DE3642005C1 - Device for cutting sheet-like materials - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schneiden von Folienbahnen wie z.B. dünnen, beschichteten Kunststoff folien für Magnetbänder und dergleichen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a device for cutting of film webs such as thin, coated plastic films for magnetic tapes and the like according to the preamble of claim 1.
Aus der gattungsbildenden DE-PS 9 68 269 ist eine Schneidvor richtung für dünnes Bahnenmaterial bekannt. Bei dieser Vorrichtung wirkt ein kreisförmiges Schneidmesser mit einem ebenfalls kreisförmigen, in Radialrichtung versetzten Gegen messer zur Bildung einer Kreisschere zusammen, wobei das Schneidmesser zum Schneiden axial gegen das Gegenmesser ange stellt wird. Bei der bekannten Vorrichtung ist das kreis förmige Schneidmesser, das für sich allein betrachtet elastisch ist, austauschbar in einem in sich starren Tragglied aufgenommen, welches seinerseits axial verschieblich auf einem Nabenflansch einer Messerwelle sitzt. Der Axialweg des Trag gliedes ist mittels einer sogenannten Wurmfeder gefedert und durch einen Anschlag begrenzt.From the generic DE-PS 9 68 269 is a Schneidvor known for thin sheet material. At this A circular cutting knife acts with a device also circular, offset in the radial direction knives together to form circular scissors, the Cutting knife for cutting axially against the counter knife is posed. In the known device, the circle shaped cutting knife that looks at itself is elastic, interchangeable in a rigid support member added, which in turn is axially displaceable on a Hub flange of a knife shaft sits. The axial path of the support limb is sprung by means of a so-called worm feather and limited by a stop.
Ziel dieser Anordnung des Traggliedes ist es, eine Schneidein heit herzustellen, die einerseits möglichst wenig von dem für Schneidmesser naturgemäß teurem Werkstoff verbraucht und andererseits eine kegelstumpfartige Form im Schneidbereich bei gleichzeitiger Starrheit ausbildet. Dies wird dadurch er reicht, daß das starre Tragglied das Schneidmesser an dessen Innendurchmesser in einer Umfangsnut fest aufnimmt und über eine sich daran anschließende Radial-Kegelfläche in die Kegel stumpfform bringt; durch die feste Einspannung des Schneidmes sers und seine flächige Abstützung über die Radial-Kegelfläche ist eine im wesentlichen in sich starre Schneideinheit gebil det, die einem kegelstumpfförmig geschliffenen Schneidmesser mit dicker Wandstärke bei erheblichem Materialverbrauch gleich zusetzen ist (solche Messer sind ebenfalls Stand der Technik). The aim of this arrangement of the support member is a cutting manufacture that on the one hand as little as possible of that for cutting knives naturally expensive material and on the other hand a frustoconical shape in the cutting area forms rigidity at the same time. This will make him is enough that the rigid support member the cutting knife at its Receives inside diameter in a circumferential groove and over a subsequent radial conical surface in the cone brings blunt shape; due to the fixed clamping of the cutting knife sers and its flat support over the radial conical surface is an essentially rigid cutting unit det, a truncated cone-shaped cutting knife same with thick wall thickness with considerable material consumption is to be added (such knives are also state of the art).
