des Messers sich verstärkenden Ist-Schwingung von dem Sollwert als Vorgabe für die Anzeige eines notwendigen Messerwechsels benutzt werden kann.
Alternativ kann vorgesehen sein, daß als Soll-Schwingungswert für das mit dem Sensor überwachte Messer ein an der Längsschneidemaschine mit einem an der Verschleißgrenze befindlichen Messer ermittelter Schwingungswert abgelegt ist. In diesen Fall wird als Soll-Wert die der Verschleißgrenze entsprechende und gerade noch erlaubte Schwingung in der Auswerteeinrichtung abgelegt, so daß bei Erreichung dieser Schwingung der Messerwechsel erforderlich ist.
Die erfindungsgemäße Längsschneidemaschine ermöglicht es auch, daß als Soll-Schwingungswert für das mit dem Sensor überwachte Messer ein an der Längsschneidemaschine mit einem auf das Gegenmesser aufgesetzten und dadurch beschädigten Messer ermittelter Schwingungswert abgelegt ist; es treten nämlich Beschädigungen des Messers dadurch ein, daß bei Beginn des Schneidvorganges statt der notwendigen Überlappung von Obermesser und Untermesser eines der beiden Messer auf dem jeweils anderen Gegenmesser aufsetzt, so daß es zu Beschädigungen des entsprechenden Messers kommt. Soweit diese Beschädigungen Schwingungen hervorrufen, kann der in der Auswerteeinrichtung abgelegte Sollwert mittels eines solchen beschädigten Messers an der Längsschneidemaschine im Messerhalter ermittelt werden, so daß bei Erreichen dieses Schwingungswertes durch die Messung der Ist-Werte erkennbar ist, daß eine derartige Beschädigung vorliegt.
Soweit Störungen des Schneidbetriebs auch dadurch auftreten können, daß einzelne Messer während des Schneidens von insbesondere mit einer Klebstoffschicht beschichtetem Material durch Anhaften von Klebstoffresten stark verschmutzen, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß als Soll-Schwingungswert für das mit dem Sensor überwachte Messer ein an der Längsschneidemaschine mit einem durch den Schneidbetrieb verschmutzten Messer ermittelter Schwingungswert abgelegt ist; auch in diesem Fall wird bei Erreichen des Soll-Schwingungswertes angezeigt, daß eine Reinigung bzw. ein Wechsel eingesetzten Messers erforderlich ist.
Selbstverständlich können auch nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Auswerteeinrichtung mehrere Soll-Schwingungswerte, die aufgrund unterschiedlicher Vorgaben ermittelt sind, abgelegt sein, so daß mehrere Parameter – alternativ oder gemeinsam – für die Feststellung des Messerverschleißes herangezogen werden können.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Differenz zwischen dem Ist-Schwingungswert und dem Soll-Schwingungswert in ein von der Auswerteeinrichtung abgesetztes Signal umgesetzt wird, wobei das Signal ein optisches oder akkustisches Signal sein kann, welches durch die Auswerteeinrichtung ausgelöst wird. Es ist auch möglich, das von der Auswerteeinrichtung abgesetzte Signal um eine zusätzliche Information über das betreffende Bauteil der Schneidanordnung zu ergänzen und das Signal auf ein externes Kommunikationsmittel, wie eine externe Steuerzentrale oder auch beispielsweise ein Mobiltelefon einer Bedienerperson zu übertragen, so daß entsprechend reagiert werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung, mit welcher der Messerzustand objektiv feststellbar ist, gestattet es insbesondere auch, bei Ausrüstung der Längsschneidemaschine mit einer wenigstens ein Ersatzmesser enthaltenden und zur Durchführung eines automatischen Messerwechsels eingerichteten Messerwechselvorrichtung diese Messerwechselvorrichtung automatisch anzusteuern und den entsprechenden Messerwechsel durchzuführen.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Sensor dauerhaft an dem überwachten Bauteil der Schneidanordnung angebracht ist und die Ist-Schwingungswerte in die Auswerteeinrichtung übertragen werden. Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Übertragung fortlaufend oder auch intervallweise erfolgen.
