DE3685910T2 - Rotierende schneidvorrichtung fuer papier. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine verbesserte Vorrichtung zum Schneiden einer Papierbahn oder anderen Materials wie beispielsweise Folie, dünnen Kunststoff oder Bahnen von aus diesen oder ähnlichen Materialien zusammengesetzten Lagen. Insbesondere betrifft diese Erfindung einen auf einer Walze befestigten Messerhalter zum Schneiden einer sich bewegenden Bahn in eine Anzahl von Stücken. In seiner bevorzugten Ausführungsform betrifft diese Erfindung das Schneiden einer Papierbahn.
• Papierschneidemaschinen werden in breitem Umfang in Industrien wie etwa der Druckindustrie eingesetzt und rotierende Papierschneidemaschinen sind zum Schneiden von Papierstreifen oder -bahnen auf eine gewünschte Größe weit verbreitet. Im allgemeinen haben rotierende Papierschneidemaschinen zwei zusammenwirkende Walzen, von denen eine ein Messer trägt und die andere als Gegenfläche wirkt, gegen die das Messer beim Schneiden des Papiers drückt. Die Schneidkante des Messers und die Gegenfläche drehen normalerweise mit derselben Geschwindigkeit und das Papier wird geschnitten, wenn die Schneidkante des Messers sich in und außer Eingriff mit der Gegenfläche bewegt. Es ist erwünscht, daß das Papier so sauber, genau und schnell als möglich geschnitten wird, und auf dieses Ziel sind eine Anzahl Patente aus dem Stand der Technik gerichtet. Hinsichtlich repräsentativer rotierender Papierschneidemaschinen kann Bezug auf die US-Amerikanischen Patente US-A 2,660,242, US-A 2,682,306, US-A 3,709,077, US-A 3,857,314 und US-A 3,893,359 genommen werden. Bei diesen und ähnlichen Maschinen besteht ein Erfordernis, das Messer aufgrund der hohen Messerabnutzung durch Schlagen oder Streifen der Messerkante gegen die metallene Gegenfläche häufig zu ersetzen. Als Folge davon wird eine erhebliche Zeit mit dem Ersetzen abgenutzter Messer verbracht.
• Bei der herkömmlichen rotierenden Papierschneidemaschine ist das Auswechseln eines Messers ein zeitaufwendiger Vorgang. Bei typischen Maschinen wie der in der US-A 3,857,314 beschriebenen ist das Messer in einem starren Aufnahmeteil befestigt, das wiederum auf einer drehbaren Walze befestigt ist. Das Messer ist an dem Aufnahmeteil mittels zahlreicher Schrauben angebracht, die das Messer in einer genau bestimmten Stellung zum richtigen Eingriff mit der Gegenfläche halten. Beim Einbauen eines neuen Messers ist es zuerst erforderlich, das Messer am Aufnahmeteil zu befestigen und dann die Schrauben leicht anzuziehen, um für eine Grobjustierung der Messerstellung auf dem Aufnahmeteil zu sorgen. Die Gegen- und Messerwalzen werden daraufhin gedreht, bis das Messer gegen die Gegenfläche drückt, wodurch sich das Messer in die richtige Schneidstellung setzt. Jede der das Messer am Aufnahmeteil haltenden Schrauben wird dann bis zu einem angegebenen Drehmomentwert angezogen, um das Messer in seiner endgültigen Schneidstellung festzuhalten. Dieser Arbeitsvorgang wird als "Einrollen" oder Drehmoment-Festmachen bezeichnet.
• Es sind Versuche unternommen worden, die mit einem Messerwechsel bei rotierenden Schneidmaschinen verbundene Richt- oder Rüstzeit zu verringern. Die US-A 4,412,467 beispielsweise beschreibt ein Stanzmesser, das auf einem Aufnahmeteil befestigt ist, welches wiederum auf der Messerwalze befestigt ist. Eine Lage Elastomermaterial ist zwischen die Stanzform und die Aufnahme gelegt, um die während des Schneidvorgangs auf die Stanzform ausgeübten Radialkräfte aufzunehmen. Die von diesem Patent angebotene Lösung leidet jedoch an einigen Nachteilen. Erstens sind die Stanzformen schwierig herzustellen, was ihren Ersatz im Fall abgenutzter Schneidkanten nahezu prohibitiv teuer macht. Zweitens muß die Dicke der zwischen dem Stanzmesser und dem Aufnahmeteil angeordneten Elastomerlage durch ein Versuch- und Irrtum-Verfahren ermittelt werden, bis die richtige Stellung der Schneidkante zum Eingriff mit der Gegenfläche erreicht ist. Drittens erlaubt die Stanzmessereinrichtung keinen Austausch von Messerklingen allein; wenn die Schneidkanten abgenutzt sind, muß die gesamte Stanzform ersetzt werden.
• Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, diese und andere im Stand der Technik enthaltene Schwierigkeiten zu überwinden. Mit der vorliegenden Erfindung ist eine Messereinheit bereitgestellt, die in einem Messerhalter aus Elastomermaterial befestigte Schneidmesser aufweist. Beim Rüsten der Messerwalze und später während des Schneidvorgangs gibt der Messerhalter innerhalb seiner elastischen Grenzen nach, um eine Verschiebung der Schneidmesser aufzunehmen, die durch von der Gegenfläche auf sie ausgeübte Radial- und Umfangskräfte bewirkt wird.
