DE20308304U1

DE20308304U1 - Schneidmesser zur Verwendung beim Längsschneiden einer Papier- oder Kartonbahn

Info

Publication number: DE20308304U1
Application number: DE20308304U
Authority: DE
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2013-05-28
Also published as: AT7253U1; FI5484U1; FIU20020253U0

Description

TIEDIKE - BÜHLING & PARTNER(GbR)'

TBK-Patent POB 2019 18 80019 München

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Patentanwälte

Dipl.-Ing. Reinhard Kinne Dipl.-Ing. Hans-Bernd Pellmann Dipl.-Ing. Klaus Grams Dipl.-Ing. Aurel Vollnhals Dipl.-Ing. Thomas J.A. Leson Dipl.-Ing. Dr. Georgi Chivarov Dipl.-Ing. Matthias Grill Dipl.-Ing. Alexander Kühn Dipl.-Ing. Rainer Böckelen Dipl.-Ing. Stefan Klingele Dipl.-Chem. Stefan Bühling Dipl.-Ing. Ronald Roth Dipl.-Ing. Jürgen Faller Dipl.-Ing. Hans Ludwig Trösch

Rechtsanwälte

Michael Zöbisch

METSO PAPER, INC.

00130 Helsinki, Finnland

27. Mai 2003 DE 38280

SCHNEIDMESSER SSUR VERWENDUNG BEIM LÄNGSSCHNEIDEN EINER

PAPIER- ODER KARTONBAHN

Dresdner Bank
Deutsche Bank
Postbank

München Kto. 3939 844 BLZ 700 800 00 München.. Kto. 2fö 106Q. BLZ 7.QQ.700, München; K}o{fi704;) 804; fiLZ 70Q*ir

Mizuho Corp. Bank Düsseldorf KJo· 8104;&iacgr;33007&bgr;[3300·20>00· · · UFJ Bank Limited Düsseldorf*KtO!«500 047··· 80384 3&thgr;/00 ··'

Telefon: +49 89 544690

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Beschreibung

Gegenstand der Erfindung ist Schneidmesser zur Verwendung beim Längsschneiden einer Papier- oder Kartonbahn, wobei das Schneidmesser aus einer Grundplatte und einer an dem Außenumfang der Grundplatte angeordneten schneidenden Spitze besteht .

Das Längsschneiden einer Papier- oder Kartonbahn wird in Papier- und Kartonmaschinen u.a. im Längsschneider zum Längsschneiden der Papierbahn in Teilbahnen und an verschiedenen Stellen der Papiermaschine zum Randbeschneiden durchgeführt. An diesen Schneidestellen entsteht Schneidmesserlärm, der z.B. am Längsschneider hauptsächlich aus Obermesserklang besteht. Die dynamischen Eigenschaften des Obermessers gestalten sich derart, dass- am Obermesser mehrere Eigenschwingungsformen im Schallfrequenzbereich auftreten und diese Schwingungen sich stark als Luftgeräusch fortpflanzen, wobei das Obermesser "klingt", was Lärmprobleme verursacht.

Das Schneidmesser hat mehrere Eigenfrequenzen im Niederfrequenzbereich, d.h. im Bereich 1.000 bis 8.000 Hz. Diese Schwingungsformen gestalten sich derart, dass sie nicht einfach durch Änderung der Form oder der Befestigungsart des Messers vermeidbar sind. In Schwingungsbewegung befinden sich in erster Linie Punkte des Außenumfangs des Schneidmessers, wohin der Einfluss der Befestigung des Messers nicht reicht. Schwingungserreger sind durch Untermesserberührungen bedingte Verwürfe, Absätze und Inhomogenitäten der Papierbahn verursachte Zwangsverschiebungen. Sie sind jedoch unregelmäßig, womit der Klang zeitlich und mengenmäßig aus Eigenschwingungen besteht, die durch unregelmäßige Anreger erzeugt werden.

Wie effektiv die verschiedenen Schwingungsformen sich als Luftgeräusch fortpflanzen, hängt u.a. von dem Schwingungsverhältnis der Schwingungsform ab. Das wiederum ist abhängig vom Verhältnis der Biegewellenlänge des Schwingungserregers zur Wellenlänge des Luftgeräusches bei dieser Schwingungsfrequenz. Das Fortpflanzungsverhältnis ist 1, wenn die Biegewellenlänge des Schwingungserregers gleich oder größer ist als die Wellenlänge des Luftgeräusches. Bei einem Fortpflanzungsverhältnis von 1 können die Luftgeräuschwellen ungestört sofort auf der Oberfläche des Schwingungserregers entstehen und für die verschiedenen Schwingungsformen des Obermessers sind die Fortpflanzungsverhältnisse ca. 1, d.h. die Formen pflanzen ihre Schwingungen stark als Luftgeräusch fort. Dadurch entsteht der oben erläuterte Lärm.

