DE3702869A1 - Schneidvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zum Durch­ trennen fortlaufender Bahnen aus Papier oder einem ähnlichen Material, bestehend aus einer pendelnd, aber durch Mitnehmer drehfest auf einer Welle gelagerten Messerwalze sowie zwi­ schen dieser und der Welle zu beiden Seiten des Pendelzen­ trums radial eingespannten elastischen Zentrierkörpern.

Derartige Schneidvorrichtungen sind z.B. in der GB-PS 14 69 684 und der DE-OS 33 11 796 beschrieben. Die Zentrier­ körper sind dabei elastische Ringe oder Buchsen an den axia­ len Enden der Messerwalze und die Mitnehmer im Bereich des Schwenkzentrums angeordnete, sich radial erstreckende Zähne bzw. Stifte, die an einem der beiden drehfest verbundenen Teile angebracht bzw. festgelegt sind und formschlüssig in das andere Teil eingreifen. In der Mitte der Messerwalze, d.h. im Bereich des Schwenkzentrums, beeinträchtigen die Mitnehmer allerdings die Lagerflächen der Pendellagerung. Außerdem muß der formschlüssige Eingriff der Mitnehmer ver­ hältnismäßig viel Spiel aufweisen, weil sonst die Messerwalze keine Pendelbewegungen ausführen könnte. Dies führt vor allem dann, wenn die zusammenwirkenden Lagerflächen der Messerwalze und der Welle gemäß DE-OS 33 11 796 zylindrisch sind und des­ halb zusätzlich auch dazwischen ein verhältnismäßig großes Spiel vorhanden sein muß, damit eine Pendelbewegung zustande kommen kann, während des Laufs zu starker Lärmbelästigung.

Werden dagegen gemäß GB-PS 14 69 684 sphärische Lagerflächen an der Welle und einem Zwischenring vorgesehen, ergibt sich eine sehr aufwendige Konstruktion.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schneid­ vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die aus weniger Teilen besteht, sich leichter herstellen läßt und ruhiger läuft als die bisher bekannten Ausführungen.

Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zentrierkörper die einzigen Mitnehmer zur Drehmoment­ übertragung zwischen der Welle und der Messerwalze sind.

Die vorgeschlagene Maßnahme läßt einerseits die bisher ver­ wendeten Mitnehmer in der Mitte der Messerwalze in Fortfall kommen, bedingt aber andererseits nur verhältnismäßig gering­ fügige Änderungen an den Zentrierkörpern. Diese müssen ledig­ lich so ausgestaltet und/oder zwischen Welle und Messerwalze befestigt werden, daß sie konstruktiv in der Lage sind, das notwendige Drehmoment zu übertragen. Vorteilhaft ist, daß im Bereich der axialen Enden der Messerwalze für die Drehmoment­ übertragung genügend Raum zur Verfügung steht, zumal die Drehmomentübertragung auf beide Enden der Messerwalze aufge­ teilt werden kann, so daß die dadurch verursachten Flächen­ pressungen und Scherkräfte verhältnismäßig gering bleiben. Obgleich die Mitnahme zwischen der Welle und der Messerwalze vorzugsweise an beiden axialen Enden erfolgt, weil dies auch für die Gleichmäßigkeit der Pendelbewegungen vorteilhaft ist, besteht daneben auch die Möglichkeit, nur den Zentrier­ körper an dem einen axialen Ende zur Drehmomentübertragung heranzuziehen, während der andere weiterhin lediglich eine Zentrierfunktion hat.

