DE2917937B2

DE2917937B2 - Querschneider mit wenigstens einer rotierenden Messerwalze

Info

Publication number: DE2917937B2
Application number: DE19792917937
Authority: DE
Inventors: Hermann 7419 Hülben Buck; Alfred 7442 Neuffen Schall
Original assignee: Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
Current assignee: Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1981-04-23
Also published as: JPS55150912A; DE2917937A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Querschneider mit wenigstens einer rotierenden Messerwalze nach dem

ίο Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Querschneider ist aus der DE-PS 18 08 981 bekannt geworden. Bei ihm soll eine Abstützung der Messerwalzen in ihrer Beiastungsphase, d. h. im Moment des Schnittes, dadurch erreicht werden, daß gegenüber dem Messer ein segmentförmiger Vorsprung angeordnet ist, der mit Stützrollen zusammenwirkt. Der segmentförmige Vorsprung erstreckt sich nur über einen sehr kurzen Umfangsbereich von ca. 90°. Bei einer anderen Ausführungsform arbeitet ein Nocken mit der Messerwalze so zusammen, daß eine Abstützung für die Messerwalze gebildet wird.

Zum gleichen Zwecke ist bei der DE-AS 24 44 704 für die obere Messerwalze eine Abstützvorrichtung vorgesehen, die aus zwei synchron mit der Messerwalze angetriebenen Wellen besteht, auf denen Kurvenscheiben umlaufen, die Ausschnitte von ca. 90° besitzen, um dazwischen das Messer passieren zu lassen. Auch diese sind nur zur Abstützung des Messer beim Schnitt vorgesehen.

Auch aus der US-PS 22 38 542 geht eine derartige Ausführungsform hervor, bei der synchron angetriebene Abstützrollen an der Ober- und Unter-Messerwalze vorgesehen sind. Sie besitzen nockenartige Vorsprünge, die im Augenblick des Schnittes mit der Messerwalze zusammenarbeiten und Ausschnitte, um das Messer passieren zu lassen.

Schließlich ist aus der DE-AS 22 61 729 eine Vorrichtung an einem rotierenden Querschneider bekannt geworden, bei der auf der Messerwalze

ίο Ringvorsprünge vorgesehen sind, die jeweils mittig gegeneinander versetzt bei der Ober- und Unter-Messerwalze angeordnet sind. Sie dienen jedoch nicht zu einer Abstützung, sondern sollen die zu schneidende Bahn in eine Wellenform biegen, um zu verhindern, daß sie von ihrer vorgeschriebenen Durchlaufbahn abweichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Querschneider der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der durch eine verbesserte Abstützung eine genauere Schnittführung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Insbesondere bei Querschneidern, die aus sehr breiten Bahnen kleinformatige Bögen zu schneiden hatten, trat das Problem auf, daß die Messerwalzen im Vergleich zu ihrer Länge zu dünn wurden, um eine genaue Messerführung zu ermöglichen. Dadurch kam es zu einem unsauberen Schnitt und in extremen Fällen sogar zu einer Beschädigung der Messer. Durch die Erfindung werden die Messerwalzen, vorzugsweise in ihrem Mittelbereich, allseifig und insbesondere gegen Durchbiegung und daraus entstehende Schwingungserscheinungen abgestützt und sicher geführt. Man nimmt der Messerwalze also in dem Abstützungsbereich sämtliche Freiheitsgrade (bis auf den der Drehung) und hat somit bezüglich der Durchbiegung und der Schwingungserscheinungen nur noch mit der halben Messerwalzenlänge zu rechnen, wenn man eine Abstützung vorsieht.

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Dadurch werden die Durchbiegungen auf ein Viertel herabgesetzt. Andererseits wird es dadurch möglich, die Messerwalze dünner und mit geringerer Masse auszubilden, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn die Messerwalze mit während eine.; Umlaufes wechselnder Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird. Dadurch können die Antriebskräfte und Maschinenschwingungen herabgesetzt werden.

Trotz der an sich ungewöhnlichen Maßnahme, trotz der an den Ausnehmungen für das Messer entstehenden Stöße eine weitgehend allseitige Rollenführung vorzusehen, resultieren daraus selbst keine Schwingungserscheinungen, wie die Praxis gezeigt hat Beim beschriebenen Stand der Technik lag stets das Bestreben vor, die Messerwalze weitgehend frei laufen zu lassen und nur im Schnittmoment kurzzeitig abzustützen, um eine durch den dabei entstehenden Stoß bestehende Belastung abzufangen. Dagegen werden bei der Erfindung die Rollen so in Eingriff gehalten, daß sie wie ein mittleres Lager wirken und sie sind vorzugsweise so vorgesehen, daß auch dann, wenn eine Rolle wegen des Überlaufens der Messerausnehmung nicht trägt, zumindest in vertikaler Richtung eine Abstützung durch zwei um weniger als 180° gegeneinander versetzte Stützrollen gegeben ist.