• Ein Ziel dieser Erfindung ist es, eine einfach zu wechselnde Messerhalteeinrichtung zum Halten und Befestigen der Schneidmesser am Umfang der Messerwalze einer Papierschneidvorrichtung bereitzustellen.
• Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine Messerhalteeinrichtung auf der Messerwalze einer Papierschneidvorrichtung bereitzustellen, die kein genaues, langwährendes, zeitraubendes Anziehen von Schrauben auf ein Drehmoment erfordert, um die Schneidmesser auf der Walze in Stellung zu halten.
• Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein Aufnahmeteil für ein Messer bereitzustellen, das das Messer in dem flexiblen Material des Aufnahmeteils hält und stützt.
• Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, einen Elastomer-Messerhalter bereitzustellen, in dem Messer selbstsetzend sind, wodurch der mit herkömmlichen rotierenden Schneidvorrichtungen assoziierte "Einroll"-Vorgang wegfällt.
• Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, einen Messerhalter bereitzustellen, in dem Schneidmesser unterschiedlicher Längen befestigt werden können, um den Bahnbreitenanforderungen spezieller Schneidaufgaben zu entsprechen.
• Ein noch weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine Nachrüsteinrichtung für die Messerwalze einer Papierschneidevorrichtung bereitzustellen, mit der ein messertragender, Elastomer-Halter auf einer herkömmlichen Messerwalze befestigt werden kann.
• Diese und andere Ziele werden gemäß dieser Erfindung durch Bereitstellen eines Messerhalters erreicht, der auf dem Umfang einer Messerwalze befestigt werden kann. Der Körper des Halters ist aus einem Elastomermaterial hergestellt und die Schneidmesser sind in Schlitzen gehalten, die in dem nachgiebigen Elastomer ausgebildet sind. Das Elastomer erlaubt dem Messerhalter, während des Rüstens und auch während des Schneidvorgangs nachzugeben, um eine durch die Kraftausübung der Gegenfläche bewirkte Verschiebung der Schneidmesser aufzunehmen.
• Der Messerhalter ist aus einem Urethan-Polymer mit einer Shore-D-Härte von etwa 70 bis 80 geformt. Die Querschnittsdicke des in dem Schlitz des Messerhalters getragenen Schneidmessers ist ausreichend breit, so daß die radial innere oder Bodenkante des Schneidmessers sich nicht in den Messerhalter schneidet. Die radial innere oder Bodenfläche des Schneidmessers ist bevorzugt konvex, so daß eine Kraft an der Berührungsfläche mit dem Elastomermaterial gleichmäßig verteilt wird.
• Die von der Gegenfläche auf das Schneidmesser ausgeübte Radialkraft wird durch das Messermaterial zur Bodenfläche des Messers übertragen. Die Bodenfläche des Messers überträgt dann diese Kraft auf das den Messerhalter bildende Elastomermaterial und dieses Elastomermaterial gibt dann innerhalb seiner elastischen Grenzen nach, um die auf es durch das Messer aufgebrachte Kraft zu absorbieren. In ähnlicher Weise wird das Aufbringen von Umfangskraft auf das Schneidmesser durch die Gegenfläche vom mit den Seiten des Messers zusammenwirkenden Elastomermaterial des Messerhalters absorbiert. Das direkte Zusammenwirken des Schneidmessers mit dem Elastomermaterial erhöht die Schneidleistung, da das Elastomermaterial des Halters in unterschiedlichem Maße, abhängig von den während des Schneidvorgangs auf die Schneidkante des Messers ausgeübten individuellen Kräften, nachgeben kann.
• Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils einer rotierenden Papierschneidevorrichtung, die den Zusammenhang von zusammenwirkendem Messer, Gegenfläche und Schnitzelabstreifwalzen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 2 ist eine räumliche Explosionsdarstellung, die einen Teil der Messerwalzenanordnung und einer zusammenwirkenden Gegenwalze aus Fig. 1 zeigt,
• Fig. 3 ist eine vergrößerte, räumliche Explosionsdarstellung des in Fig. 2 gezeigten Messerhalters mit einem Elastomer-Messerhalter-Körper, Schneidmessern und einem Haltestift,
• Fig. 4 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines Teils aus Fig. 4 in Richtung der Pfeile 4-4 in Fig. 1, die die Befestigung des messertragenden Halters auf der Messerwalze im Querschnitt und auch einen Teil der zusammenwirkenden Gegenwalze zeigt,
• Fig. 5 ist eine vergrößerte Querschnittsdarstellung eines Teils aus Fig. 3 in Richtung der Pfeile 5-5 in Fig. 3, die ebenfalls einen Teil einer der angefasten Kante des Schneidmessers benachbarten Gegenwalze zeigt,
• Fig. 6 ist eine vergrößerte Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Schnitzelabstreifwalze und Abstreifeinrichtung,
• Fig. 7 ist eine räumliche Darstellung einer Nachrüst-Klemmanordnung zum Befestigen des in Fig. 3 gezeigten messertragenden Halters auf einer herkömmlichen Messerwalze (nicht gezeigt) mit einem glatten, äußeren Oberflächenabschnitt, und
• Fig. 8 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Schneiden messertragender Schlitze in den in Fig. 3 gezeigten Elastomer-Messerhalter.