In bevorzugter praktischer Ausführung sind die Zentrierkörper formschlüssig mit der Welle und/oder der Messerwalze in Ein­ griff. Zweckmäßigerweise bestehen sie aus gummielastischen Ringen mit radialen Vorsprüngen und/oder Vertiefungen, über die sie mit der Welle und/oder der Messerwalze in Eingriff stehen. Von den vielen möglichen Formen der radialen Vor­ sprünge werden im wesentlichen kuppelförmige oder teilzylin­ drische Ausführungen bevorzugt. Es hat sich überraschend ge­ zeigt, daß durch die Anordnung der Mitnehmer an den axialen Enden der Messerwalze die Mitnahme- und Zentrierfunktion praktisch nicht beeinträchtigt wird, obgleich die radialen Relativbewegungen zwischen den Teilen beim Pendeln in den betreffenden Bereichen am stärksten sind.

Es versteht sich, daß statt eines formschlüssigen Eingriffs zwischen den Zentrierkörpern und der Welle bzw. der Messer­ walze auch eine ausreichend feste reibschlüssige Verbindung oder Klebeverbindung zwischen den gummielastischen und Me­ tallteilen verwendet werden kann. Unabhängig von der Art der Mitnahmeverbindung zwischen den Zentrierkörpern und einerseits der Welle, andererseits der Messerwalze läuft die­ se sehr ruhig, da bei der Abroll- und Pendelbewegung keine Drehmoment übertragenden Metallteile mit Spiel zusammenwir­ ken und gegeneinander schlagen.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß wenigstens ein Teil der Flächen, an denen sich Zentrierkörper radial abstützen, Keil- oder Konusflächen sind, die mit den gegenüberliegenden Abstützflächen einen sich axial nach außen erweiternden Hohlraum bilden. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, auf sehr einfache Weise durch axiales Eindrücken der ringförmigen Zentrierkörper von den axialen Enden der Messerwalze aus in die genannten, sich axial nach innen verjüngenden Hohlräume hinein eine sehr feste Einspannung der gummielastischen Teile zwischen Welle und Messerwalze zu erreichen.

Bisher dienten zum Fixieren der Zentrierkörper andere an der Messerwalze angebrachte Teile als zum Befestigen der leisten­ förmigen, sich am äußeren Umfang der Messerwalze axial er­ streckenden Messer. Um im Sinne der Erfindungsaufgabe die Vereinfachung der bekannten Ausführungen noch weiter zu treiben, wird nunmehr vorgeschlagen, daß die Zentrierkörper durch an der Messerwalze befestigbare Endscheiben axial festgelegt werden, mittels welcher gleichzeitig auch die Messer am äußeren Umfang der Messerwalze radial gehalten wer­ den. Damit haben, ebenso wie die Mitnehmer-Zentrierkörper, jetzt auch die Haltescheiben an den axialen Enden der Mes­ serwalze eine doppelte Funktion, wodurch andere, bisher ge­ brauchte Teile entfallen können.

Schließlich wird zur weiteren Vereinfachung der Lagerung vorgeschlagen, daß im Bereich des Pendelzentrums die Messer­ walze mit einer zylindrischen Bohrung auf einem radial vor­ springenden, konvexen Abschnitt der Welle gelagert ist. Diese Art der Pendellagerung erscheint hinsichtlich Lager­ funktion und Kosten optimal. Gegenüber der bekannten Ausfüh­ rung mit zusammenwirkenden inneren und äußeren sphärischen Lagerflächen ergibt sich der Vorteil der einfacheren und kostengünstigeren Herstellung. Im Vergleich zu der bekann­ ten Konstruktion mit zylindrischen inneren und äußeren La­ gerflächen, zwischen denen zur Ermöglichung einer Pendel­ bewegung ein verhältnismäßig großes Spiel vorhanden sein muß, erlaubt die vorgeschlagene Lagerung eine spielfreie Einpassung der Welle in die Messerwalze und eine sehr genaue radiale Führung im Pendelzentrum. Die vorstehend gekennzeich­ nete neue Kombination von Lagerflächen für eine Schneidvor­ richtung der eingangs erwähnten Gattung ist nicht nur in Verbindung mit den neu vorgeschlagenen Mitnehmer-Zentrier­ körpern, sondern auch in Kombination mit den herkömmlichen Mitnehmern in der Mitte der Schneidwalze anzuwenden.