Die Laufbahnen für die Rollen können vorzugsweise auf von der Messerwalzenoberfläche vorstehenden Ringvorsprüngen vorgesehen sein. Die Laufbahn η sind dabei so angeordnet, daß die Messer ihnen gegenüber nicht vorstehen.

Das jeweilige Gegenmesser greift also in eine Ausnehmung in der Laufbahn ein, die sich jedoch auf den unmittelbaren Bereich des Messers beschränken läßt. Die Ringvorsprünge könnten aus dem Material der Messerwalze herausgearbeitet sein, sind jedoch vorzugsweise auf die Messerwalze aufgesetzte Ringe bzw. Ringsegmente. Es ist auch möglich, den Ringvorsprüngen jeweils eine entsprechende flache Nut oder Ausnehmung auf der gegenüberliegenden Messerwalze zuzuordnen.

Anstatt einzelner Rollen können Rolienpaare vorgesehen sein, die in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind und deren Berührungspunkte in Umfangsrichtung der Messerwalze nur wenig voneinander entfernt sind. Dadurch wird eine sichere Führung der Messerwalze in der entsprechenden Richtung auch dann garantiert, wenn die Ausnehmung gerade an dem Rollenpaar vorbeiläuft. Eine der beiden Rollen ist dann stets im Eingriff. Dabei können die Rollen eines Rollenpaares nebeneinander auf dem gleichen Ringvorsprung laufen

Vorzugsweise sind über den Umfang der Messerwalze wenigstens 3, vorzugsweise 4 Rollen oder Rollenpaare um jeweils wenigstens 60° gegeneinander versetzt angeordnet. Durch diese Maßnahme wird die allseitige Lagerung auf vorteilhafte Weise sichergestellt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen eo Querschneider nach der Linie I-l in F i g. 2,

F ί g. 2 eine teilweise abgebrochene Ansicht eines Querschneiders in F i g. 1 von rechts gesehen,

F i g. 3 ein Detail einer auf einem Ringvorsprung laufenden Rolle im Teilschnitt.

Der dargestellte Querschneider 11 besitzt ein Maschinengestell 12, in dem drehbar zwei Messerwal· zen 13, 14 gelagert sind. Die Messerwalzen haben im dargestellten Beispiel zu ihrer Längr:, die beispielsweise an die zwei Meter betragen kann, einen relativ geringen Durchmesser von beispielsweise 180 mm. An ihrem Umfang sind, jeweils um 180° gegeneinander versetzt, je zwei Messer 15 in einer Ausnehmung 20 mittels Spannkeilen IS angebracht. Die zur Erzeugung eines ziehenden Schnittes etwas schräg zur Achse verlaufenden Messer ragen etwas über die normale Oberfläche der Messerwalzen hervor. Jeweils ein Obermesser und ίο ein Untermesser arbeiten mit ihren Schneidkanten zusammen.

Im mittleren Bereich der Messerwalzen sind Ringe 17, 18 vorgesehen, die dem Bereich von umlaufenden flachen Ringnuten 21 in Form von Ringsegmenten durch Schrauben 36 der Messerwalze befestigt sind. Jedes Ringsegment umfaßt etwas weniger als den halben Messerwalzenumfang, so daß sich zwischen den Ringsegmenten ein Spalt bzw. eine Ausnehmung 19 bildet, die das Messer sowie den unmittelbar an die Schneidkante des Messers 15 angrenzenden Bereich freiläßt.

Die Außenfläche der Ringe 17, 18 bildet eine Lauffläche 22 und steht etwas über die Umfangsfläche der Messerwalze vor. Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß jeweils einem Ring eine flache Ringnut 37 an der anderen Messerwalze gegenüberliegt. Die beiden Ringe liegen im Mittelbereich der Längserstreckung der Messerwalztn nebeneinander und überlappen sich geringfügig in radialer Richtung.

Auf der Laufbahn 22 jedes Ringes 17,18 laufen Rolien 23, die einstellbar und drehbar an Tragarmen 25 angebracht sind, die am Maschinengestell 12 befestigt sind. Beim dargestellten Beispiel sind je Messerwalze sechs Rollen vorgesehen, wobei jeweils vier der sechs Rollen zu Rollenpaaren 24 zusammengefaßt sind, deren Berührungspunkte an den Laufbahnen nur um einen kleinen Betrag in Umfangsrichtung voneinander entfernt sind (zwischen 5° und 20°). Beim dargestellten Beispiel sind beim Untermesser die Rollen 23a bis 23f vorgesehen, die, von der vertikal nach oben weisenden Richung aus im Uhrzeigersinn gerechnet (wie die Kompaßrose) in folgenden Winkelstellungen angeordnet sind:

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b5

Rolle	23-a	90"
Rolle	23 ί)	160=
Rolle	23 c	170°
Rolle	23 d	220°
Rolle	23e	230°
Rolle	23/"	300°

Die Papierlaufrichtung (entsprechend der Drehrichtung im Spalt zwischen den Messerwalzen ) läuft von links nach rechts.