• In Fig. 1 der Zeichnungen ist eine Messerwalzenanordnung 10 benachbart zu und unter einer Gegenwalzenanordnung 20 mit einer Bahn 16 zwischen den Walzen gezeigt. Bei herkömmlichen Messer- und Gegenwalzenanordnungen ist die Gegenwalze unterhalb der Messerwalze angeordnet. Es hat sich jedoch unter manchen Bedingungen wie beispielsweise den in Fig. 1 gezeigten als vorteilhaft wenn auch nicht erforderlich herausgestellt, diese Anordnung umzukehren. Bei den meisten Anordnungen sind die Messer- und Gegenwalzen ferner bezüglich einander vertikal angeordnet, d. h. die Längsachsen der Messer- und Gegenwalzen sind in derselben Vertikalebene angeordnet. Bei der Konfiguration der vorliegenden Anordnung jedoch befinden sich die Walzen nicht in derselben Vertikalebene, sondern sind gegeneinander versetzt. Diese Versetzung gestattet eine bessere Produktüberwachung, während die Bahn geschnitten und von den Walzen abgegeben wird. Das bevorzugte Maß an Versetzung wird darin gesehen, daß die Messerwalze im Bereich von 5º bis 15º zur Seite der Gegenwalze geneigt ist.
• In Fig. 1 ist eine Walze 72 zum Abstreifen der Schnitzel von der Messerwalze 10 gezeigt. Die Walze 72 ist in einem geringen Abstand von dem Punkt befestigt, an dem jeglicher Schnitzel, zu dem es beim Schneiden einer Papierbahn kommen kann, an der Messerwalzenanordnung 10 kurzzeitig anhaften oder festhängen würde.
• Auf der Messerwalze 18 der Messerwalzenanordnung 10 können zahlreiche Messerhalteranordnungen befestigt werden, wie z. B. die in Fig. 1 gezeigten und mit A, B, C und D bezeichneten vier Anordnungen. Wie dargestellt, sind die vier Halteranordnungen um 90º voneinander getrennt angeordnet, obwohl es entsprechend der zu schneidenden Bahnlängen wünschenswert sein kann, nur eine oder mehrere bis zu einer Gesamtzahl von normalerweise nicht mehr als acht zu verwenden. Die Anordnungen A, B, C und D sind, wie genauer in Fig. 2 dargestellt ist, in Längsrichtung der Messerwalze 18 und parallel zur Längsachse 12 der Messerwalze befestigt. Die Anordnungen A, B, C und D können geeignete Längen haben, um an unterschiedliche über die Messerwalze laufende Bahnbreiten angepaßt zu sein. Die in Fig. 2 dargestellte Messerhalteranordnung A kann ungefähr 51 cm (20 Inch) lang sein, und eine ähnliche Anordnung A' kann sich an sie der Länge nach anschließend auf der Oberfläche der Messerwalze 18 angeordnet sein, um die gesamte Länge einer Messerwalze auszunützen, die ungefähr 101,5 cm (40 Inch) lang sein kann.
• Die Messerwalzenanordnung 10 und die Gegenwalzenanordnung 20 sind so angeordnet, daß wenn eine Papierbahn 16 in der Richtung des Pfeils 17 zwischen ihnen durchgeführt wird, die Bahn durch die Einwirkung der weiter unten beschriebenen Messerhalteranordnungen A, B, C und D gegen die Gegenwalze 20 an den gewünschten Stellen abgetrennt werden kann. Alle Messerhalteranordnungen A, B, C und D sind identisch. Wie in Fig. 1 dargestellt, erstreckt sich ein Paar Messerklingen von der Messerhalteranordnung A zum Kreuzen der Papierbahn 16, während diese an der Gegenwalze 20 anliegt, und um die Bahn dort, wie gezeigt, in gewünschte Längen 16a zu zerschneiden. Die abgetrennten Stücke 16a werden von herkömmlichen Einrichtungen (nicht gezeigt) zum Transport zu weiteren Verarbeitungsstationen aufgenommen.
• Die folgende, spezielle Beschreibung der Messerhalteranordnung D betrifft die Art eines mit zwei Klingen ausgerüsteten Halters. Aus dieser Beschreibung ist ersichtlich, daß andere Halterarten nach demselben Konzept konstruiert werden können, um beispielsweise Halter bereitzustellen, die mit nur einer Klinge ausgerüstet sind. In solchen Fällen kann eine Messerwalzenanordnung, beispielsweise 10, mit beiden Arten der neuen Messerhalter ausgerüstet sein, um eine sich wiederholende Vielfalt an Stücken von der Bahn 16 abzuschneiden. Solche Schnitte können beispielsweise beim Falzen einer Bahnlänge zur Abgabe an der Bedienerseite der Schneidemaschine und einer anderen Länge zur Abgabe an der Getriebeseite der Schneidemaschine gewünscht sein.