Wenn die hier zum Vorschlag gebrachten elastischen Mitnehmer- Zentrierkörper benutzt werden, haben diese zusätzlich auch noch die Funktion, die Messerwalze axial auf der Welle fest­ zulegen. In dieser Hinsicht sind die oben erwähnten keilför­ migen oder konischen radialen Abstützflächen der Mitnehmer- Zentrierkörper an der Welle und/oder der Messerwalze eben­ falls vorteilhaft.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Schneidvorrich­ tung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 je zur Hälfte eine Seitenansicht und einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Schneidvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer in bekannter Weise mit einem Antrieb zu verbindenden Welle 10 und einer Messerwalze 12. Letztere trägt am Umfang sich axial erstreckende, leistenförmige Mes­ ser 14, deren Befestigung in der DE-GM 86 27 500 im einzelnen beschrieben ist. Zum Festspannen der Messer 14 an der Messer­ walze 12 dienen Endscheiben 16, die mittels Schrauben 18 an den Stirnseiten der Messerwalze 12 befestigt sind.

Abweichend von bekannten Ausführungen ist zunächst die Ge­ staltung des Pendellagers zwischen der Welle 10 und der Mes­ serwalze 12. Während die letztere mit einer im mittleren Be­ reich zylindrischen Durchgangsbohrung 20 ausgebildet ist, hat die Welle 10 in der Mitte der Messerwalze 12 über den gesamten Umfang einen radialen Vorsprung 22, dessen Ober­ fläche im Längsschnitt nach Fig. 1 einen Kreisbogenabschnitt mit einem Radius von z.B. 60 mm bildet, während der Außen­ durchmesser und die Länge der Messerwalze 12 in der Größen­ ordnung von etwa 100 mm liegen. Die radiale Höhe des Vor­ sprungs 22 gegenüber der übrigen äußeren Mantelfläche der Welle 10 ist so zu bemessen, daß die gewünschte Pendelbewe­ gung zwischen der Welle 10 und der Messerwalze 12 statt­ finden kann. Sofern diese Voraussetzung gewährleistet ist, spielt es keine Rolle, ob die äußere Mantelfläche der Welle 10 zwischen dem radialen Vorsprung 22 und den axialen Enden wie im Beispielsfall stufenförmig ausgebildet ist oder z.B. wenigstens teilweise eine konische Form hat. Auch wenn die Welle 10 mit ihrem radialen Vorsprung 22 sehr genau in die zylindrische Bohrung 22 der Messerwalze 12 eingepaßt ist, kann die letztere um das durch den Vorsprung 22 gebildete Pendelzentrum Pendelbewegungen relativ zur Welle 10 aus­ führen.

An den axialen Enden der Messerwalze 12 sind in den radialen Spalt zwischen dieser und der Welle 10 Zentrierkörper 24 ein­ gesetzt. Sie können z.B. die Form von Ringen aus einem gummi­ elastischen Material haben und erzeugen beim Pendeln der Messerwalze 12 auf der Welle 10 Rückstellkräfte, welche die Tendenz haben, die Messerwalze 12 in der zur Welle 10 koaxia­ len Lage zu zentrieren. Bei der dargestellten Schneidvorrich­ tung haben die Zentrierkörper 24 aber auch noch die zusätz­ liche Funktion, das Drehmoment von der Welle 10 auf die Mes­ serwalze 12 zu übertragen, d.h. diese beiden Teile in Um­ fangsrichtung miteinander zu verbinden. Zu diesem Zweck sind die ringförmigen Zentrierkörper 24 mit einer Vielzahl radial nach innen vorspringender Vorsprünge 26, die in passend ge­ formte Aussparungen 28 der Welle 10 eingreifen, sowie mit radial äußeren Vorsprüngen 30, die in passend geformte Aus­ sparungen 32 in der Messerwalze 12 eingreifen, ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel haben die Vorsprünge 26 und 30 sowie die entsprechenden Aussparungen 28 und 32 in der Welle 10 bzw. in der Messerwalze 12 im wesentlichen eine teilzylin­ drische Form. Es sind jedoch daneben auch zahlreiche andere Gestaltungen möglich, durch die sichergestellt wird, daß die Zentrierkörper 24 als Mitnehmer zwischen der Welle 10 und Messerwalze 12 fungieren. Vorzugsweise sind jeweils ein ra­ dial innerer Vorsprung 26 und ein radial äußerer Vorsprung 30 an derselben Stelle am Umfang der ringförmigen Zentrierkör­ per 24 angebracht, um das Drehmoment auf möglichst kurzem We­ ge durch das gummielastische Material der Zentrierkörper zu leiten.

