DE2828134A1 - Kreismesser-spaltschere fuer ein- oder mehrlagige papierbahnen betraechtlichen volumens - Google Patents

Kreismesser-spaltschere fuer ein- oder mehrlagige papierbahnen betraechtlichen volumens

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DE2828134A1 DE19782828134 DE2828134A DE2828134A1 DE 2828134 A1 DE2828134 A1 DE 2828134A1 DE 19782828134 DE19782828134 DE 19782828134 DE 2828134 A DE2828134 A DE 2828134A DE 2828134 A1 DE2828134 A1 DE 2828134A1
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Description

. Kreismesser-Spaltschere für ein- oder mehrlagige Papierbahnen "beträchtlichen Volumens
Die Erfindung "betrifft eine Kreismesser-Spaltschere.für ein- oder mehrlagige Papierbahnen beträchtlichen Volumens mit auf zwei parallelen, zu beiden Seiten der Papierbahn liegenden Achsen angeordneten, paarweise zum Schnitt kommenden Kreismessern.
Die gebräuchlichen Kreismesser-Spaltscheren zum Aufspalten von breiten Papierbahnen haben auf einer Achse, meist der oberen Messerwelle, Kreismesser mit scharfen Schneiden, die mit den Seitenkanten einer Trommel oder eines Ringes unterhalb der Bahn zusammenarbeiten, um die Spaltschnitte durchzufuhren. Die Schneidkante der Trommel kann auf einen kleinen Schneidwinkel von einigen Grad geschliffen sein. Nach der Theorie beim Schneiden von Bahnmaterial ist es wesentlich, auf die Oberfläche des Materials eine größtmögliche Kraft pro Flächen-Einheit im Schnittpunkt einwirken zu lassen, um die einzelnen Pasern der Papierbahn zu durchdringen und zu trennen. Jede Einwirkung, die an dem Scherpunkt auftritt und die Pasern nicht sauber trennt, sondern ein Reißen der Pasern bewirkt, führt zu einer schlechteren, weniger genauen Schneidkante und erzeugt Staub, insbesondere bei hohen Schneidgeschwindigkeiten. Es wurde festgestellt, daß beim Schneiden von voluminösen Papierbahnen die Pappe oder mehrlagigen Bahnen eine Verschlechterung der Schneidqualität um so mehr auftritt, als das Volumen oder die Dicke
Telefon: (06894) 14396, Wohnung 7124 · tSJ!3S3liL3 SÄ Sl
- 2« 1328-438, Gebr.Röchling Bank St. lngb«rt 20.013.490
der Bahn steigt, -wodurch der Schnitt schlechter wird und die Staubentwicklung wächst. In einer konventionellen Spaltschere, wie sie Torstehend "beschrieben wurde, üben die oberen scharfkantigen Spaltmesser eine höhere Kraft pro Flächen-Einheit auf die obere Oberfläche des Papiers aus als die untere Trommel, die dem Papier keine scharfe Gegenschneide zuwendet. Daher leisten die oberen scharfen Spaltmesser mehr Schneidarbeit als die unteren Trommelschneiden, und um so mehr Volumen ein oberes Spaltmesser durchdringen muß, um so mehr verschlechtert sich die Qualität des Schnittes, so wie das Spaltmesser weiter in die Bahn eindringt. Liegt ein mehrlagiges Band vor wie in einem Blatthersteller oder liegen große Volumina vor wie beim Schneiden von Pappe, gilt das gleiche.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreismesser-Spaltsehere für das Schneiden von Papierbahnen beträchtlichen Volumens dahingehend zu verbessern, daß die Staubentwicklung bei den gebräuchlichen hohen Schnittgeschwindigkeiten verringert wird. Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1»
Hiernach werden die Schneidkanten der Messer auf der unteren Messerwelle im wesentlichen genauso ausgeführt wie die bisher mit scharfer Schneide ausgeführten Spaltmesser der oberen Messerwelle, jedoch in einer ¥eise, daß die Vorteile der bisherigen Bauarten mit Schnitt gegen eine Trommelschneide nicht aufgegeben v/erden. Indem bei der erfindungsgemäßen Lösung die zusammenarbeitenden Kreismesser die gleiche Schneidleistung erbringen, kann das durch die Messer gehende Volumen oder die Schichtdicke wesentlich gesteigert werden. Anstatt eine untere Trommel zu benutzen, die wie ein Amboß wirkt, werden auch für die untere Achse Kreismesser mit scharfen Schneiden eingesetzt, sodaß die miteinander zum Schnitt kommenden Messerpaare eine ähnliche hohe Kraft pro Flächeneinheit auf beide Oberflächen der Papierbahn ausüben. Es hat sich erwiesen, daß diese Bauart zufriedenstellend betrieben werden kann beim Schneiden von Papierbahnen hohen Volumens und
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großer Bahngeschwindigkeit und geringerer Staubentwicklung, wenn die Papierbahn -unmittelbar neben den unteren Kreismessern durch Tragringflachen unterstützt wird, die etwa den gleichen Durchmesser haben wie die unteren Kreismesser. Die Tragringflächen und unteren Kreismesser können von der gleichen Trommel getragen werden, um mit der gleichen oder einer höheren Umfangsgeschwindigkeit zu rotieren, wobei sie durch die Papierbahn selbst oder durch einen positiven .Antrieb angetrieben werden können. Umidie Besäumbreiten von herzustellenden Blättern einzustellen, können mehrere Trommelmesser und Tragringflächen auf einer Trommel-Einheit vorgesehen werden, die dann seitlich relativ zur Bewegungsbahn des Papiers einstellbar gemacht wird. Ist eine Trommel-Einheit nicht positiv angetrieben, muß die Papierbahn die Trommel zum Antrieb teilweise umschlingen.
