DE2244421B2 - Druckmittelbetaetigter messerhalter fuer laengsschnittstationen an papierschneidmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Messerhalter für Längsschnittstationen an Papierschneidmaschinen mit zwei senkrecht zueinander angeordneten, einfach wirkenden Arbeitszylindern mit federbelasteten Kolben, von denen die Kolbenstange des senkrecht wirkenden Absenkzylinders den waagerecht wirksamen Anstellzylinder trägt und an der Kolbenstange des Anstellzylinders ein Messerkopf mit dem Kreismesser drehbar gelagert ist und die beide über ein gemeinsames Betätigungsventil an die gleiche Druckmittelleitung angeschlossen sind, wobei die zeitliche Reihenfolge in den Bewegungen des Messerkopfes derart festgelegt ist, daß bei Beaufschlagung mit dem Druckmittel zuerst das Absenken des Kreismessers auf eine zu schneidende Bahn und dann das Anstellen des Kreismessers an ein Untermesser erfolgt.

Druckmittelbetätigte Messerhalter dieser Art sind bei Papierschneidmaschinen bekannt. Entsprechend der Anzahl und Lage der gewünschten Längsschnitte in einer Papierbahn sind auf einer Untermesserwelle mehrere kreisringförmige Untermesser aufgekeilt, und für jeden Schnitt ist ein Kreismesser drehbar an einem Messerkopf angeordnet und wird durch diesen in Schneidstellung gegen die Schneidkante des zugehörigen Untermessers angedrückt und von diesem mitgenommen. Sämtliche Messerhalter sind in einer zur Untermesserwelle parallelen Prismenführung einer über der Papierbahn liegenden Traverse verschiebbar und feststellbar angeordnet. Sie können zur Erleichterung der Bedienung der Maschine, z. B. vor dem Einführen einer neuen Papierbahn oder beim Auftreten von Fehlern, gleichzeitig in ihre Schneidstellungen gebracht bzw. von den Untermessern abgehoben werden.

Die erwähnte Reihenfolge in den Absenk- und Anstellbewegungen eines Kreismessers wird bei einer bekannten Rollenschneidmaschine (DT-PS 10 24 341) dadurch gehalten, daß die Rückholfeder des Anstellkolbens im Vergleich zur zugehörigen Kolbenfläche stärker als die Rückholfeder des Absenkkolbens ausgelegt ist, so daß bei Beaufschlagung durch das Druckmittel der das Kreismesser tragende Messerkopf zuerst abgesenkt wird, bevor der Anstellzylinder wirksam wird. Dessen die Nabe für das Kreismesser tragende Kolbenstange ist, wie bei solchen Arbeitszylindern üblich, in einem einfachen Gleitlager im Zylinderdeckel gleitend gelagert, und die eingebaute Rückholfeder ist kurz und sehr kräftig. Sie hat daher eine steile Federkennlinie und übt je nach Stellung des Kolbens im Zylinder stark unterschiedliehe Kräfte auf den Kolben aus. Das Gleitlager der Kolbenstange hat eine beträchtliche Haftreibung und neigt wegen seiner kurzen Länge unter der auf die Kreismesserschneide beim Schnitt mit einem beträchtlichen Hebelarm wirkenden Axialkraft leicht zu einem Verkanten der Kolbenstange.

Diese Faktoren wirken sehr ungünstig zusammen und behindern das Axialspiel des Kreismessers. Andererseits ist das Axialspiei des Kreismessers gegen sein Untermesser von großem Einfluß auf die Sauberkeit des Schnitts und die Standzeiten der Messer. Demzufolge ist das genaue Einrichten der Messerköpfe mit Bezug auf die Untermesser von großem Einfluß, zugleich aber sehr schwierig und setzt große Geschicklichkeit voraus. Die Schwierigkeiten bei der Justierung des Kreismessers und bei der Einstellung seines Andruckes gegen das Untermesser zeigen sich bei diesem bekannten Messerhalter insbesondere auch darin, daß im Anstellzylinder ein verstellbarer Endanschlag für den Kolben vorgesehen ist, durch den sein Hub und damit das Axialspiel des Kreismessers begrenzt wird. Man hat sich damit geholfen, das Kreismesser taumelnd zu lagern, aber dabei können wieder geschwindigkeitsabhängige Flattererscheinungen auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen druckmittelbetätigten Messerhalter der beschriebenen Art derart auszubilden, daß der maximale Hub des Anstellkolbens vergrößert wird, dennoch die