• Die Messerhalteranordnung D ist genauer in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die Anordnung weist ein Paar Messerklingen 34a und 34b auf, die normalerweise in Form flacher Streifen aus geeignetem Messerstahl hergestellt sind und entlang einer Kante angefast und geschärft sind. Die gegenüberliegenden Kanten der Klingen 34a und 34b haben vorzugsweise einen konvexen Querschnitt (wie bei 68 für die Klinge 34b in Fig. 3). Eine solche Ausgestaltung vermeidet so weit als möglich jegliches Einschneiden in einen Elastomer-Messerhalter, in dem die Klingen befestigt sind, wenn Druck auf die geschärften Kanten der Klingen ausgeübt wird. Der Messerhalter 30, der zum Aufnehmen der Messerklingen 34a und 34b ausgebildet ist, weist ein Paar Schlitze 32a und 32b auf, die sich in Längsrichtung des Halters 30 erstrecken.
• Die Messerklingen 34a und 34b sitzen in den entsprechenden Schlitzen 32a und 32b. Die Breite jedes Schlitzes 32a und 32b ist nur geringfügig kleiner als die Querschnittsdicke der Klingen, so daß die Klingen in den Schlitzen im Prinzip durch Reibungseingriff gehalten werden können. Bevorzugt sind die Messerklingen wie 34b ausgebildet, das eine Querschnittsdicke von ungefähr 2,108 bis 2,159 mm (0,083 bis 0,085 Inch) hat, so daß die Schlitze, wenn sie mit einer erwünschten Breite von ungefähr 2,057 bis 2,108 mm (0,081 bis 0,083 Inch) ausgeführt sind, die Klingen in passender Weise aufnehmen.
• Die Messer 34a und 34b sind im Messerhalter 30 ferner durch zahlreiche Haltestifte gehalten, von denen einer in Fig. 3 als Haltestift 64 dargestellt ist. Die Messerklinge 34b hat zahlreiche voneinander beabstandete Löcher 60, wobei jedes Loch einen deutlich größeren Durchmesser als der der Haltestifte (wie beispielsweise der Stift 64) aufweist. In ähnlicher Weise ist der Messerhalter 30 ebenso mit zahlreichen voneinander beabstandeten Löchern 62 versehen, deren Durchmesser jedoch nur geringfügig größer als der der Haltestifte ist. Wie bereits festgestellt wurde, sind die Klingen in Längsrichtung des Messerhalters 30 ausgerichtet und in den Schlitzen 32a und 32b angeordnet. Wenn die Klingen vollständig eingesetzt sind, fluchten die voneinander beabstandeten Löcher 60 in den Klingen mit den voneinander beabstandeten Löchern 62 im Halter 30 und die Stifte wie beispielsweise der Haltestift 64 werden durch den Messerhalter 30 und durch die Klingen 34a und 34b durch die Löcher 62 und 60 eingeführt. Da die Löcher 62 mit Durchmessern nahe den Durchmessern der Stifte 64 ausgeführt sind, werden die Stifte durch Reibungseingriff in Stellung gehalten.
• Der Aufbau des Messerhalters D auf der Messerwalze 18 der Messerwalzenanordnung 10 ist in Fig. 2 dargestellt. Die Messerwalze 18 weist eine Vielzahl Schwalbenschwanznuten 42 auf, die sich im wesentlichen um den Umfang der Messerwalze 18 erstrecken. Die Nuten 42 sind im wesentlichen parallel und haben schräge Seitenwände derart, daß der Abstand zwischen den jede Nut bildenden Seitenwänden mit zunehmender Tiefe der Nut wächst. Die Tiefe von Nuten 42 beträgt im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ungefähr 19 mm (0,75 Inch).
• Ein erstes Halteorgan 38 mit zahlreichen voneinander beabstandeten Löchern 52 ist entlang der Außenfläche der Messerwalze 18 in Längsrichtung angeordnet. Das erste Halteorgan 38 ist entlang der Außenfläche der Messerwalze 18 in Längsrichtung mittels voneinander beabstandeter Einstellöcher 54 in der Messerwalze 18 angeordnet. Die Einstellöcher 54 sind in parallelen Reihen um den Umfang der Messerwalze 18 angeordnet. Jede Reihe Einstellöcher 54 entspricht einer vorgesehenen Anzahl von auf der Messerwalze 18 zu befestigenden Messerhaltern. Sind z. B. sechs Messerhalter auf der Messerwalze 18 zu befestigen, dann werden um 60º voneinander getrennte Reihen Einstellöcher 54 gewählt. Zahlreiche Führungsstifte, von denen einer in Fig. 2 als Führungsstift 50 dargestellt ist, ragen durch voneinander beabstandete Führungslöcher 52 im ersten Halteorgan 38 und in die Einstellöcher 54 in der Messerwalze 18. Die Führungsstifte 50 werden anfänglich durch einen leichten Reibungseingriff in den Führungslöchern 52 und den Einstellöchern 54 gehalten. Jedoch sind die Stifte 50 vorzugsweise L-förmig ausgebildet, so daß nachdem, wie gleich beschrieben werden wird, das Halteorgan 38 an Ort und Stelle befestigt ist, die Stifte 50 einfach am außerhalb des Halteorgans 38 liegenden Fuß des L ergriffen und die Hauptabschnitte der Stifte 50 aus den Führungslöchern 52 und den Einstellöchern 54 entfernt werden können.