Wird nun zum Schneiden von Folien oder dergleichen das Schneidmesser bzw. die Schneideinheit gegen das Gegenmesser angestellt, erfolgt ein Versatz des mit dem Gegenmesser in Berührung stehenden Bereichs der Schneideinheit in Axial richtung gegen die Wurmfeder, so daß hierdurch ein gefedertes Andrücken bewirkt ist. Dieser Versatz setzt sich prinzipiell aus einer reinen Axialverschiebung der Schneideinheit und, dieser überlagert, aufgrund der unsymmetrischen außermittigen Belastung aus einer Kippbewegung um eine Parallele zu einer Radialachse zusammen. Da jedoch die Schneideinheit mit dem Schneidmesser im Vergleich zur Wurmfeder in sich völlig starr ist, findet infolge der stark außermittigen Belastung und des schmalen Lagersitzes praktisch keine Axialverschiebung statt. Daher muß die Fassung des Tragglieds auf dem Nabenflansch mit reichlichem Spiel dimensioniert sein, um eine ausreichende Kippbewegung zuzulassen und damit einen Anstell weg mit der Folge eines federnden Andrucks der Schneideinheit am Gegenmesser zu ermöglichen. Infolge dieses großen Spiels zwischen Tragglied und Nabenflansch, das sich im Betrieb aufgrund der örtlich ständig wechselnden Kippbewegung bei der Drehung der Messerwelle durch Verschleiß weiter vergrößert, ist es nicht möglich, eine in Radialrichtung sehr geringe Überlappung der beiden Messer von wenigen Zehntel-Millimetern aufrecht zu erhalten; eine derart geringe Überlappung ist zur Erzielung höchster Schnittkantenqualitäten anzustreben.Now for cutting foils or the like Cutting knife or the cutting unit against the counter knife employed, the counter knife in Contacting area of the cutting unit in axial direction against the worm feather, so that this results in a sprung Pressing is effected. In principle, this offset is set from a pure axial displacement of the cutting unit and, this overlaps due to the asymmetrical off-center Load from a tilting movement around a parallel to one Radial axis together. However, since the cutting unit with the cutting knife in comparison to the worm feather in itself is rigid, takes place due to the strong off-center load and the narrow bearing seat practically no axial displacement instead of. Therefore, the version of the support member on the Hub flange can be dimensioned with ample clearance to a to allow sufficient tilting movement and thus an employment away with the consequence of a resilient pressure of the cutting unit on the counter knife. As a result of this great game between support member and hub flange, which is in operation due to the constantly changing tilting movement at the Rotation of the knife shaft further increased by wear, it is not possible to have a very small radial one The two knives overlap by a few tenths of a millimeter maintain; such a small overlap is for To strive for highest cutting edge quality.
Andererseits wird durch diese Kippbewegung die ursprünglich linienförmige Anlage des Schneidmessers am Gegenmesser zu einer Zwei-Punkt-Anlage am Ende des Linienbereichs bei gleichzeitigem Abheben des dazwischenliegenden Umfangsbereichs des Schneidmessers vom Gegenmesser reduziert. Hierdurch ver schlechtert sich die Schnittkantenqualität des bearbeiteten Bahnen-Materials erheblich. Darüber hinaus führt diese Zwei- Punkt-Anlage zu einer erhöhten Kantenpressung mit der Begleiterscheinung von sehr starkem Verschleiß.On the other hand, this tilting movement makes it original linear contact of the cutting knife with the counter knife a two-point system at the end of the line area simultaneous lifting of the intermediate peripheral area of the cutting knife reduced from the counter knife. This ver the cut edge quality of the machined deteriorates Sheet material considerably. In addition, this two- Point system for increased edge pressure with the Accompanying phenomenon of very heavy wear.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvor richtung zu schaffen, die auswechselbare, im ausgebauten Zustand ebene und im eingebauten Zustand kegelstumpfförmig verwölbte Schneidmesser verwendet, wobei eine hervorragende Schnittqualität des geschnittenen Materials und eine große Standzeit des Schneidmessers erreicht werden soll. Ferner soll die Radialüberlappung von Schneidmesser und Gegenmesser geringste Werte annehmen können und gleichzeitig die Anordnung mehrerer Messer bei minimalem Axialabstand möglich sein.The invention has for its object a Schneidvor direction to create the interchangeable, under construction Condition flat and frustoconical when installed warped cutting knife used, being excellent Cut quality of the cut material and a great one Life of the cutting knife should be reached. Furthermore should the radial overlap of the cutting knife and counter knife can assume the lowest values and at the same time the arrangement several knives with minimal axial distance.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches gelöst.This object is achieved by the features in characterizing part of the main claim solved.