Wie am besten aus Fig. 1 hervorgeht, sind alle Umfangsflächen, an denen sich die ringförmigen Zentrierkörper 24 und die dar­ an angeformten Vorsprünge 26 und 28 radial innen und außen abstützen, als Keil- oder Kegelflächen gearbeitet, und zwar derart, daß sich jeweils der Zwischenraum zwischen der Welle 10 und der Messerwalze 12 vom axialen Ende aus zur Mitte der Messerwalze hin verjüngt. Diese Formgebung gestattet es, bei der Montage die Zentrierkörper 24 unter Anwendung axialen Drucks sehr fest zwischen die Welle 10 und die Messerwalze 12 einzupressen und dadurch optimale Mitnahme- und Zentriereigen­ schaften zu erzielen.

Eine weitere Besonderheit der dargestellten Schneidvorrich­ tung besteht darin, daß dieselben Endscheiben 16, welche die Messer 14 halten, auch zur axialen Fixierung der Zentrier­ korper 24 dienen. Da diese im fertig montierten Zustand mit ihren Vorsprüngen 26 und 30 jeweils einerseits zwischen einer Endscheibe 16 und andererseits dieser gegenüberliegenden Schulterflächen an der Welle 10 und der Messerwalze 12 fest eingespannt sind, wird über die Zentrierkörper 24 auch die Messerwalze 12 axial auf der Welle 10 festgelegt.

Claims (7)

1. Schneidvorrichtung zum Durchtrennen fortlaufender Bahnen aus Papier oder einem ähnlichen Material, bestehend aus einer pendelnd, aber durch Mitnehmer drehfest auf einer Welle gelagerten Messerwalze sowie zwischen dieser und der Welle zu beiden Seiten des Pendelzentrums radial ein­ gespannten elastischen Zentrierkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierkörper (24) die einzigen Mitnehmer zur Drehmomentübertragung zwischen der Welle (10) und der Messerwalze (12) sind.

2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierkörper (24, 26, 30) formschlüssig mit der Welle (10) und/oder der Messerwalze (12) in Eingriff sind.

3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zentrierkörper (24) Ringe aus einem gummielastischen Ma­ terial mit radialen Vorsprüngen (26, 30) und/oder Vertie­ fungen sind, über die sie mit der Welle (10) und/oder der Messerwalze (12) in Eingriff stehen.

4. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Vorsprünge (26, 30) kuppelförmig oder teilzy­ lindrisch ausgebildet sind.

5. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Flächen, an denen sich die Zen­ trierkörper (24, 26, 30) radial abstützen, Keil- oder Konusflächen sind, die mit den gegenüberliegenden Ab­ stützflächen einen sich axial nach außen erweiternden Hohlraum bilden.

6. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierkörper (24) durch an der Messerwalze (12) be­ festigbare Endscheiben (16) axial festgelegt sind, mittels welcher am äußeren Umfang der Messerwalze (12) angeordnete Messer (14) radial gehalten sind.

7. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Pendelzentrums die Messerwalze (12) mit einer zylindrischen Bohrung (20) auf einem radial vor­ springenden, konvexen Abschnitt (22) der Welle (10) ge­ lagert ist.