• Eine erste Gruppe von Befestigungsmitteln oder Schrauben, von denen eine in Fig. 2 als Schraube 44 dargestellt ist, sind in Löchern 46 im ersten Halteorgan 38 angebracht und die Befestigungsmittel sind in eine erste Gruppe von Schwalbenschwanznutensteinen geschraubt, von denen einer der Schwalbenschwanznutenstein 48 ist, welcher in der Schwalbenschwanznut 42 geführt ist. Die Kanten des Schwalbenschwanznutensteins 48 sind so ausgebildet, daß sie mit den Wänden der Nuten 42 zusammenpassen, so daß die Spannschraube 44 die Kanten des Schwalbenschwanznutensteins 48 in die Wände der Nut 42 eingreifen läßt, um den Schwalbenschwanznutenstein 48 in der Nut 42 zu halten.
• Ein zweites Halteorgan 36 ist ebenfalls an der Außenfläche der Messerwalze 18 in obiger Weise angeordnet und befestigt. Der Messerhalter 30 ist zwischen den ersten und zweiten Halteorganen 38 und 36 auf der Außenfläche der Messerwalze 18 angeordnet und mittels dieser Organe fest auf der genannten Außenfläche angeordnet.
• Die Gegenwalze 20, gegen die die Messer der Messerwalze 18 arbeiten, hat eine glatte Gegenfläche 22. Der Radius der Gegenwalze 20 ist geringfügig kleiner als der Abstand einer Messerwalzenanordnungsachse 12 zu den Schneidkanten der Messer 14a und 14b. Solch ein Durchmesserunterschied ergibt einen Unterschied der Oberflächengeschwindigkeiten der Gegen- und Messerwalzen, so daß das Schneiden teilweise durch eine entlangstreifende Bewegung der Klingenkanten auf der Gegenwalze und somit durch ein Brechen und Zerreißen der Fasern der Bahn erreicht werden kann. Um die Schneidmesserkanten in schneidenden Eingriff auf der Gegenwalze zu bringen, ist ein exzentrischer Lagermechanismus 26 an der Gegenwalze 20 angebracht. Exzentrische Lagermechanismen sind aus dem Stand der Technik bekannt und bezüglich repräsentativer exzentrischer Lagermechanismen kann Bezug auf die US-Patente 2,711,935, 3,359,843 und 4,171,655 genommen werden. Der Einsatz eines exzentrischen Lagermechanismus 26 in Verbindung mit einer Gegenwalze 20 gestattet es, kleinste Einstellungen des Abstands zwischen der Gegenwalze 20 und den Schneidkanten der Klinge in der Messerwalzenanordnung 10 vorzunehmen.
• Zurückkehrend zu der Anordnung der Messerklingen in dem Messerhalter wird der Zweck des Versehens der Messerklingen 34a und 34b mit Löchern 60, die deutlich größere Durchmesser als die Durchmesser der Haltestifte wie beispielsweise 64 aufweisen, in Fig. 5 teilweise in Phantomdarstellung erläutert. Die Schneidkante der Messerklinge 34b erstreckt sich vor einem Eingreifen in irgendeinen Abschnitt der Bahn 16 aus dem Messerhalter 30 in der gestrichelt bei 66' gezeichneten Stellung nach außen. In gleicher Weise geben das gestrichelt gezeichnete Loch 60' und die gestrichelt gezeichnete Messerbodenfläche 68' jeweils die Lagen des Messerlochs 60 und der Messerbodenfläche 68 vor einem Eingriff mit der Bahn wieder. Tritt jedoch die Schneidmesserkante 66 mit der Bahn 16 gegen eine Gegenwalzenschneidoberfläche wie beispielsweise die Gegenfläche 22 in Eingriff, kann eine Verschiebung der gesamten Messerklinge 34b einschließlich des darin angeordneten Lochs 60 bis zur in Fig. 5 ausgezogen dargestellten Lage vorkommen. Die Bodenfläche 68 senkt sich in das Elastomermaterial des Messerhalters 30 ab, so daß sich das Messer 34b auf geeignete Weise zum Eingriff mit der Gegenfläche 22 setzt.
• Aufgrund der Tatsache, daß der Durchmesser des Haltestifts 64 kleiner als der Durchmesser des Lochs 60 im Messer ist, verhindert der Haltestift 64 die Bewegung des Messers 34b in den Messerhalter 30 hinein nicht. Dennoch wird der Haltestift 64 im Fall einer erheblichen Verschiebung des Messers 34b im Schlitz 32b, wie beispielsweise aufgrund übermäßiger, von der Messerwalze 18 erzeugter Zentrifugalkraft, ein Herausfliegen des Messers 34b aus dem Schlitz 32b oder sein zu tiefes Einbetten in das Elastomermaterial des Messerhalters 30 verhindern.