bo Rückstellkraft als Funktion des Hubes sich nur wenig ändert und daß der Reibungsbeiwert seiner Kolbenstange möglichst klein und insbesondere unabhängig von der Lage des Kraftangriffs (durch das Druckmittel an der Kolbenfläche bzw. durch den Schneiddruck am

h5 Rande des Kreismessers) wird, so daß das Einrichten eines solchen Messerhalters vereinfacht und unproblematisch wird und Einstellehren, Justierschrauben und Skalen entbehrlich werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in der Weise gelöst, daß das Kreismesser starr in den Messerkopf eingespannt ist, daß die Kolbenstange im Anstellzylinlier mittels mindestens einer Kugelbüchse gleitend gelagert ist und in einer über ihre ganze Länge reichenden sacklochartigen Längsbohrung eine lange Rückholfeder mit flacher Kennlinie aufnimmt und daß der Andruck des Kreismessers an das Untermesser gegen die Wirkung dieser Rückholfeder über den Druck des Druckmittels steuerbar ist.

In einer bevorzugten Ausführu.ngsform der Erfindung bildet der Kolben des Anstellzylinders in diesem einen ringförmigen, an die Druckmittelleitung angeschlossenen Druckraum, der gegen den übrigen Zylinderraum durch zwei O-Ringü abgeschlossen ist, die sich über Stützringe einerseits gegen einen in die Kolbenstange eingesetzten Federring und andererseits gegen eine Kugelbüchse abstützen.

Zwar ist aus der US-PS 25 71201 bereits ein druckmittelbetätigter Messerhalter mit st»rr eingespanntem Kreismesser bekannt, jedoch ist dort der Anstellzylinder doppelt wirkend, und der Messerkopf ist auf der als Welle dienenden Kolbenstange wieder nur gegen eine kurze Andruckfeder verschiebbar mit der Folge, daß die eingangs geschilderten Nachteile auch hier bestehen.

Ferner ist es aus der US-PS 26 89 295 bekannt gewesen, bei einem Punktschweißgerät den druckmittelbetätigten, hohl gebohrten Schweißstempel im Elektrodenhalter in Kugelbüchsen gleitend zu lagern, um den Reibungsbeiwert möglichst klein zu halten. Aber auch hier wird eine kurze Rückholfeder verwendet und die Bohrung im Schweißtempel nicht für die Unterbringung einer langen Feder mit entsprechend flacher Kennlinie genutzt — das Ausbohren des Schweißstempels dient nur zur Verringerung seiner tragen Masse —, so daß der Schweißdruck in starkem Maße von der Einrichtung der Elektrode bzw. der Dicke der zu verschweißenden Dleche abhängt.

Dem Stand der Technik waren daher keine Anregungen zur Lösung der gestellten Aufgabe zu entnehmen, insbesondere auch nicht die Überlegung, den Andruck des Kreismessers an das Untermesser gegen die Wirkung einer langen Rückholfeder über den Druck des Druckmittels zu steuern.