Durch den Einbau des Schneidmessers in den Nabenflansch auf eine Art und Weise, die die Elastizität des Schneidmessers auch nach dem Einbau erhält, wird beim Anstellen an das Gegen messer eine wulstartige Verformung seines berührenden Umfangsbereichs erzielt, die in einer weiterhin linienförmigen bis sogar flächenförmigen, und aufgrund der elastischen Verformung auch gefederten Anlageberührung des Schneidmessers am Gegenmesser resultiert. Hierdurch wird die Anpreßkraft von zwei Berührpunkten auf eine Linie bzw. Fläche verteilt und so eine schädliche Kantenpressung vermieden und insgesamt der Anpreßdruck stark reduziert. Eine deutlich größere Standzeit der Messer bei gleichzeitiger Kosteneinsparung durch verlän gerte Nachschleifintervalle ist die positive Folge. Darüber hinaus wird der Zustellweg vollkommen durch die elastische Verformung des Schneidmessers aufgenommen, sodaß ein axial bewegliches Tragglied für das Schneidmesser entfallen bzw. einstückig mit dem Nabenflansch ausgebildet werden kann. Letzterer kann jedoch ohne Berücksichtigung eines Axialweges bei kleinsten Axialabmessungen fest auf der Messerwelle ange bracht sein. Dies ermöglicht die Anordnung von mehreren Messern in kleinen Axialabständen und so den gleichzeitigen Schnitt von sehr schmalen Streifen. By installing the cutting knife in the hub flange a way that the elasticity of the cutting knife also received after installation, when queuing against the opposite knife a bead-like deformation of his touching Achieved circumferential area, which continues in a linear form to even sheet-like, and because of the elastic Deformation of spring-loaded contact of the cutting knife on the counter knife results. As a result, the contact pressure of two points of contact distributed on a line or surface and so a harmful edge pressure avoided and overall the Contact pressure greatly reduced. A significantly longer service life the knife with cost savings by extending The regrinding intervals are the positive result. About it In addition, the delivery path is completely elastic Deformation of the cutting knife added, so that an axial there is no need for a movable support member for the cutting knife or can be integrally formed with the hub flange. The latter can, however, take no axial path into account with the smallest axial dimensions firmly attached to the knife shaft be brought. This enables the arrangement of several Knives in small axial distances and so the simultaneous Cut very narrow strips.
Durch dieses Einspannprinzip des Schneidmessers ist die Kipp bewegung auf ein Minimum reduziert und darüberhinaus für die Funktion unmaßgeblich: Durch die wulstartige Verformung des Schneidmessers im Berührbereich nämlich wird ein eventuell geringes Kippen durch die sich infolge der elastischen Ein spannung immer einstellende Linien- bzw. Flächenberührung kompensiert. Da die zum Schnitt erforderliche federnde Anlage des Schneidmessers an das Gegenmesser durch die Elastizität des Schneidmessers in sich bewirkt wird, kann das Schneidmesser ohne Rücksicht auf eine erforderliche Kippbewegung auf dem Nabenflansch zentriert und somit diese Fassung mit engsten Toleranzen bemessen werden. Hierdurch ist es möglich, auch über einen längeren Betriebszeitraum hinweg, gleichbleibend eine sehr geringe Überlappungstiefe zwischen Nutmesser und Schneid messer aufrecht zu erhalten.Due to this clamping principle of the cutting knife, the tilt is Movement reduced to a minimum and moreover for the Function irrelevant: The bead-like deformation of the Cutting knife in the contact area namely a possibly slight tilting due to the elastic on always touching line or surface contact compensated. Because the resilient system required for the cut of the cutting knife to the counter knife due to the elasticity of the cutting knife is effected in itself, the cutting knife regardless of a required tilting movement on the Centered hub flange and thus this socket with the narrowest Tolerances. This makes it possible to also over a longer operating period, constant one very low overlap depth between grooving knife and cutting maintain knife.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements and developments of the invention are the subject of the subclaims.
Durch die Aufteilung des Nabenflansches in Ringe gemäß den Ansprüchen 2 und 3, die Nuten mit umlaufenden konzentrischen Kanten ausbilden, an denen das bzw. die Schneidmesser überwiegend zur Anlage kommen, ist ein einfacher und schneller Austausch insbesondere bei mehreren Schneidmessern auf einer Messerwelle möglich. Die Abmessungen der Kanten der Ringe, die ihrerseits die Geometrie der Kegelstumpfform des Schneidmes sers bedingen, sind einfach zu ändern und zu fertigen. Durch die Materialwahl gemäß Anspruch 8 werden äußerst hohe Standzeiten der gesamten Schneidvorrichtung erreicht.By dividing the hub flange into rings according to the Claims 2 and 3, the grooves with circumferential concentric Form edges on which the cutting knife (s) predominantly coming to the plant is an easier and faster one Exchange especially with several cutting blades on one Knife shaft possible. The dimensions of the edges of the rings in turn the geometry of the truncated cone shape of the cutting knife conditions, they are easy to change and manufacture. The choice of material according to claim 8 makes it extremely high Service life of the entire cutting device reached.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Figuren ausführlich erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are described below of the figures explained in detail. Show it:
Fig. 1 das Prinzip für die Verformung eines Schneidmessers bei Aufrechterhaltung seiner Elastizität, Fig. 1 shows the principle for the deformation of a cutting blade while maintaining its elasticity,
Fig. 2 einen Axialschnitt der erfindungsgemäßen Vor richtung mit mehreren Schneidmessern (die Messer lage im Betrieb ist gestrichelt dargestellt), Fig. 2 is an axial section of the invention Before direction with a plurality of cutting blades (the blade position during operation is illustrated by dashed lines),
Fig. 3 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit Tellerfedern, und Fig. 3 shows an axial section through a further embodiment of the invention with disc springs, and
Fig. 4 einen Axialschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform mit Tellerfedern. Fig. 4 shows an axial section of a further embodiment according to the invention with disc springs.