• Die vom Elastomer-Messerhalter getragenen Schneidmesser können entweder wie gezeigt einseitig angefast oder zweiseitig angefast sein, wobei ein Verwenden des in Fig. 3 gezeigten einseitig angefasten Messers 34b bei der vorliegenden Erfindung zu bestimmten vorteilhaften Ergebnissen führt. Es kann manchmal erforderlich sein, die Länge der geschnittenen Bahnabschnitte nur geringfügig zu verändern. Solche Änderungen werden normalerweise angesichts der damit verbundenen erheblichen Ausfallzeit aufgrund des zuvor beschriebenen Verfahrens zum Festziehen der Klingenschrauben nicht ausgeführt. Mit der vorliegenden Erfindung jedoch kann das Messer 34b einmal gedreht und zurück in den Schlitz 32b gesetzt werden, wodurch die Auftrefflinie der Schneidkante um eine der Dicke des Messers entsprechende Strecke ohne irgendeine langwierige oder teure Unterbrechung verschoben ist.
• Es ist ferner ersichtlich, daß beim Einsatz der vorliegenden Erfindung eine Messerlänge im Messerhalter 30 getragen werden kann, die geringer als die Länge des Schlitzes 32b ist. Benutzer der vorliegenden Erfindung können somit Messer unterschiedlicher Längen entsprechend den Anforderungen bestimmter Betriebsläufe in dem Messerhalter befestigen, ohne zum Einsatz eines zu langen Messers gezwungen zu sein. Beispielweise kann ein 25 cm (10 Inch) langes Messer in einem 50 cm (20 Inch) langen Messerhalter befestigt werden, wenn die zu schneidende Bahn weniger als 25 cm (10 Inch) breit ist.
• Messerhalter, die Elastomergrundkörper wie obenstehend beschrieben einschließen, sind zum Einsatz in älteren Papierschneidemaschinenanlagen adaptierbar, bei denen die Messerwalzen statt der in Fig. 2 an der Messerwalze 18 gezeigten kannelierten Oberfläche eine relativ glatte Umfangsoberfläche aufweisen. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, hat ein Grundkörper 90 einer Nachrüstklemmanordnung 88 ein integrales erstes Halteorgan 92, das sich in Längsrichtung, d. h. parallel zur Messerwalzenachse erstreckt. Eine Gruppe von Befestigungsmitteln (nicht gezeigt) ragt durch den Grundkörper 90 und ist in die Messerwalze geschraubt. Diese Befestigungsmittel können entweder unter dem in Fig. 7 gezeigten messertragenden Halter E angeordnet oder beispielsweise durch die Lippe 91 des Grundkörpers 90 geführt sein, um den Grundkörper 90 an der Walze zu befestigen. Ein zweites Halteorgan 94 erstreckt sich im wesentlichen parallel zum Organ 92. Die messertragende Halteranordnung E ist zwischen den Organen 92 und 94 angeordnet und durch die Kraftaufbringung zahlreicher Federn 98 gegen das zweite Halteorgan 94 fest auf dem Grundkörper 90 gesichert. Führungsstifte 96 ragen aus dem Grundkörper 90 durch das zweite Halteorgan 94 und halten das Organ 94 auf dem Grundkörper 90. Alternativ können die Federn 98 durch Klammern als eine alternative Befestigungsweise ersetzt werden.
• Unabhängig davon, ob es sich bei der Messerwalze um eine nachgerüstete Anordnung oder um eine neuartig ausgebildete Walze gemäß Fig. 2 handelt, ist die Arbeitsweise der Schneidmesser bei laufender Papierschneidvorrichtung die gleiche. Bei der oben zuerst beschriebenen Ausführungsform der Erfindung schlagen oder streifen die Schneidmesser 34a und 34b im Betrieb, während sie im Messerhalter 30 geführt werden, zum Schneiden der Papierbahn 16 gegen die Gegenfläche 22. Wie insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht, dreht sich die Messerwalze 18 in Uhrzeigerrichtung, während die Gegenfläche 22 sich entgegen der Uhrzeigerrichtung dreht. Die Papierbahn 16 tritt in den Schneidbereich zwischen die Walzen ein, wo zuerst die Messerklinge 34a und dann die Messerklinge 34b in sie eingreift. Zu diesem Zeitpunkt absorbiert der Elastomer-Messerhalter 30 einen gehörigen Anteil der durch jedes Auftreffen auf die Gegenwalze erzeugten Radialkraft und absorbiert auch jede in Umfangsrichtung gerichtete Schlagkraft. Die radial gerichtete Schlagbewegung geht insbesondere aus Fig. 5 hervor.
• Vorzugsweise schneiden die Messer 34a und 34b die Bahn 16, indem sie diese mit ihren Schneidkanten an der Gegenfläche 22 entlangstreifen, wobei die Geschwindigkeit der Walzen 18 und 20 synchronisiert ist, um ein auf die Weise erfolgendes Schneiden zu erzielen. Darüber hinaus ist, wie bereits erwähnt, der Radius der Gegenwalze 20 geringfügig kleiner als der bis zu den Spitzen der Messerklingen 34a und 34b gemessene Radius der Messerwalze. Es hat sich herausgestellt, daß dieser kleine Unterschied in den Radien der Gegen- und Messerwalzen die Sauberkeit und Genauigkeit des Schnitts verbessert und die Messerlebensdauer verlängert. Der kleine Unterschied in den Radien bewirkt, wie bereits erwähnt, während des Schneidvorgangs das Entlangstreifen und führt zu einer auf die sich zwischen der Schneidkante eines Messers und der Gegenfläche bewegende Bahn ausgeübten Reibungskraft. Diese Kräfte kommen zum Zerstückeln der Papierfasern hinzu, das vom Schlagen der Messerschneidkanten gegen die Gegenfläche herrührt.