Beim Schneiden von Papierbahnen mit hohen Geschwindigkeiten besteht ein ernstes Problem hinsichtlich der Staubentwicklung, die dem Betrieb und der Dicke des zu schneidenden Yolumens Grenzen setzt. Was die Dicke anbelangt, in denen mehrlagige Blätter geschnitten werden können, so hängt diese Dicke von
ab/
der Schnittqualitäy, mit der die mittleren Schichten geschnitten werden, das heißt auch von der Anzahl der Papierlagen. Insoweit ist sehr rasch ein Punkt erreicht, wo die Schneidqualität durch die inneren Lagen für handelsübliche BlattQualitäten nicht mehr zufriedenstellend wird. Selbstverständlich beeinflussen auch andere Faktoren die Staubbildung, z.B. die Ausrüstung des Papiers, das heißt die Terteilung der Beinstellen, die Zusammendrückbarkeit der Blätter, die Gesamtdicke, die Beschichtung usw.. Die Staubentwicklung kann auch häufige Betriebsunterbrechungen notv/endig machen, um Kesser auszutauschen oder zu schärfen, wodurch der Ausstoß der Anlage vermindert und die Betriebskosten gesteigert v/erden. Schneidqualität und Staub sind Primärfaktoren, die zudem beeinträchtigt werden können durch das Plattern des Blattes, mangelhafte Durchdringung der Schneidmittel, unzulänglichen Kraftangriff, falschen Scherwinkel, Vibration, übermäßigen Verschleiß, und zwar um so mehr als die Dicke und das Volumen der Papierbahn anwachsen.
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Die Erfindung weist daher letztlich, einen Weg, die Leistung einer Ereismesser-Spaltschere weitgehend unabhängig zu machen von der Dicke oder dem Volumen ein- oder mehrlagiger Papier "bahnen und von der Arbeitsgeschwindigkeit, mit der diese Papierbahnen aufgespalten oder "besäumt werden.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Hierbei sind die Patentansprüche 7-9 auf eine Ausbildung der Kreismesser gerichtet, wogegen die Patentansprüche 10 und 11 den Aufbau einer Srommel-Einheit "behandeln.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Kreismesser-Spaltschere gemäß der Erfindung dargestellt und zwar zeigen
Pig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Gesamtanlage zum Spalten und Besäumen von Papierbahnen,
Pig, 2 einen senkrechten Schnitt nach der Linie H-II in Pig. 1,
Pig. 3 einen waagerechten Schnitt entlang der Linie HI-III in Pig. 1,
Pig. 4 eine vergrößerte teilweise Schnittdarstellung eines Spaltschnittes,
Pig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 4 mit einer Abweichung, und
Pig. 6 einen teilweisen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Pig. 3.
Vie aus Pig. 1 ersichtlich, wird eine papierbahn ¥ mit hoher Geschwindigkeit von einer AJysrickelwalze 10 abgewickelt, die von einer Wickelwelle und Lagern getragen ist.(nicht dargestellt). Die Papierbahn läuft durch eine Spaltstation 13, in der Längsteilschnitte ausgeführt werden, wonach die Spaltstreifen der Bahn eine weitere Behandlungs-Einrichtung durchlaufen, wie beispielsweise Aufwickler, Blatthersteller, Querteilscheren,
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Druckpressen oder Kalander, was durch die Pfeilrichtung 11 angedeutet ist. Einlaufseitig der Spaltstation 15 wird die Papierbahn durch eine Umlenkrolle 12 geführt, wogegen die Spaltstreifen über eine Rolle 14 laufen, die als Spreizrolle ausgeführt sein kann, um ein Überlappen der Spaltstreifen an ihren Kanten zu vermeiden.