Bei der oberen Messerwelle die Rolle

23 ir	240
23Λ	260
23/	315
23A:	20
23/	90
23 m	110

Diese Anordnung hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, kann natürlich entsprechend den Bedürfnissen geändert werden.

Di^ Rollenpaare 24 der in Umfangsrichtung eng stehenden Rollen überschneiden sich in Umfangsrichtung und laufen daher jeweils auf der gleichen Laufbahn nebeneinander. Die anderen Rollen können entweder in

der Mitte der Laufbahn oder jeweils zur Mitte der Messerwelle hin versetzt ebenfalls an einem Rand der Laufbahnen 22 laufen.

Die Rollen haben die Funktion, die Messerwellen in der Mitte nicht nur gegen Schnittk alte, sondern auch gegen Durchbiegungskräfte sowie sich daraus ergeben de Schwingungen zu lagern. Durch die miniere Lagerung ergibt sich auch eine Heraufsetzung der kritischen Drehfrequenz. Es ist dafür gesorgt, daß stets eine Dreipunktlagerung geschaffen wird, wobei in dem Bereich, in dem sich eine Durchbiegung auswirken würde, d. h. im unteren Bereich jeder Messerwalze, stets eine vollständige Abstützung vorhanden ist, d. h. daß dort die jeweils wirksamen Rollen nie mehr als 180° auseinander liegen. Durch die Rollenpaare 24, die jeweils im unteren Bereich der Messerwalze angeordnet sind, wird sichergestellt, daß eine sichere Führung auch dann gegeben ist, wenn die eine Rolle gerade über eine Ausnehmung 19 hinwegläuft.

Die zwei Paare von Doppelrollen 236, c und 23c/, e dienen in erster Linie zur Aufnahme der Durchbiegung der unteren Messerwalze, während die Doppelrollenpaare 23^, h sowie 23m und in gewisser Weise auch 23/ zur Aufnahme der Durchbiegung der oberen Messerwalze dienen. Dabei nehmen die beiden zuerst genannten Rollenpaare 23c/ bis e gleichzeitig auch die nach unten wirkende Schnittdruckkomponente der unteren Messerwalze 14 auf. Außer dieser senkrechten Schnittdruckkomponente wirkt aber noch eine weitere wichtige Kraftkomponente beim Schnitt, nämlich eine im wesentlichen in Papierlaufrichtung wirkende Schnittdruckkomponente an der oberen Messerwalze, die durch die Rollen 23/ und 23m aufgenommen wird, während an der unteren Messerwalze 14 eine entgegen der Papierlaufrichtung wirkende Schnittdruckkomponente der unteren Messerwalze durch die Rollen 23d, e und f aufgenommen wird. Die nach oben wirkende Schnittdruckkomponente der oberen Messerwalze 13 wird von den Rollen 23/ und k aufgenommen. Die Messerwalze 23a vervollständigt die Dreipunktlagerung der unteren Messerwalze 14.

Auf dem Messerwalzenumfang und insbesondere auf den Laufflächen 22 laufen Rakel 33, 34, letzteres mit einem Vorrakel 35, die dafür sorgen, daß keinesfalls ein soeben geschnittener Bogen an der Messerwalze anhaftet, an dieser nach oben oder nach unten gezogen wird und unter die Rollen gerät. Außerdem sind die Vorderkanten-Markierungen auf dem Bogen und ein zu hanes Aufsetzen der Rollen zu vermeiden.

Aus F: g. 3 ist eine Rolle 23 im Zusammenwirken mit ; nem Rmg 18 im Detail dargestellt. Bei der Rolle handelt es sich um eine handelsübliche Stützrolle mit einer Rollen- oder Nadellagerung 27, die auf einer feststehenden, die Achse 28 mittels eines Sprengringes fesgeiget ist. Die Achse besitzt einen Bund 29, in dem yuerlöcher 30 zur Einstellung angebracht sind.

A,ι "·<·η Bund 29 schließt sich ein Exzenterzapfen 31 an, der gegenüber der Achse 28 eine sehr geringe Exzentrizität von beispielsweise 1 mm aufweist. Dieser Exzenterzapfen ist mittels einer Mutter 32 in einer

ίο Bohrung eines Tragarmes 25 festgelegt. Mittels des Exzenters kann die Stützrolle 23 auf einfache Weise genau eingestellt werden, in dem nach Lösen der Mutter 32 mit einem in ein Loch 30 gesteckten Werkzeug die Einstellung vorgenommen wird. Die in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Arme 25 können zur leichteren Zugänglichkeit der Messerwalze einzeln oder gemeinsam abschwenkbar sein.

