DE3634198C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Querschneider zum Schneiden von bahnartigem Material, insbesondere Well­ pappe, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In Querschneidern für Wellpappenfertigungsanlagen werden üblicherweise Messerwellenpaare verwendet, bei denen je­ de Welle mindestens ein Messer hält mit einer stetig ver­ laufenden Schneidkante, die gleichen Abstand von der Wel­ lenachse aufweist. Das Messerblatt verläuft entweder paral­ lel zur Wellenachse oder es ist schraubenlinienförmig an­ geordnet. Die schraubenlinienförmige Anordnung hat den Vorteil, daß während des Schneidvorgangs in einem einzigen Augenblick immer nur ein kurzer Abschnitt der Schneid­ kanten miteinander in Eingriff ist, wodurch die Belastung der Messer, der Messerhalterung und der Wellen gering ge­ halten wird. Die Schneidkanten der Messer beschreiben Kreise, die sich geringfügig schneiden. Die Schneidkante des einen Messers liegt im voreilenden und die andere im nacheilenden Bereich des Messerblatts. Der Umlaufradius der Schneidkante im nacheilenden Bereich wird etwas grö­ ßer gewählt als der Radius des anderen Schneidmessers, so daß nur eine einmalige Berührung der Schneidkanten wäh­ rend eines Umlaufs stattfindet und nach dieser Berührung ein relativ rasches Auseinanderbewegen der Schneidkanten erfolgt.

Das Messer mindestens einer Welle ist an einer Reihe von Punkten verstellbar befestigt. Ist durch Verschleiß eine Berührung der Messerkanten nicht mehr gewährleistet, muß mindestens ein Messer nachgestellt werden. Dieser Vorgang erfordert eine Produktionsunterbrechung und ist mit einem großen zeitlichen Aufwand verbunden. Bei zäherem Material oder ab einer bestimmten Grammatur der Wellpappe oder auch bei feuchter oder beschichteter Wellpappe muß eine nicht unerhebliche Vorspannung zwischen den Messern ein­ gestellt werden, um einen einwandfreien Schnitt zu erhalten. Eine größere Vorspannung bedingt hohe Schnittkräfte. Hohe Schnittkräfte wiederum machen in relativ kurzen Intervallen ein Nachstellen der Messer erforderlich, was zu unerwünsch­ ter Produktionsunterbrechung führt. Hohe Schnittkräfte füh­ ren ferner zu einem raschen Verschleiß der Messer. Da schweres Schneidgut nicht so häufig vorkommt, wäre es im Hinblick auf die Standzeit der Messer günstiger, die ein­ mal eingestellte hohe Vorspannung wieder zurückzustellen. Da aber das übliche Einstellen der Messer eine zeitaufwen­ dige und komplizierte Arbeit ist, wird in der Praxis auch bei leichten Qualitäten mit relativ hoher Messervorspannung gefahren. Dies bedeutet hohen Messerverschleiß und geringe Messerlebensdauer, die weniger auf das Material als auf die hohe Vorspannung zurückzuführen sind.

Aus der DE-AS 18 08 981 ist ein Querschneider bekanntgeworden, bei dem zusätzliche Abstützmittel für die Messerbalken vorgesehen sind, um eine zu große Durchbiegung zu verhindern. Bei einer be­ kannten Ausführungsform sind mit der Messerwelle auf der dem Messer gegenüberliegenden Seite Stützsegmente angebracht, die mit einer kreisbogenförmigen Stützlagerung zusammenwirken. Bei einer anderen Ausführungsform sind exzentrische Stützwellen den Messer­ wellen zugeordnet. Die exzentrischen Stützwellen sind so betrieben, daß die Stützwelle während des Schneidvorgangs mit der Stützwelle in Eingriff gelangt. Beide bekannten Ausführungsformen sind mit einigen Nachteilen behaftet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Querschneider zum Schneiden von bahnartigem Material, insbesondere Wellpappe, zu schaffen, bei dem eine Verlän­ gerung der Standzeit der Messer erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruches 1 gelöst.

Die die Messer tragenden Wellen oder Messerbalken über­ spannen eine erhebliche Länge. Es ist daher bekannt, die Messerbalken auf einem feststehenden Kern rohrartig zu la­ gern. Der feste Kern ist im Maschinengestell befestigt und erhöht die für das Schneiden erforderliche Biegesteifig­ keit, ohne das Massenträgheitsmoment des Messerbalkens zu erhöhen.