Der niedrige Reibungsbeiwert der Rollreibung in der Kugelbüchse und die flache Federkennlinie der Rückholfeder haben zur Folge, daß der Andruck des Kreismessers am Untermesser auch bei großem Kolbenhub annähernd gleich bleibt, und der große Hub vereinfacht das Einstellen des Messerhalters beim Einrichten der Maschine. Es ist nicht erforderlich, den Kolben gegen einen Endanschlag zu stellen, um die Lage des Kreismessers gegenüber dem Untermesser festzulegen, vielmehr kann der Andruck pneumatisch etwa im Verhältnis 1 :2 geregelt werden. Aufgrund des niedrigen Reibungsbeiwertes der Kugelbüchsenlagerung kann die Kolbenstange bei einem — nie ganz zu vermeidenden — Seitenanschluß des Kreismessers mit Vor- und Rückwärtsbewegungen im Anstellzylinder t>o folgen, so daß der Andruck der Messer nur minimalen Schwankungen unterliegt. Dies wirkt sich, wie Versuche gezeigt haben, außerordentlich günstig auf die Standzeit der Messer aus. Die Kugelbüchsenlagerung kann so lang gemacht werden, daß ein Verkanter: und Klemmen in h^r> der Lagerung auch bei größeren Durchmessern des Kreismessers, als sie bisher verwendet wurden, mit Sicherheit ausgeschlossen ist, ohne daß das Kreismesser am Messerkopf taumelnd gelagert sein muß.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lagerung besteht darin, daß die Schränkung des Kreismessers gegenüber dem Untermesser sehr gering, etwa 1 :100, gehalten und die entsprechende Winkelstellung des Mt·sserhalters mit Bezug auf den Absenkzylinder im Werk nach einer Vorrichtung fest eingestellt werden kann. Auch diese Maßnahme vereinfacht das Einrichten der Maschine außerordentlich und erhöht die Lebensdauer der Werkzeuge, da gerade die Schränkung von großem Einfluß auf die Standzeiten ist und die bisher übliche Einstellung nach einer Skala sehr viel Sachkenntnis voraussetzte.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch die beiden Arbeitszylinder eines Messerhalters zeigt.

Das ringförmige Kreismesser 4 ist in einem Messerkopf 1 starr eingespannt, dessen Nabe 3 mittels Wälzlagern 2 auf einer Kolbenstange 5 gelagert ist, die in Kugelbüchsen 6 und 7 im Anstellzylinder 8 geführt ist. Die Kolbenstange weist eine tiefe Längsbohrung 9 auf, in die eine lang ausgelegte Druckfeder 11 eingesetzt ist, die sich einerseits gegen den Grund der Bohrung und andererseits gegen den Zylinderdeckel 12 abstützt. Von dem Druckraum 14 des Anstellzylinders führt eine Leitung 15 zu einem T-Stück 13 in der Druckmittel-Zuleitung 23 zum Druckraum 16 des Absenkzylinders 20. In dieser Leitung 15 ist eine einstellbare Drossel 17 angeordnet. Die Kolbenstange 18 des Absenkzylinders ist mittels eines Keiles 18.1 drehfest im Zylinderdeckel 18.2 geführt und in ihrem Abwärtshub gegen den Druck der Rückholfeder 21 durch einstellbare Kontermuttern 22 begrenzt. Diese Kontermuttern bilden einen Endanschlag für die untere Stellung des Messerkopfes 1. Der Anstellzylinder 8 ist in einem Auge 18.3 am unteren Ende der Absenkkolbenstange 18 befestigt.

Nach dem Einrichten des Messerhalters wird sich bei Betätigung eines (nicht dargestellten) Ventils unter dem durch die Leitung 23 zuströmenden Druckmittel zunächst die Kolbenstange 18 des Absenkzylinders 20 samt Anstellzylinder 8 mit Messerkopf 1 und Kreismesser 4 gegen den Druck der Rückholfeder 21 nach abwärts bewegen, während aus dem T-Stück 13 das Druckmittel durch die Leitung 15 wegen der Drossel Yl nur langsam in den Druckraum 14 des Anstellzylinders 8 gelangt, so daß sich dessen Kolbenstange 5 gegen den Druck der Rückholfeder 11 erst später in Bewegung setzt. Der ringförmige Druckraum 14 wird durch zwei O-Ringe 14.1 abgeschlossen, die sich über Stützringe 14.2 gegen den Federring 14.3 bzw. gegen den Abschlußring 7.1 der Kugelbüchse 7 abstützen. Eine zum Zwecke des Druckausgleichs mit einer Bohrung versehene Distanzbüchse 14.4 begrenzt die Abhebbewegung der Kolbenstange 5 unter der Wirkung der Rückholfedern.

Die Kolbenstange 5 ist in den Kugelbüchsen 6,7 sehr lang gelagert, und die Rückholfeder 11 hat die größtmögliche Länge, so daß ihre Federkennlinie sehr flach verläuft. Hält man die Längsbohrung 9 und die Rückholfeder 11 kürzer als möglich, so verläuft auch die Federkennlinie steiler.