Es ist zu erkennen, daß durch die Erfindung ein Querschneider geschaffen wird, der Messerwalzen besitzt, die in ihrer Mitte allseitig, »dreipunkt-« gelagert sind, und zwar zu jedem Zeitpunkt des Umlaufens der Messerwalze.

Die Anordnung der Rollen im einzelnen kann je nach den Belastungsverhältnissen variieren, jedoch sollte darauf geachtet werden, daß eine Aufnahme der Durchbiegungskräfte stets gewährleistet ist. So sollte beispielsweise der Winkel 26, der an der oberen Messerwalze 13 angedeutet ist, stets kleiner als 180° sein. Dies ist auch dann zumindest in Richtung vertikal nach unten, wenn gerade eine Ausnehmung 19 die Rolle 23m passiert, gegeben.

Bei der unteren Messerseite 14 tritt zwar, wenn die Rollen 23a oder 23/passiert werden, ein Winkel auf, der größer ist als 180°, jedoch treten in dieser Richtung keinerlei Kräfte auf. Es ist durch die Erfindung möglich, einen Querschneider zu schaffen, der eine sehr große durchgehende Messerlänge hat, ohne die Messerwalzen extrem dick auszubilden. Es ist vor allem auch möglich, die Messerwaizen hohl auszugestalten, wodurch ihre Masse weiter herabgesetzt und ihre Durchbiegung weiter verringert wird. Es ist bevorzugt, daß die Rollen auf Ringvorsprüngen laufen die von der Messerwalzenoberfläche vorstehen.

Es ist jedoch auch möglich, das Messer insgesamt etwas versenkt in der Messerwalze einzubauen. Es ist auch denkbar, bei besonders langen und dünnen Messerwalzen mehr als eine Abstützung vorzunehmen oder die einzelnen Rollen für die Abstützung entsprechend speziellen Schwingungsverhältnissen in axialem Abstand voneinander anzuordnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Querschneider mit wenigstens einer rotierenden Messerwalze geringen Massenträgheitsmomentes, die wenigstens .ein Schneidmesser trägt und mit wenigstens einem Gegenmesser zusammenwirkt, an deren Umfang maschinenfest angeordnete, drehbar gelagerte Rollen vorgegeben sind, die zumindest zum Schnittzeitpunkt abstützend auf die Messerwalzen einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (23) über den weit überwiegenden Teil des Messerwalzenumfanges diesen an Laufflächen (22) berühren, daß das wenigstens eine Messer (15) radial nicht über die Laufflächen (22) hinausragt, daß mehrere Rollen (23) derart über den Umfang der wenigstens einen Messerwalze (13, 14) verteilt angeordnet sind, daß der Umfangsabstand ihrer Berührungspunkte voneinander im unteren Umfangsbereich der Messerwalze (13, 14) während der gesamten Messerwalzenumdrehung kleiner als 180° ist, und daß Rollenpaare (24) vorgesehen sind, deren Berührungspunkte in Umfangsrichtung der Messerwalze (13,14) nur wenig voneinander entfernt sind.

2. Querschneider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufflächen (22) auf von der Messerwalzen-Oberfläche vorstehenden Ringvorsprüngen vorgesehen sind.

3. Querschneider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringvorsprünge von auf die Messerwalze (13, 14) aufgesetzten Ringen (17, 18) gebildet sind.

4. Querschneider nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß einem Ringvorsprung an einer Messerwalze (13,14) eine flache Ringnut (37) an der anderen Messerwalze zugeordnet ist.

5. Querschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (23) im mittleren Bereich der ixialen Erstreckung der Messerwalze (13,14) angeordnet sind.

6. Querschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (23) der Rollenpaare (24) in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind.

7. Querschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (23) eines Rollenpaares (24) auf dem gleichen Ringvorsprung laufen.

8. Querschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den Umfang der Messerwalze (13, 14) wenigstens drei, vorzugsweise vier Rollen (23) oder Rollenpaare (24) um jeweils wenigstens 60° gegeneinander versetzt angeordnet sind.

9. Querschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei miteinander zusammenwirkenden Messerwalzen (13, 14) die Rollen-Laufbahnen (22) in axialer Richtung gegeneinander versetzt angeordnet sind und sich vorzugsweise in radialer Richtung übergreifen.

10. Querschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Lauffläche (22) wenigstens ein Rakel (33, 34, 35) zusammenarbeitet, das derart angeordnet ist. daß es von der Messerwalze (13.14) eventuell mitgenommene Bögen von dieser ablöst.

11. Querschneider nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (23), vorzugsweise über eine Exzenterlagerung einstellbar sind.