Die Schwingungsform und die Schwingungsfrequenz des Mes-0 sers passen also mit der Luft zusammen und außerdem gestalten sich die Schwingungsfrequenzen und das Fortpflanzungsverhältnis von der Art, dass die Schwingungsfortpflanzung sich leicht in Luftgeräusch umwandelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schneidmesser zur Verwendung beim Längsschneiden einer Papier- oder Kartonbahn zu schaffen, dessen Lärmerzeugung eliminiert oder zumindest minimiert wird.
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Zur Lösung dieser und der weiter unten deutlich werdenden Aufgaben geht die Erfindung im Wesentlichen von der Erkenntnis aus, dass an dem Schneidmesser eine aus dämmendem Material bestehende Schicht und auf der dämmenden Materialschicht eine Halteschicht angebracht ist.

Erfindungsgemäß kann der Lärm des Schneidmessers verringert werden, indem die Eigenschwingung des Schneidmessers gedämmt wird, und das wird ausgeführt, indem an dem Messer ein dämmendes Material und auf diesem eine Halteschicht angebracht wird, die wesentlich steifer als das dämmende Material ist, wobei diese Schichten vorzugsweise möglichst nah am Außenumfang beginnend sich zur Mitte des Messers hin erstrecken.

Das dämmende Material verursacht, dass die Schwingungsenergie in der inneren Reibung untergeht. Das dämmende Material reicht möglichst nahe an den Außenumfang, weil dort die stärkste Schwingung ist. Vorzugsweise ist bei der Erfindung die Mittelschicht sehr dünn und die Halteschicht wesentlich steifer als die Zwischenschicht.

Das erfindungsgemäße Schneidmesser eignet sich zur Verwendung als Messer beim Längsschneiden von Papier oder Kar-0 ton, insbesondere in Verbindung mit geraden und tellerförmigen Messern, z.B. in Verbindung mit Schneidmessern von Längsschneidern oder Randschneidern.

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Das in der Erfindung zu verwendende Dämmmaterial kann auch ein schleifbares Material sein, womit es sich für den Einsatz an zu schleifenden Messern eignet.

Wenn erfindungsgemäß an dem Messer ein Dämmmaterial sowie auf diesem eine Halteschicht angebracht wird, die wesentlich steifer ist als die Dämmschicht und die Formänderungen des Dämmmaterials bedeutend vergrößert, wird eine gute Dämmung erzielt. Das bevorzugteste Ausführungsbeispiel besteht darin, dass die Dämmschicht dünn und die Halteschicht dick, d.h. rund 0,5mal der Dicke der Grundplatte, ist. Die beste Dämmung entsteht, wenn die Halteschicht so steif und die Dämmschicht so dünn ist, dass im Dämmmaterial hinsichtlich der Dämmung optimale interne Formveränderungen entstehen.

Als Dämmmaterial wird Elastomer und als Halteschichtmaterial Metall, z.B. Stahl, verwendet.

Im Folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die 0 Figuren der beigefügten Zeichnung, auf deren Einzelheiten die Erfindung jedoch nicht eng begrenzt werden soll, ausführlich beschreiben.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der Erfindung schematisch gezeigt.

In Fig. 2A bis 2B sind einige Ausführungsvarianten der Erfindung schematisch gezeigt.

0 In Fig. 3A ist ein Messer vom Stand der Technik gezeigt, von dem einige seiner Schwingungsformen in Fig. 3B und 3C über ein FEM-Modell dargestellt sind.

In Fig. 3&Bgr; ist die Schwingungsform eines vom Stand der Technik bekannten Schneidmessers nach Fig. 3A über ein FEM-Modell dargestellt.

In Fig. 3C ist die Schwingungsform eines vom Stand der Technik bekannten Schneidmessers nach Fig. 3A über ein FEM-Modell dargestellt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 der Erfindung ist am Körper 11 des Schneidmessers 10 mit Leim ein dämmendes Material 12 befestigt, das sich von der Nähe des Außenumfangs zur Mitte des Schneidmessers hin erstreckt. Auf das dämmende Material 12 ist mit Leim oder Ähnlichem eine Halteschicht 13 befestigt, die wesentlich steifer als das dämmende Material ist. Die aus Leim oder ähnlichem Haftmaterial gebildeten Schichten sind in der Figur mit Bezugsnummer 14 gekennzeichnet . Auch die aus dämmendem Material gebildete Schicht 12 für sich kann als Befestigung dienen, wobei Leim oder ein ähnlicher Haftstoff nicht erforderlich ist. Als befestigendes Material 12 kann z.B. Gummivulkanisierung oder ein gut dämmender zweiseitiger Klebestreifen verwendet werden.

In Fig. 2A ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, bei dem das Schneidmesser 10 einheitlich ist und das Dämmmaterial 12 nahe der Schneidspitze 15 des Schneidmessers 10 angebracht ist, und damit wird eine sehr effektive Dämmung erzielt. Auf der dämmenden Materialschicht

12 ist eine Halteschicht 13 angebracht.

0 In Fig. 2 B ist schematisch eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der das Schneidmesser 10 einheitlich ist und das dämmende Material 12 und dessen Halteschicht

13 am Körper 11 des Schneidmessers mit einem Abstand zum schneidenden Spitzenteil 15 des Messers befestigt sind, wobei

das Dämmmaterial nicht das Schärfen des Schneidmessers 10 beeinträchtigt. Das dämmende Material 12 und die Halteschicht 13 reichen bis zu einem Abstand von etwa L₁ = 10 bis 3 0 mm, vorzugsweise ca. 15 mm, zur schneidenden Spitze 15 des Messers 10.