Die an den Messerwellen angebrachten Stützsegmente, die zumeist mehrfach vorhanden sein müssen, erhöhen das Massenträgheitsmoment der Messerwelle. Dadurch wird eine schlechtere Fahrkurve erhalten. Ferner ist eine höhere Antriebsleistung erforderlich. Eine höhere Antriebsleistung ist auch bei der Verwendung von umlaufenden Ex­ zenterstützwellen notwendig. Bei zwei Messerwalzen sind zwei Ex­ zenterwellen notwendig. Die Antriebsleistung ist hierbei besonders hoch. Soll mit Hilfe der bekannten Maßnahmen die Durchbiegung der Messerwelle während des Schneidvorgangs zum Beispiel um die Hälfte kompensiert werden, muß jedes stützende Element in Belastungs­ richtung ein axiales Flächenträgheitsmoment von mindestens der Größe der Messerwelle haben. Die zu kompensierenden Schnittkräfte liegen normalerweise senkrecht zur Pappendurchlaufrichtung, d. h. etwa parallel zur Hochachse des Querschneiders. Das kreissegment­ förmige Stützlager bzw. die exzentrischen Stützwellen liegen daher unter- bzw. oberhalb der Messerwellen und vergrößern die Bauhöhe des Querschneiders beträchtlich. Dieser Nachteil macht sich besonders störend bemerkbar, wenn wie üblich mindestens zwei Querschneider-Bausteine übereinander angeordnet werden. Eine Er­ höhung eines Querschneiders führt auch zur Verringerung der Sta­ bilität der gesamten Konstruktion, so daß zusätzliche Verstrebun­ gen und Verstärkungen der Seitengestelle notwendig sind. Eine größere Bauhöhe kann auch zu einer stärkeren Richtungsablenkung der durchlaufenden Pappenbahn führen, was sich störend auf den Pappenfuß und insbesondere den Schneidvorgang auswirken kann. Bei einem steilen Ein- und Auslaufwinkel können insbesondere dickere Pappenbahnen in Querrichtung geknickt werden. Kurze For­ matlängen können bei zu steilen Winkeln nur schlecht von der Aus­ zugseinrichtung, zum Beispiel einem Vakuumgurt, erfaßt und trans­ portiert werden. Auch die Übergabe der Formate in den Ableger wird durch große Winkel erschwert.

Bei der Verwendung von Stützsegmenten ist notwendig, daß diese radial höher sind als die Schneidkante. Bei der synchronen Dre­ hung der Messerwellenpaare führt dies jedoch dazu, daß die Pappe bei einer Position der Stützsegmente nicht mehr quer zur Arbeits­ richtung geradlinig verläuft. Vielmehr wird sie durch die Stütz­ segmente von oben und unten erfaßt und durch die versetzte Anord­ nung der Stützsegmente wellenförmig verformt. Dies führt zu Mar­ kierungen auf der Ober- und Unterseite der Pappe oder gar zu einer bleibenden nicht hinnehmbaren Verformung des Pappenzuschnitts. Dabei kann auch geschehen, daß die Pappenbahn aus der Förderrich­ tung gelenkt wird, was sich spätestens bei der Ablage eines ge­ schuppten Pappenstroms störend bemerkbar macht.

Beim erfindungsgemäßen Querschneider wird an mindestens einem Ende eines Kerns ein Biegemoment aufgebracht, und zwar mit Hilfe einer geeigneten Krafteinheit, die mecha­ nisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch wirken kann. Die Kraftrichtung ist derart, daß die Durch­ biegung des Kerns und damit auch der Messerwelle eine Er­ höhung der Vorspannung zur Folge hat. Die Biegerichtung des Kerns liegt daher annähernd parallel zur Nachstell­ richtung der Messer. Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch die Belastungsrichtung der Kraftein­ heit zur Änderung der Biegerichtung verändert werden.

Beim erfindungsgemäßen Querschneider greift eine Kraft­ einheit möglichst an beiden Enden eines Kerns an, um eine gleichmäßige Durchbiegung zu erhalten. Naturgemäß besteht auch die Möglichkeit, beide Kerne eines Messerwellenpaares zu verbiegen. Die für eine gewünschte Vorspannung aufzu­ bringende Kraft auf einen Kern kann auf diese Weise hal­ biert werden.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß die Messer auf den Messerwellen mittels ihrer Einstellschrauben so einge­ stellt werden können, daß die üblichen leichten Pappen­ qualitäten geschnitten werden. Dies bedeutet eine beson­ dere Schonung der Messer und damit auch eine erhöhte Le­ bensdauer. Soll mit dem Querschneider schwere Pappe ge­ schnitten werden, so würden üblicherweise die Messer hart eingestellt werden. Erfindungsgemäß wird durch das Aufbringen eines Biegemoments auf den Kern der Messer­ balken so vorgebogen, daß eine gewünschte Messervorspan­ nung erzeugt wird. Die Größe der Vorspannung kann dabei von der Qualität des Schneidgutes abhängig gemacht werden. Eine Produktionsunterbrechung ist nicht erforderlich. Ebenso rasch wie eine gewünschte Vorspannung aufgebracht werden kann, kann sie wieder zum Verschwinden gebracht werden, indem die Belastung durch die Krafteinheit in Fortfall kommt.

Die Krafteinheit wird zweckmäßigerweise von einer geeigne­ ten Steuervorrichtung gesteuert, die ihrerseits auch pro­ grammiert sein kann, um beim Anfall verschiedener Qualitä­ ten für eine entsprechende Biegespannung am Kern der Mes­ serbalken zu sorgen.