• Ist ein Paar Messerklingen in einem Messerhalter gehalten, wie in der Anordnung gemäß Fig. 3 dargestellt, kommt es häufig vor, daß der Abfallstreifen, der zwischen den Schneidkanten der Messer 34a und 34b von der Bahn 16 abgetrennt wird, extra aus dem Raum zwischen diesen Kanten entfernt werden muß. Dementsprechend ist die in den Fig. 1 und 6 dargestellte Abfallschnitzelentfernungsanordnung zum Abstreifen solchen Abfalls ausgerüstet.
• Die in Fig. 1 gezeigte Schnitzelabstreifwalze 72 ist benachbart zu dem Abschnitt der Bahn angeordnet, der die Messerträgeranordnungen folgen, während sie von dem Punkt, an dem die Bahn 16 geschnitten wird, wegbewegt werden. Die Längsachse 70 der Abstreifwalze 72 ist parallel zur Achse 12 der Messerwalze 18. Daher wird der Abfallstreifen, kurz nachdem er von der Bahn 16 abgetrennt worden ist, um ungefähr 120º zu einem Punkt geführt, an dem er von der Schnitzelabstreifwalze 72 und ihrer zugehörigen Einrichtung aus dem Raum zwischen den Messerklingen 34a und 34b entfernt werden kann. Diese Einrichtung ist vergrößert in Fig. 6 dargestellt. Auf der Schnitzelabstreifwalze 72 sind zahlreiche Schnitzelentfernungsscheiben 74 befestigt. Diese Scheiben sind längs der Walze voneinander beabstandet und durch eine Reihe von Einsätzen wie beispielsweise dem Einsatz 76 bezüglich einander in Stellung gehalten, wobei die Einsätze mittels geschraubter Befestigungsmittel, von denen eines bei 76a dargestellt ist, in die Oberfläche der Abstreifwalze 72 eingreifen. Jede Schnitzelentfernungsscheibe 74 stützt einen Schnitzelentfernungsstift 80 ab, der auf der Entfernungsscheibe mittels geeigneter Befestigungsmittel wie beispielsweise einer Schraube 82 gehalten ist. Alternativ kann anstelle der gezeigten Schraube 82 ein Sicherungsstift (Vlier pin) eingesetzt werden. Normalerweise ist auf den verschiedenen Entfernungsscheiben eine Längsreihe von Schnitzelentfernungsstiften 80 gebildet, die sich vom Umfang der Scheiben in einer Ebene auswärts erstrecken, die einen verlängerten Radius der Achse 70 der Walze 72 enthält. Auf diese Weise werden die äußersten Enden der Stifte 80 ausgerichtet, um zwangsweise in einen Abfallstreifen einzugreifen, indem sie ihn an verschiedenen Punkten zwischen den Messerklingen in einem Messerträger aufspießen. Die Beziehung eines der Stifte 80 zum Eingriffspunkt in einen Abfallstreifen zwischen den Messerklingen der Messerträgeranordnung B ist insbesondere in Fig. 6 dargestellt.
• Benachbart der Schnitzelabstreifwalze 70 und den zahlreichen auf ihr befestigen Scheiben 74 ist eine feststehende Reihe gekrümmter Abstreiffinger so angeordnet, daß die Finger hinter abgetrennten Abfallstreifen und zwischen den Stiften 80 eingreifen. Ein solcher Abstreiffinger 84 ist in Fig. 6 dargestellt. Der Finger 84 ist auf einem Träger 86 befestigt, dessen Position zum genauen Einstellen des Fingers eingestellt werden kann. Es ist leicht zu erkennen, daß der Finger eine Rampe bildet, die mit steigendem Abstand von der Schnitzelentfernungsscheibe 74 und dem ihr zugeordneten Stift 80 allmählich ansteigt. Während des Betriebs dreht sich die Schnitzelentfernungswalze 72 in zeitlicher Abstimmung mit der Drehung der Messerwalze 18, um die Schnitzelentfernungsstifte wie beispielsweise 80 in aufspießenden Eingriff mit dem Abfallstreifen zwischen den Messerklingen der Messerträgeranordnung zu bringen. Daraufhin wird der aufgespießte Abfallstreifen aus dem Raum zwischen den Messern gehoben und durch die Walze 72 längs einer gekrümmten Bahn geführt, bis er in Eingriff mit der Reihe von Fingern 84 tritt. Der Abfallstreifen wird dann vom Stift 80 abgehoben, wenn der Stift 80 die Finger 84 passiert, und einmal vom Stift 80 abgehoben wird er in herkömmlicher Weise außerhalb des unmittelbaren Betriebsbereichs der Anlage geeignet abgelegt.