In den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung beträgt die Schichtdicke 12 des dämmenden Materials 0,1 bis 2 mm je nach Art des dämmenden Materials und die Dicke der HaI-teschicht 13 0,2 bis 2 mm je nach Art des dämmenden Materials und des Materials der Halteschicht und die Dicke der Grundplatte 11 beträgt 1 bis 5 mm, vorzugsweise ca. 3 mm. Die Steifigkeit der Halteschicht 13 hat mindestens die zweifache Steifigkeit im Vergleich zur Steifigkeit der Dämmmaterialschicht 12.

Als dämmendes Material dient z.B. Elastomer und als HaI-teschichtmaterial z.B. Stahl. Ein geeignetes Haftmaterial ist z.B. Leim.

In Fig. 3A ist ein vom Stand der Technik bekanntes Schneidmesser 20 gezeigt, bei dem der schneidende Teil 25 tellerförmig, aus demselben Material und aus einem Stück hergestellt ist. In den Figuren 3B und 3C sind Eigenschwingungsformen eines Messers gemäß Fig. 3A über ein FEM-Modell schematisch dargestellt. Der Außendurchmesser des Schneidmessers nach Fig. 3A betrug 190 mm und die Dicke ca. 3,5 mm in der FEM-Modellnachahmung.

0 In Fig. 3B ist eine Eigenschwingungsform des Messers nach Fig. 3A gezeigt, bei der der Außenumfang in vier Wellen schwingt. Die Eigenschwingung beträgt ca. 2000 Hz, d.h. die Frequenz wird vom Menschen als sehr stark empfunden.

In Fig. 3C ist eine zweite Eigenschwingungsform eines vom Stand der Technik bekannten Messers nach Fig. 3A gezeigt, wobei sieben Wellen am Außenumfang vorkommen und der Eigenschwingungsbereich ca. 5000 Hz beträgt, wobei auch diese Frequenz vom Menschen sehr stark empfunden wird.

Es kommen mehrere Schwingungsformen, 2 bis 10 Wellen am Außenumfang und sie erstrecken sich über den empfindlichsten Hörbereich (&Agr;-Bewertung) des Menschen, d.h. den Frequenzbereich von 1000 bis 8000 Hz. Eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Messerdicke verändert die Frequenzen, aber durch Vergrößern/Verkleinern der Messerdicke kommt man nicht aus dem Bereich 1000 bis 8000 Hz.

Die Erfindung wurde im Vorstehenden lediglich unter Hinweis auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, auf dessen Einzelheiten die Erfindung jedoch nicht eng begrenzt werden soll.

Claims

1. Schneidmesser zur Verwendung beim Längsschneiden einer Papier- oder Kartonbahn, bestehend aus einer Grundplatte (11) und einer an dem Außenumfang der Grundplatte (11) angeordneten schneidenden Spitze (15), dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schneidmesser (10) eine aus dämmendem Material bestehende Schicht (12) und auf der dämmenden Materialschicht (12) eine Halteschicht (13) angebracht ist.

2. Schneidmesser nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dämmendem Material bestehende Schicht (12) auf der Grundplatte (11) des Schneidmessers (10) angebracht ist und sich von der unmittelbaren Nähe des Außenumfangs des Schneidmessers (10) zur Mitte des Schneidmessers hin erstreckt.

3. Schneidmesser nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dämmendem Material bestehende Schicht (12) auf der Grundplatte (11) des Schneidmessers (10) angebracht ist und bis zu einem Abstand (L₁) von 10 bis 30 mm von der Schneidspitze (15) reicht.

4. Schneidmesser nach Schutzanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschicht (13) wesentlich steifer ist als die aus dämmendem Material (12) bestehende Schicht.

5. Schneidmesser nach einem der Schutzansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit der Halteschicht (13) im Vergleich zur Steifigkeit des dämmenden Materials (12) mindestens das Zweifache beträgt.

6. Schneidmesser nach einem der Schutzansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der dämmenden Schicht (12) 0,1 bis 2 mm beträgt und dass die Dicke der Halteschicht (13) 0,2 bis 2 mm beträgt.

7. Schneidmesser nach einem der vorherigen Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dämmende Materialschicht (12) aus Elastomer ist.

8. Schneidmesser nach einem der vorherigen Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteschicht (13) aus Stahl ist.

9. Schneidmesser nach einem der Schutzansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dämmende Materialschicht (12) und die Halteschicht (13) mit Leim (14) oder einem entsprechenden Haftstoff befestigt sind.

10. Schneidmesser nach einem der Schutzansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dämmende Materialschicht (12) angebracht ist, als Befestigung zwischen Schneidmesser (10) und Halteschicht (13) zu dienen.

11. Schneidmesser nach einem der vorherigen Schutzansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dämmende Material (12) aus einem schleifbaren Material besteht.