Es kann alternativ vorgesehen sein, daß der schwingungsaufnehmende Sensor unabhängig von der Schneidanordnung ausgestaltet ist und dezentral von einer Bedienerperson mitgeführt wird, wobei der Sensor zum Zwecke der Erfassung der Ist-Schwingungswerte in Kontakt mit dem Bauteil der Schneidanordnung gebracht wird; die entsprechenden Ist-Schwingungswerte können dann in dem dezentralen Sensor aufgenommen und abgespeichert werden, so daß sie anschließend in die Auswerteeinrichtung einlesbar sind.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß der schwingungsaufnehmende Sensor an dem mit einer Absenkvorrichtung für den Messerkopf versehenen Messerhalter angeordnet ist. In einzelnen Ausführungsformen der Erfindung kann dabei der Sensor entweder an der Absenkvorrichtung oder alternativ an dem das Messer tragende Messerkopf des Messerhalters angeordnet sein.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß der schwingungsdämpfende Sensor an dem das Untermesser tragenden Bauteil angeordnet ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn der Sensor mit einem Magneten zu seiner selbsttätigen Halterung an dem zugeordneten Bauteil der Schneidanordnung versehen ist. Damit eignet sich diese Ausführung besonders für den Fall, dass der Sensor dezentral und zeitweilig von der Bedienerperson an den zugeordneten Bauteilen der Schneidanordnung angesetzt wird.
In diesem Zusammenhang umfaßt die Erfindung auch die Anordnung mehrerer schwingungsdämpfender Sensoren sowohl an dem ein Obermesser tragenden Bauteil als auch an dem ein Untermesser tragenden Bauteil.
Es ist nach der Erfindung auch vorgesehen, daß der schwingungsaufnehmende Sensor unmittelbar dem zu überwachenden Messer zugeordnet ist.
Soweit ein automatischer Messerwechsel herbeizuführen ist, ist nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, daß an der Längsschneidemaschine eine Einrichtung zum automatischen Wechsel des Messers vorgesehen ist, die ein Magazin zur Bevorratung wenigstens eines neuen Messers und eine automatisch arbeitende Werkzeuganordnung zum Ausbau des Messers und zur Montage des aus dem Magazin entnommenen neuen Messers umfaßt.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
1 eine Längsschneidemaschine mit einer Mehrzahl von aus Obermesser und Untermesser bestehenden Schneidanordnungen,
2 einen Messerhalter für ein als Kreismesser ausgebildetes Obermesser mit einem schwingungsaufnehmenden Sensor in einer schematischen Seitenansicht.
Aus 1 ist eine Längsschneidemaschine 10 ersichtlich mit einem Maschinenrahmen 11, der eine Obermessertraverse 12 und eine Untermessertraverse 15 aufweist. An der Obermessertraverse 12 ist eine Reihe von Messerhaltern 13 für zugeordnete Obermesser 14 gehaltert, während an der Untermessertraverse 15 Halteschlitten 16 angeordnet sind, die einen Elektromotor 17 als Direktantrieb für ein dem jeweiligen Obermesser 14 zugeordnetes Untermesser 18 tragen. Soweit bei der Längsschneidemaschine 10 schwingungsaufnehmende Sensoren im einzelnen nicht dargestellt sind, ist mit 26 eine Auswerteeinrichtung angedeutet, in welcher die von den schwingungsaufnehmenden Sensoren erfassten Ist-Schwingungswerte mit den in der Auswerteeinrichtung 26 abgelegten Soll-Schwingungswerten verglichen und entsprechende Signale abgesetzt werden.
Es versteht sich, daß im Rahmen der Erfindung an unterschiedlichen Stellen der aus einem Messerhalter 13 und dem Halteschlitten 16 mit Elektromotor 17 und Untermesser 18 bestehenden Schneidanordnungen schwingungsaufnehmende Sensoren für die Schwingungsüberwachung an den Obermessern und/oder Untermessern angeordnet sein können. Im Rahmen der Erfindung kann auch vorgesehen sein, daß dezentral ausgebildete schwingungsaufnehmende Sensoren von Bedienerpersonen mitgeführt und von Zeit zu Zeit an geeigneten, Obermesser 14 und/oder Untermesser 18 tragenden Bauteilen angelegt und dadurch die betreffenden Ist-Schwingungswerte aufgenommen werden. Diese Ist-Schwingungswerte können anschließend in die Auswerteeinrichtung 26 eingelesen werden, in der eine entsprechende Ver- und Bearbeitung der Daten und Signale erfolgt.