Die gewünschte Durchbiegung braucht gegebenenfalls nur Bruchteile eines Millimeters zu betragen, um eine ge­ wünschte Vorspannung einzustellen. Die Durchbiegung wird naturgemäß in der Mitte des Messerbalkens am größten sein. Dieser Effekt ist jedoch nicht nachteilig, im Gegenteil, der Schneidvorgang ist in diesem Bereich besonders kritisch, so daß eine relativ große Vorspannung stets für einen ein­ wandfreien Schnitt sorgt.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird das Massenträgheitsmoment der Messerbalken nicht oder nur unwesentlich erhöht. Auch Baulänge und Baugröße werden gegenüber herkömmlichen Querschneidern nicht negativ beeinflußt. Sonstige störende Auswirkungen auf die Quali­ tät der Wellpappe finden nicht statt. Der Aufwand zur Verbiegung der Messerbalken hält sich in Grenzen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt sehr schematisch in Seitenansicht sowie teilweise im Schnitt einen Querschneider nach der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Querschneider nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2.

Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzel­ heiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der beschriebenen Merkmale für sich oder in Ver­ bindung mit Merkmalen der Ansprüche von erfindungswe­ sentlicher Bedeutung ist.

In einem Maschinengestell 10 eines Querschneiders sind zwei Kerne 11, 12 angeordnet. Sie lagern mit Hilfe von Wälzlagern 13 bzw. 14 Hohlwellen 15, 16. Die Hohlwellen 15, 16 tragen an den Enden Zahnräder 17 bzw. 18, so daß die Hohlwellen 15, 16 drehstarr gekoppelt sind. Der An­ trieb der Zahnräder 17, 18 ist nicht dargestellt. Mit den Hohlwellen 15, 16 sind Messer 19, 20 verbunden. Sie sind der Einfachheit halber als gerade parallel zur Wellenachse verlaufende Messer dargestellt. Bei Querschneidern werden normalerweise Messer angebracht mit schraubenlinienförmig verlaufender Schneidkante. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist das Messer 19 der oberen Welle 15 fest an einer Hal­ terung 21 angebracht. Das untere Messer 20 kann relativ zu seiner Halterung 22 verstellt werden, um mit Vorspan­ nung gegen das obere Messer 21 anzuliegen, wenn die Messer­ kanten sich berühren.

Der untere Kern 12 ist mit Hilfe von Pendellagern 23, 24 beweglich im Maschinengestell 10 gelagert. Seine Enden stehen um ein gewisses Maß an beiden Seiten über. Mit Hilfe einer nicht gezeigten Krafteinheit kann auf beide Enden ein Druck ausgeübt werden, wie durch die Pfeile 25 ange­ deutet. Auf diese Weise wird ein Biegemoment von beiden Seiten auf den Kern 12 aufgebracht, wobei der Momentarm mit m bezeichnet ist. Die Richtung der Durchbiegung ist in Fig. 2 durch Pfeil 26 angedeutet. Die Biegerichtung ist an­ nähernd parallel zur Nachstellrichtung des unteren Messers 20. Die entsprechende Verbiegung ist in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie 27 angedeutet. Sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 ist die Durchbiegung der Messerwelle 26 stark übertrieben dargestellt. Man erkennt, daß aufgrund der Durchbiegung die Messer 19, 20 mit einer erhöhten Vor­ spannung gegeneinander liegen, wenn sie sich berühren. Diese Vorspannung ist abhängig vom Ausmaß der Durchbiegung und diese ist abhängig von der aufgebrachten Biegekraft. Wird auf beide Kerne 11, 12 ein Biegemoment aufgebracht, redu­ ziert sich die Biegekraft auf die Hälfte.

Das Aufbringen des Biegemoments kann von irgendeiner ge­ eigneten Kraftvorrichtung bewerkstelligt werden, die pneu­ matisch, hydraulisch, mechanisch, elektromechanisch oder dergleichen betrieben wird.

Claims (4)

1. Querschneider zum Schneiden von bahnartigem Material, insbesondere Wellpappe, mit einem Paar Messerwellen, die rohrartig auf einem im Maschinengestell befestig­ ten Kern drehbar gelagert und mittels einer Antriebsein­ richtung gemeinsam angetrieben sind, wobei sich die Messer während des Schneidvorgangs gegebenenfalls un­ ter Vorspannung kurzzeitig berühren, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens einem Ende mindestens eines Kerns (12) eine Krafteinheit zugeordnet ist, die ein Biegemoment am Kern (12) erzeugt derart, daß die Messer (19, 20) während der Berührung unter Vorspannung ge­ geneinander anliegen.

2. Querschneider nach Anspruch 1, bei dem wenigstens das Messer einer Welle verstellbar angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegerichtung des Kerns (12) annähernd parallel zur Nachstellrichtung des Messers (20) liegt.

3. Querschneider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Belastungsrichtung der Krafteinheit zur Änderung der Biegerichtung veränderbar ist.

4. Querschneider nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kern (12) mittels eines Pendellagers (23, 24) im Maschinengestell (10) gela­ gert ist.