• Obwohl die Bildung der Schlitze 32a und 32b zum Halten der Messerklingen im Körper des Messerträgers 30 auf unterschiedliche Weise erfolgen kann, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, das Verfahren und die Anlage einzusetzen, die in Fig. 8 dargestellt sind. Ein Kreissägeblatt 108 ist auf einem rotierenden Dorn 106 befestigt. Das Kreissägeblatt 108 ist mit einem Radius einer Walze 100 koplanar. Der Elastomer-Messerhalter 30 ist auf der Außenfläche der Walze 100 mittels Rückhalteorganen 102 und 104 befestigt. Indem das Kreissägeblatt 108 in einer Tiefe durch die Oberfläche des Messerhalters 30 geführt wird, die der Breite des vom Messerträger 30 zu tragenden Messers entspricht, werden Schlitze in den Messerhalter 30 geschnitten.

Claims (7)

1. Rotierende Schneidvorrichtung für Papier, mit

- einer drehbaren Messerwalze (10),

- einer mit ihr zusammenwirkenden drehbaren Gegenwalze (20) mit einer Gegenfläche auf ihrem Umfang, gegen die das Papier durchtrennt wird, wobei die Messerwalze (10) und die Gegenwalze (20) um annähernd parallele Längsachsen in zeitlicher Abstimmung mit dem zwischen ihnen stattfindenden Papierdurchlauf drehbar sind,

- wenigstens einem auf dem Umfang der Messerwalze (10) durch mindestens ein Halteorgan (36, 38) und durch das Halteorgan und in Vertiefungen in der Messerwalze eindringende Befestigungsmittel angeordneten Messerhalter (30), der wenigstens ein Schneidmesser (34a) trägt, dadurch gekennzeichnet , daß

- die Messerwalze (10) den Messerhalter (30) um ihren Außenumfang bewegbar trägt,

- der Messerhalter das Schneidmesser (34a) in einem Schlitz (32a) trägt, der sich an seiner radial äußeren Fläche in Längsrichtung erstreckt,

- der Messerhalter (30) aus einem elastischen Elastomeren mit einer Shore-D-Härte von etwa 70 bis 80 ausgebildet ist, wobei das Elastomere innerhalb seiner Elastizitätsgrenzen während des Schneidvorgangs in der Weise nachgibt, daß sich eine aus dem Schneidvorgang ergebende Relativbewegung des Messers aufnehmbar ist, und

- der Messerhalter Einrichtungen aufweist, die ein Abschleudern des Messers radial nach außen aus dem Schlitz des Messerhalters heraus während des Schneidvorgangs verhindern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerhalter (30) ein Urethan-Polymer ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Querschnittsprofil des Schneidmessers eine konvex gestaltete Unterseite und entweder eine ein- oder eine doppelseitige die Schneidkante bildende Fase aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung an einem Ende der Längsachse der Gegenwalzen- Baugruppe (2) ein exzentrisches Lager zur manuellen Einstellung der radialen Relativbewegung zwischen dem Schneidmesser (43a) und der Gegenfläche umfaßt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Messerwalze (10) kleiner ist als der Durchmesser der Gegenwalze (20), derart, daß das Schneidmesser (34a) mit der Schneidkante über die Gegenwalze reibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Befestigen des Messerhalters (30) am Umfang der Messerwalze (10) umfassen:

- eine Vielzahl von beabstandeten Schwalbenschwanznuten (42), die sich am Umfang der Messerwalze (10) und im wesentlichen um ihren Außenumfang erstrecken,

- ein erstes Halteorgan (38), das sich am Umfang der Messerwalze (10) in Längsrichtung erstreckt,

- eine erste Gruppe von Befestigungsmitteln (44), die das erste Halteorgan (38) durchdringen und in eine erste Gruppe von Schwalbenschwanznutensteinen (48) eingeschraubt sind, welche in den Schwalbenschwanznuten (42) geführt sind,

- ein zweites Halteorgan (36), das sich am Umfang der Messerwalze (10) in Längsrichtung erstreckt,

- eine zweite Gruppe von Befestigungsmitteln, die das zweite Halteorgan (36) durchdringen und in eine zweite Gruppe von Schwalbenschwanznutensteinen (48) eingeschraubt sind, welche in den Schwalbenschwanznuten (42) geführt sind, wobei der Messerhalter (10) zwischen dem ersten und dem zweiten Halteorgan (36, 38) angeordnet und am Umfang der Messerwalze (10) zuverlässig gehalten ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schneidmesser (34a) eine Vielzahl beabstandeter Löcher (60) in seiner Fläche aufweist, und daß eine Vielzahl von Haltestiften (64) den Messerhalter (30) und ferner die Löcher (60) im Schneidmesser (34a) durchdringen, derart, daß das Schneidmesser im Schlitz (32a) im Messerhalter (10) gehalten ist, wobei die Haltestifte (64) einen ausreichend kleineren Durchmesser als der Durchmesser der Löcher haben, damit die Haltestifte die radiale Bewegung des Schneidmessers (34a) in den Messerhalter (30) nicht wesentlich behindern.