Aus 2 ergibt sich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der ein schwingungsaufnehmender Sensor 24 an einem Messerhalter 13 für ein Obermesser 14 angeordnet ist. Hierzu weist der Messerhalter 13 eine Absenkvorrichtung 20 für den das in diesem Fall als Kreismesser 22 ausgebildete Obermesser haltenden Messerkopf 21 auf; an dem Messerkopf 21 ist ein Handschutz 23 zum Abdecken der Messerschneide in der aus 2 ersichtlichen angehobenen Stellung des Messers 22 angeordnet.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der schwingungsaufnehmende Sensor 24 an dem Messerkopf 21 angeordnet, wobei der schwingungsaufnehmende Sensor 24 über ein Kabel 25 mit der Auswerteeinrichtung 26 (1) verbunden ist, so daß eine entsprechende Datenübertragung fortlaufend oder auch intervallweise vorgenommen werden kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Schutzansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Längsschneidemaschine zum Schneiden einer durch die Längsschneidemaschine geführten Materialbahn, wobei die Längsschneidemaschine eine durch Anlage eines an einem Messerhalter gehalterten und mittels einer Anstellvorrichtung in Anlage gegen ein Untermesser zu bringenden Obermessers gekennzeichnete Schneidanordnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein schwingungsaufnehmender Sensor (24) an wenigstens einem Bauteil der aus Obermesser (14) und/oder Untermesser (18) bestehenden Schneidanordnung mindestens zeitweilig in Anlage bringbar ist und dass eine Auswerteeinrichtung (26) vorgesehen ist, in die der von dem Sensor (24) aufgenommene Ist-Schwingungswert einlesbar ist, wobei in der Auswerteeinrichtung (26) wenigstens ein Soll-Schwingungswert als Vergleichsgrundlage abgelegt ist und die Differenz zwischen dem Ist-Schwingungswert und dem Soll-Schwingungswert als Entscheidungsgrundlage für die Notwendigkeit eines Messerwechsels erkennbar gemacht wird.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Soll-Schwingungswert für das mit dem Sensor (24) überwachte Messer ein an der Längsschneidemaschine im Neuzustand des Messers ermittelter Schwingungswert abgelegt ist.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Soll-Schwingungswert für das mit dem Sensor (24) überwachte Messer ein an der Längsschneidemaschine mit einem an der Verschleißgrenze befindlichen Messer ermittelter Schwingungswert abgelegt ist.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Soll-Schwingungswert für das mit dem Sensor (24) überwachte Messer ein an der Längsschneidemaschine mit einem auf das Gegenmesser aufgesetzten und dadurch beschädigten Messer ermittelter Schwingungswert abgelegt ist.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Soll-Schwingungswert für das mit dem Sensor (24) überwachte Messer ein an der Längsschneidemaschine mit einem durch den Schneidbetrieb verschmutzten Messer ermittelten Schwingungswert abgelegt ist.
Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Soll-Schwingungswerte eine Mehrzahl von an der Längsschneidemaschine in unterschiedlichen Messerzuständen ermittelten Schwingungswerten abgelegt ist.
Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Ist-Schwingungswert und dem Soll-Schwingungswert in ein von der Auswerteeinrichtung abgesetztes Signal umgesetzt wird.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal ein optisches Signal ist.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal ein akkustisches Signal ist.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das abgesetzte Signal zusätzliche Informationen über das der Schwingungsmessung unterworfene Bauteil der Schneidanordnung enthält und auf ein externes Kommunikationsmittel übertragen wird.
Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (26) mit einer wenigstens ein Ersatzmesser enthaltenden und zur Durchführung eines automatischen Auswechselns des der Messung zugrundeliegenden Messers gegen das neue Messer eingerichteten Vorrichtung gekoppelt und zur Auslösung des Messerwechsels eingerichtet ist.
Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (24) dauerhaft an dem das überwachte Messer tragenden Bauteil angebracht ist und die Ist-Schwingungswerte in die Auswerteeinrichtung (26) übertragen werden.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Schwingungswerte fortlaufend in die Auswerteeinrichtung (26) übertragen werden.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Schwingungswerte intervallweise in die Auswerteeinrichtung (26) übertragen werden.
Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der schwingungsaufnehmende Sensor unabhängig von der Schneidanordnung ausgestaltet ist und dezentral von einer Bedienerperson mitgeführt wird, wobei der Sensor zum Zwecke der Erfassung der Ist-Schwingungswerte in Kontakt mit dem Bauteil der Schneidanordnung gebracht wird.
Längsschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (24) an dem mit einer Absenkvorrichtung (20) für den das Messer (22) tragenden Messerkopf (21) versehenen Messerhalter (13) angeordnet ist.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (24) an der Absenkvorrichtung (20) für das Messer (22) angeordnet ist.
Längsschneidemaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (24) an dem das Messer (22) tragenden Messerkopf (21) des Messerhalters (13) angeordnet ist.
Längsschneidemaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor dem das Untermesser (18) tragenden Bauteil der Schneidanordnung zugeordnet ist.
Längsschneidemaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor mit einem Magneten zu seiner selbsttätigen Halterung an dem zugeordneten Bauteil der Schneidanordnung versehen ist.
Längsschneidemaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor unmittelbar dem zu überwachenden Messer (14, 18; 22) zugeordnet ist.
Längsschneidemaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an der Längsschneidemaschine (10) eine Einrichtung zum automatischen Wechsel des Messers vorgesehen ist, die ein Magazin zur Bevorratung wenigstens eines neuen Messers und eine automatisch arbeitende Werkzeuganordnung zum Ausbau des Messers und zur Montage des aus dem Magazin entnommenen neuen Messers umfaßt.