Fig. 1 zeigt das Grundprinzip für die elastische Einspannung eines ringförmigen, ebenen Schneidmessers (1) bei Verformung des Schneidmessers in eine Kegelstumpfform unter gleichzeiti ger Aufrechterhaltung seiner Elastizität insbesondere in seinem äußeren Randbereich. Die beiden Seitenflächen des Schneidmessers (1) sind auf jeweils kreisförmigen Linien mit unterschiedlichen Durchmessern d bzw. D mit Linienkräften beaufschlagt, sodaß sich das ursprünglich ebene Schneidmesser in die Kegelstumpfform wölbt (gestrichelt dargestellt). Die Kräfte, das Messermaterial und die daraus resultierende axiale Auslenkung sind so bemessen, daß das Schneidmesser nach Wegfall der Krafteinwirkung wieder seine ebene, plane Form an nimmt. Dadurch ist vorteilhafterweise das radiale Nach schleifen eines ganzen Paketes aneinandergelegter Schneid messer in einem Arbeitsgang möglich. Fig. 1 shows the basic principle for the elastic clamping of an annular, flat cutting knife ( 1 ) when the cutting knife is deformed into a truncated cone shape while maintaining its elasticity, in particular in its outer edge region. The two side surfaces of the cutting knife ( 1 ) are each subjected to line forces on circular lines with different diameters d or D , so that the originally flat cutting knife bulges into the truncated cone shape (shown in broken lines). The forces, the knife material and the resulting axial deflection are dimensioned such that the cutting knife takes on its flat, planar shape again after the application of the force. This advantageously allows the radial after grinding an entire package of cutting knives placed in one operation.
Da das Schneidmesser (1) nur Linienlasten unterliegt und ansonsten frei aufgenommen ist, bleibt seine Elastizität auch nach der Einspannung erhalten, sodaß eine wulstartige Anlage verformung des jeweils mit dem Gegenmesser in Berührung stehenden Umfangsabschnitts ermöglicht ist.Since the cutting knife ( 1 ) is only subject to line loads and is otherwise freely absorbed, its elasticity is retained even after the clamping, so that a bead-like deformation of the circumferential section in contact with the counter knife is made possible.
Fig. 2 zeigt eine Einspannvorrichtung für mehrere Schneid messer, bei der die kegelstumpfförmige Verwölbung der Schneid messer (1) durch einen Nabenflansch (5) erzielt ist, der in Axialrichtung in Ringe (5 a) unterteilt ist. Die Ringe (5 a) sind vorzugsweise gleich ausgebildet und im montierten Zustand axial aneinandergepreßt und fest auf einer Messerwelle (3). Durch kreisförmige Kanten (9 und 11) mit den Durchmessern d und D wird das ebene Schneidmesser elastisch verformt. Die Breite und die Tiefe einer durch die Ringe (5 a) gebildeten Umfangsnut (7) sind so bemessen, daß das Schneidmesser (1) unbehindert in die Kegelstumpfform auslenken kann. Durch entsprechende Bemessungen der Kanten (9 und 11) kann exakt die gewünschte Auslenkung erzielt werden. Fig. 2 shows a clamping device for several cutting knives, in which the frustoconical curvature of the cutting knife ( 1 ) is achieved by a hub flange ( 5 ) which is divided into rings ( 5 a ) in the axial direction. The rings ( 5 a ) are preferably of identical design and axially pressed together in the assembled state and firmly on a knife shaft ( 3 ). The flat cutting knife is elastically deformed by circular edges ( 9 and 11 ) with the diameters d and D. The width and the depth of a circumferential groove ( 7 ) formed by the rings ( 5 a ) are dimensioned such that the cutting knife ( 1 ) can freely deflect into the truncated cone shape. The desired deflection can be achieved by appropriate dimensioning of the edges ( 9 and 11 ).