Die Kreismesser-Spaltschere umfaßt eine Mehrzahl von oberen scharfen Kreisinessern 15, die einzeln oder über eine gemeinsame Kesserwelle von Lagerböcken 17 an Trägern 18 getragen sind.
oclerJ Die oberen Spaltmesser 15 können feder-jluftdruckbelastet sein, um mit unteren Schneidkanten zusammenzuarbeiten, wie sie auch axial einstellbar sind, um die Spalt- oder Besäumbreite einzustellen. Die Anordnung der oberen Spaltmesser ist Stand der Technik und braucht nicht näher beschrieben zu werden.
Unterhalb■der wandernden Papierbahn ist eine drehbare Spalt-Trommel-Einheit 16 angeordnet. Sowohl die Trommel-Einheit 16 als auch die Spaltmesser 15 sind in geeigneten Lagern um Achsen drehbar gelagert, die sich im wesentlichen quer zu der laufenden Papierbahn erstrecken. Jedes obere Spaltmesser 15 kann um einen sehr kleinen Betrag gegenüber der Achse der Trommel-Einheit 16 schräggestellt werden, was jedoch zur vereinfachten Erläuterung der Erfindung im Folgenden unberücksichtigt gelassen wird.
Wie in Pig, 1 und 3 dargestellt, kann die untere Trommel mehrere Trommel^Einheiten 16 und 19 umfassen. Diese können in einer einzigen Einheit oder in einer Mehrzahl von Einheiten zusammengefaßt sein, die sichjfentlang der Breite der Papierbahn erstrecken. Wenn sehr breite Papierbahnen verarbeitet werden sollen, sind"mehrfache Trommel-Einheiten vorzuziehen, da die Abstützung der Papierbahn an verschiedenen Stellen für die Schneidqualität besser ist und die einzelnen Trommeln leichter axial verstellt werden können. Eine mögliche Lageranordnung umfaßt Lagerböcke 20 und 21 mit Lagern 20a und 21a zur fliegenden Aufnahme von Trommel-Einheiten. Die Trommel-Einheiten 16 und 19 können über ihren Umfang durch Reibungsschluß von der laufenden Papierbahn angetrieben sein oder
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mittels-Rlemscheiben 22 und Treibriemen 23, wobei sichergestellt ist, daß alle Trommeln mit gleicher Drehzahl ■umlaufen.
Die Lagerböcke 20 und 21 sind an einem Tragrahmen 30 axial verstellbar geführt, um die seitliche tage der Trommeln sowie die Spaltschnitte entlang der Breite der Papier "bahn einstellen zu können. Die oberen Spaltmesser 15 sind entsprechend axial einstellbar,
3?ür die seitliche Verstellung der Trommeln sind die Lagerböeke 20, 21 in Gleitlagern 26, 27 (Fig. 1 und 6) des Tragrahmens geführt. Als Yersteilantrieb sind Zahn^ritzel 29 und 29a vorgesehen, die von in Lagerböcken 29al gelagerten Handkurbeln 4^gedreht werden können. Die Zahnritzei greifen in eine Zahnstange 28 des Tragrahmens 30 ein, Wenn, ein Zahnritzel 29 bzw, 29a gedreht wird, wird die zugehörige Sromniel-Einheit seitlich verstellt,
Pig, 4 zeigt, daß die Trommel-Einheiten, beispielsweise die Tromniel-Sinheit 16, Trommeln 33a und 34a umfaßt, ebenso ein Trommelmesser 31 und Distenzscheiben 45 und 46, die das Trommelmesser 31 zwischen den Trommeln 33a und 34a auf engem Abstand halten. Die Teile sind zweckmäßig auf einen zentralen Zuganker aufgezogen und von diesem verspannt. Jede Trommel-Einheit kann auseinander genommen werden, um die Trommeln 33a und 34a gegeneinander zu vertauschen, wie Pig. 5 zeigt, wodurch die seitliche Lage des Trommelmressers 31 verändert wird. Auch können die Distanzscheiben 45 und. 4-6 in verschiedenen Anordnungen, auch zusammen mit zusätzlichen Distanzscheiben verschiedener Dicke eingebaut werden, xsja zusätzliche Änderungen der Seitenlage der Trommelmesser zu erisalten. Beispielsweise zeigt Jig, 2' die Trommel-Einheiten 16 nand 19 in einer Anordnung, in der die schmaleren Trommeln 47,43 nebeneinander liegen und die breiteren Trommeln 49,50 weiter enftfernt voneinander sind. Wenn die Trommeln 47 und 49 und/oder üe Trommeln 48 und 50 miteinander vertauscht werden, werden die Kreismesser 51 unä 51af in ihrer Axiallage geändert. Die exakte Einstellung der Kreismesser erfolgt selbstverständlicln über die Handkurbeln
Ad
Pig. 4 zeigt die Schneidposition zwischen dem Trommelmesser
31 der Trommel-Einheit 16 und einem o"beren Spaltmesser 15, Das Spaltmesser 15 hat eine Schneide 35, die mit der Schneide
32 des Trommelmessers 31 zusammenarbeitet, sodaß die Papierbahn von "beiden Seiten her durch scharfe lireismesser abgeschert wird, da "beide Kesser von beiden Oberflächen der Papierbahn her eindringen und einen gleichen Druck ausüben. Hierdurch wird ein zufriedenstellender Schnitt erzeugt, in dem die Papierbahn weniger gerissen und v/eniger Schneidstaub erzeugt wird.