Der Anstellhub ist nur begrenzt durch den Anschlag der Stirnfläche der Kolbenstange 5 gegen den Zylinderdeckel 12 und ist, wie die Zeichnung zeigt, sehr groß. Dieser große Hub erlaubt es, den Messerhalter samt Kreismesser gegenüber dem Untermesser nach

Augenmaß, ohne jegliche Hilfsmittel wie Lehren, Zeiger oder Maßstäbe einzustellen, und die Einrichtzeit verringert sich gegenüber der eingangs beschriebenen Ausführung auf ein Drittel.

Im Betrieb wird der Andruck des Kreismessers an das Untermesser durch den einstellbaren Druck des Druckmittels entgegen der nur wenig stellungsabhängigen Rückstellkraft der sehr weichen Rückholfeder erzeugt; er kann nach der Art des Schneidgutes gewählt werden, wobei die notwendige Reihenfolge in den Bewegungen des Messerkopfes gewährleistet bleiben muß.

Die Schränkung des Kreismessers 4 wird durch leichte Drehung des Zylinderdeckels 18.2, in dem die Absenkkolbenstange 18 drehfest geführt ist, gegenüber

der Stirnfläche des Absenkzylinders 20 eingestellt; ein Wert von 1 :100 reicht bereits aus, da das Kreismesser starr und taumelfrei gelagert ist. Die Einstellung wird durch Verstiften der Teile mittels eines Treibstiftes 19 gesichert.

Die erfindungsgemäße Konstruktion erlaubt es, die Anstellrichtung des Kolbens 5 des Anstellzylinders 8 durch entsprechende Anordnung des Druckraumes 14 im Zylinder umzukehren; in diesem Falle muß nur die Druckfeder 11 gegen eine Zugfeder ausgetauscht werden. Dadurch ist es möglich, ohne Änderung der Anordnung als Ganzes zwei Messerköpfe bzw. Kreismesser gegeneinanderzustellen, ohne daß ein Anstellzylinder dazwischenliegt, und so auch extrem schmale Papierbahnen zu schneiden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetätigter Messerhalter für ein Kreismesser für Längsschnittstationen an Papierschneidmaschinen mit zwei senkrecht zueinander angeordneten, einfach wirkenden Arbeitszylindern mit federbelasteten Kolben, von denen die Kolbenstange des senkrecht wirkenden Absenkzylinders den waagerecht wirksamen Anstellzylinder trägt und an der Kolbenstange des Anstellzylinders ein Messerkopf mit dem Kreismesser drehbar gelagert ist und die beide über ein gemeinsames Betätigungsventil an die gleiche Druckmittelleitung angeschlossen sind, wobei die zeitliche Reihenfolge in den Bewegungen des Messerkopfes derart festgelegt ist, daß bei Beaufschlagung mit dem Druckmittel zuerst das Absenken des Kreismessers auf eine zu schneidende Bahn und dann das Anstellen des Kreismessers an ein Untermesser erfolgt, d a durch gekennzeichnet, daß das Kreismesser (4) starr in den Messerkopf (1) eingespannt ist, daß die Kolbenstange (5) im Anstellzylinder (8) mittels mindestens einer Kugelbüchse (6, 7) gleitend gelagert ist und in einer über ihre ganze Länge reichenden sacklochartigen Längsbohrung (9) eine lange Rückholfeder (11) mit flacher Kennlinie aufnimmt und daß der Andruck des Kreismessers (4) an das Untermesser gegen die Wirkung dieser Rückholfeder (11) über den Druck des Druckmittels steuerbar ist.

2. Messerhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben des Anstellzylinders (8) in diesem einen ringförmigen, an die Druckmittelleitung (15) angeschlossenen Druckraum (14) bildet, der gegen den übrigen Zylinderraum durch zwei O-Ringe (14.1) abgeschlossen ist, die sich über Stützringe (14.2) einerseits gegen einen in die Kolbenstange (5) eingesetzten Federring (14.3) und andererseits gegen eine Kugelbüchse (7) abstützen.

3. Messerhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Druckraumes (14) in der Ruhestellung des Messerkopfes (1) durch eine zwischen die O-Ringe (14.1) eingesetzte Distanzbüchse (14.4) bestimmt ist.