Die gestrichelte Darstellung in der Fig. 2 zeigt das Zusam menwirken des Schneidmessers (1) mit einem Nutmesser (19) auf einer Gegenmesserwelle (21) im Betriebszustand. Es ist er sichtlich, daß das Schneidmesser (1) mit den Kanten (9 und 11) in Berührung bleibt und demnach das günstige Zusammenwirken mit dem Nutmesser (19) unter Aufrechterhaltung der Kegel stumpfform gewährleistet ist. The broken line in Fig. 2 shows the co-operation of the cutting knife ( 1 ) with a slot knife ( 19 ) on a counter knife shaft ( 21 ) in the operating state. It is evident that the cutting knife ( 1 ) with the edges ( 9 and 11 ) remains in contact and therefore the favorable interaction with the grooving knife ( 19 ) while maintaining the cone is blunted.
Der axiale Zustellweg beim Anstellen der Messerwellen (3 und 21) gegeneinander ist so bemessen, daß nur ein Teil der Ver formung des Schneidmessers (1) in seinem berührenden Umfangsbereich mit dem Gegenmesser (13) aufgehoben wird und in eine lappenartige, flächenförmige Anlage an das Gegenmesser übergeht.The axial feed path when turning the knife shafts ( 3 and 21 ) against each other is dimensioned such that only a part of the deformation of the cutting knife ( 1 ) is canceled in its contacting circumferential area with the counter knife ( 13 ) and in a lobed, sheet-like system on the Counter knife passes.
Fig. 3 zeigt die Realisierung des Prinzips nach Fig. 1 mit einer Tellerfeder (13) bei geeigneter Abstimmung der Geometrie- und Kraftverhältnisse. So ist der Außendurchmesser der Tellerfeder (13) deutlich größer als ein äußerer Umfang eines Nabenflansches (5). Die Tellerfeder (13) dient hierbei überwiegend zur Verformung des Schneidmessers in seine Kegel stumpfform, während der Anstellung durch die elastische wulstartige Verformung seines berührenden Umfangsbereichs aufgenommen wird. Der Nabenflansch (5) ist ebenfalls in Ringe (5 a) mit stufenförmiger Ausbildung unterteilt, wodurch zusätzlich eine sichere und exakte Montage beim Aufspannen der Schneidmesser (1) und der Tellerfedern (13) auf der Messerwelle (3) ermöglicht wird. Da die Schneidmesser (1) auf dem Absatz des einen Ringes (5 a) über den Durchmesser d sch bereits beim losen Zusammensetzen der Teile sicher zentriert sind und auch die Tellerfedern (13) auf einem gesonderten Ringabsatz (23) des anderen Ringes sitzen, kann beim Zusammen bau weder ein Schneidmesser noch eine Tellerfeder zwischen den Ringen eingeklemmt werden. In der Fig. 3 stellt der gestrichelte Figuranteil ebenfalls den Betriebszustand dar. Fig. 3 shows the implementation of the principle of FIG. 1 with a plate spring ( 13 ) with a suitable coordination of the geometry and force ratios. The outer diameter of the plate spring ( 13 ) is significantly larger than the outer circumference of a hub flange ( 5 ). The plate spring ( 13 ) serves mainly to deform the cutting knife into its truncated cone, while the employment is absorbed by the elastic, bead-like deformation of its contacting peripheral region. The hub flange ( 5 ) is also divided into rings ( 5 a ) with a stepped design, which additionally enables safe and precise assembly when clamping the cutting knives ( 1 ) and the plate springs ( 13 ) on the knife shaft ( 3 ). Since the cutting knives ( 1 ) on the shoulder of one ring ( 5 a ) over the diameter d sch are already centered when the parts are loosely assembled and also the plate springs ( 13 ) can sit on a separate ring shoulder ( 23 ) of the other ring when assembling, neither a cutting knife nor a disc spring are trapped between the rings. In Fig. 3 the dashed figure portion also represents the operating state.
Fig. 4 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung nach Fig. 3. Ein Ring (5 a) ist mit zwei Kanten (17 und 17′) versehen, die bei entsprechender Abstufung die Neigung der Schneidmesserfläche nach Wunsch festlegen. Fig. 4 shows an advantageous development of the device according to Fig. 3. A ring ( 5 a ) is provided with two edges ( 17 and 17 ') which determine the inclination of the cutting knife surface as desired with a corresponding gradation.
Claims (9)
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