Dem Trommelmesser 31 im Abstand eng benachbart ist eine Tragringfläche 34 auf der Trommel 34a, die im wesentlichen den gleichen Durchmesser hat wie die Schneide 32 des Trommelmessers 31, +0,15 nun. Zweckmäßig ist die schmalere Trommel 33a- gegenüber der Rückseite des Trommelmessers 31 angeordnet, um die Papierbahn durch die Tragringflächen 34 und 33 optimal abzustützen, wenn die kreismesser 15 und 31 sich zum Schnitt treffen. Die Fd.llen 40 und 41 zu beiden Seiten des Srosuaeliriessers 31, die Ton den Distanzscheiben 45, 46 kleineren Durchmessers gebildet v/erden, unterstützen ebenfalls den Lauf und die Stibiliesierung der Papierbahn.
Das Schneidmesser 15 und das Trommelmesser 31 sind hinterschnitten, um eine scharfe Schneide zu bilden. Beide Hesser sind mit ihren geraden Seitenflächen gegeneinander gesetzt, wogegen die gegenüberliegende Seitenfläche des Schneidmessers 15 sich unmittelbar anschließend an die Schneide 35 unter einem i/inkel abhebt, wie bei 36 dargestellt, woran sich eine Oberfläche unmittelbar anschließt, die in einem schärferen Winkel verläuft, bezogen auf die gerade Seitenfläche des Gegenmessers. Diese Doppelwinkel-Anordnung verbessert auch den Schnitt und setzt die Staubentwicklung herab.
Das Trommelmesser 31 ist ähnlich gestaltet und umfaßt eine Oberfläche 31a unmittelbar neben der Schneidkante 32 mit einem ersten Winkel sowie eine zweite einwärts gelegene Oberfläche 32a, die in einem schärferen Yfinkel Terläuft. Statt der Zwei-Winkel-Anordnung kann für das Trommelmesser auch eine Ein-Winkel-Anordnung vorgesehen werden. Dies bedeutet, daß das Trommelmesser scharfkantig ist, aber eine flache Ringfläche mit einer scharfen Seitenschneide hat, wobei sich die Schneide abhebt, um eine Sehnetdschulter zu bilden,
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Diese Anordnung ist in Pig. 4 zum Senneiden einer mehrlagigen Papierbahn dargestellt.
Im Betrieb kann die Papierbahn als einzelnes Blatt auch schwerer Qualität oder als mehrlagiges Blatt durch die Spaltstation 13 geführt sein, wobei die öfteren Schneidmesser 15 an den Stellen positioniert sind, wo Längsschnitte ausgeführt •werden sollen. Pig, 2 zeigt, wie zwei obere Spaltmesser 15 mit den äußeren Trommelmessern der !Trommeln zusammenarbeiten. Damit arbeitet die Spaltschere als Besäumschere. Sie können auch - .in Verbindung mit zusätzlichen Spaltmessern - bei entsprechender Einstellung der Trommeln eine unbegrenzte Variation in den Schlitzbreiten ermöglichen. Hieraus ergeben sich die Vorteile hinsichtlich der getrennten Tromiuel-E-uiheiten, die relativ zueinander eingestellt werdei können, wofür der in-Pig. 3 dargestellte Verstellantrieb für jeden der Xagerböcke 20 und 21 benutzt werden kann, wenn die Papierbahn nicht zum An.trieb der Trommeln benutzt wird.
Indem die Papierbahn die Spaltstation unter dem beidseitigen Schnitt von scharfen Schneidkanten passiert, wird ein Plattern oder eine unkontrollierte Bewegung der Bahn durch die unmittelbar seitlich benachbarten Unterstützungen mittels der Tragringflächen 33 und 34 vermieden.
Wie erläutert, wird durch die Erfindung ein wesentlicher Fortschritt beim Spalten oder Besäumen von Papier hinsichtlich der Entwicklung von Staub erreicht, wobei das Schneiden mehrlagiger Bahnen in Dicken und Schichthöhen ermöglicht wird, die mit bisherigen Einrichtungen nicht erreichbar waren.
Es ist vorzuziehen, aber nicht zwingend, daß die oberen Spaltmesser .und die unteren Trommelmesser einen größtmöglichen, aber unterschiedlichen Durchmesser haben derart, daß die von dem Schnittpunkt des kleineren Messers ausgehende Tangente mit der Oberfläche der Papierbahn einen Winkel von weniger als 10° bildet. Dieser Winkel ist in Pig. 1 mit 4-2 bezeichnet.
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Claims (9)

  1. Patentansprüche
    f 1. jKreismesser-Spaltschere für ein- oder mehrlagige
    \ /Papierbahnen beträchtlichen "Volumens mit auf zwei
    parallelen, zu "beiden Seiten der Papierbahnen liegenden Achsen angeordneten, paarweise zum Schnitt kommenden Kreismessern, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichachsigen Messer (31) einer Seite Bestandteil mindestens einer Trommel-Einheit (16,19) sind, die Tragringflächen (33»34) zum Abstützen der Bahn beim Schnitt aufweist, die zu jedem mit scharfer Schneide (32) versehenen Trommelmesser in einem festen, engen Abstand angeordnet sind, und daß auch die Spaltmesser (15) der Eesserwelle auf der anderen Seite der Bahn (W) wie bekannt scharfe Schneiden (35) haben, sodaßdie Bahn von beiden Oberflächen aus eingeschnitten und beim Schnitt über mindestens eine im Abstand benachbarte Tragringfläche unterstützt ist,
  2. 2. Spaltschere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch je zwei im Abstand von einem Trommelmesser (31) angeordnete Tragringflächen (33,34) gleichen Durchmessers.
  3. 3. Spaltschere nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (32) der Trommelmesser (31) etwa den
    gleichen Durchmesser haben wie die Tragringflächen (33,34), 809882/0948
    Telefon: (06894) 14396, Wohnung 7124 · Konten:Postscheckamt Essen 101328-438,Gebr.Röchling Bank St. Ingbert 50.013.490
  4. 4* Spaltschere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Tragrahmen (30) für mehr als eine Trommelmesser-Einheit (16,19), die in axialer Richtung verstellbar sind.
  5. 5. Spaltschere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß .alle Trommelmesser (31) den gleichen Durchmesser haben.
  6. 6. Spaltschere nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel-Einheit oder -Einheiten (16,19) positiv drehbar angetrieben sind.
  7. 7. Spaltschere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser zusammenarbeitender Kreismesser derart unterschiedlich sind, daß die von dem Schnittpunkt des kleineren Messers ausgehende Tangente mit der Oberfläche der Papierbahn einen Winkel (42) von weniger als 10° bildet.
  8. 8. Spaltschere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusammenarbeitendes ICreismesserpaar (15,31) mit geraden Seitenflächen der Messer gegeneinandergesetzt ist und die gegenüberliegenden Seitenflächen sich von den scharfen Schneiden (35 bzw. 32) zunächst mit einem ersten Winkel von unter 87° und dann in einem schärferen Winkel abheben, bezogen auf die gerade Seitenfläche des jeweiligen anderen Messers.
  9. 9. Spaltschere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommelmesser (31) , bezogen auf das scharfschneidige Gegenmesser auf jeder Seite, einen Winkel von unter 90° hat.
    1O, Spaltschere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Trommel-Einheit (16,19) eine zentrale Achse umfaßt, auf der die 'Trommelmesser (31), diesen benachbarte, auswechselbare Distanzscheiben (45,46) kleineren Durchmessers als die Trommelmesser und die Tragringflächen (33,34) bildenden Trommelteile (33a,34a) aufgezogen und verspannt sind,
    - 3 809882/0948
    11, Spaltschere nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch mindestens einen Lagerbock (20,21) zur fliegenden Lagerung je einer ein Trommelmesser tragenden Trommel-Einheit, die untereinander austausch/bar sind.
    809882/09
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