DE4023997A1

DE4023997A1 - Laser strip cutter esp. for paper or cardboard - uses focused laser beam to complete partial severance by blade of material wound on rotary spindle

Info

Publication number: DE4023997A1
Application number: DE4023997A
Authority: DE
Inventors: Friedemann Majer-Perthen
Original assignee: Christian Majer & Co KG Maschinenfabrik 7400 Tuebingen De GmbH; Christian Majer GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Current assignee: Christian Majer & Co KG Maschinenfabrik 7400 Tuebingen De GmbH; Christian Majer GmbH and Co KG Maschinenfabrik
Priority date: 1990-07-28
Filing date: 1990-07-28
Publication date: 1992-01-30
Anticipated expiration: 2010-07-29
Also published as: DE4023997B4

Abstract

The rotary blade (14) is mounted with its axis (15) parallel to that of the paper-wound tube (11), in a housing (13) contg. the laser cutting head (20) and its associated beam generator (20.1). The housing is moved (17) on an arm (16) so that the blade (14) cuts the paper to a limited depth (22). The laser beam (21) is directed at the line of cut, and penetrates to the surface of the spindle (12) as it rotates (18). ADVANTAGE - The laser head and mechanical cutter can be operated together to produce clean and straight strips with combustion of dust and fluff.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zur Ausfüh rung geradliniger Schnitte in messerschneidfähigen Materi alien, insbesondere Papier und Pappe.The invention relates to a cutting device for execution straight cuts in knife-cutable material alien, especially paper and cardboard.

Geradlinige Schnitte in messerschneidfähigen Materialien werden üblicherweise mittels Messerklingen oder Messer scheiben ausgeführt. Beim Einsatz solcher mechanischer Schneidorgane treten einige Nachteile auf. Entlang der Schnittränder ist eine Gratbildung unvermeidlich, die bei stärkeren Papierlagen oder Pappkörpern störend wirken kann. Außerdem tritt bei vielen messerschneidfähigen Materialien Schneidstaub auf. Beim Schneiden von Hohlkör perwandungen, beispielsweise beim Schneiden von Papierroh ren, müssen Stützkörper eingesetzt werden, mit welchen die Schneidmesser beim Durchtrennen in Berührung kommen und dadurch rascher stumpf werden. Stumpfe Messer erfordern aber höhere Anpreßdrücke beim Schneiden und verstärken die unerwünschte Gratbildung an den Schnitträndern. Es ist zwar möglich, auch bei messerschneidfähigen Materialien geradlinige Schnitte mit Laserstrahlen auszuführen. Beim Schneiden dicker Wandungen ist hierzu jedoch ein erhebli cher Geräte- Zeit- und spürbarer Energieaufwand erforder lich, und es besteht eine Gefahr der Überhitzung der Schnittränder. Bei geringen Materialstärken ist der Geräteaufwand einer Laser-Schneidvorrichtung im Vergleich zu einer mechanischen Schneideinrichtung viel zu hoch und daher ein Laserschnittverfahren unwirtschaftlich.Straight cuts in knife-cut materials are usually using knife blades or knives discs executed. When using such mechanical Cutting elements have some disadvantages. Along the Cutting edges is inevitable burr formation when thicker layers of paper or cardboard bodies are disruptive can. In addition, many are able to cut knives Materials cutting dust on. When cutting hollow bodies perwandungen, for example when cutting paper raw Ren, support bodies must be used with which the Cutting blades come into contact when cutting and thereby becoming dull more quickly. Require blunt knives but higher contact pressures when cutting and reinforce the undesirable burrs on the cut edges. It is possible, even with materials that can be cut by knives make straight cuts with laser beams. At the However, cutting thick walls is an important task Device, time and noticeable energy consumption required Lich, and there is a risk of overheating the Cut edges. With low material thicknesses the Comparison of equipment costs of a laser cutting device much too high for a mechanical cutter therefore a laser cutting process is uneconomical.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvor richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit wel cher bei messerschneidfähigen Materialien saubere gerad linige Schnitte unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile der bekannten Schneidvorrichtungen ausführbar sind.The invention has for its object a Schneidvor to create direction of the type mentioned above, with wel for straight cut materials line cuts while avoiding the above Disadvantages of the known cutting devices can be carried out are.

Materialien saubere geradlinige Schnitte unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile der bekannten Schneid vorrichtungen ausführbar sind.Materials clean straight cuts while avoiding the aforementioned disadvantages of the known cutting devices are executable.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schneidvorrichtung gelöst, die durch mindestens ein den Hauptschnitt bewirkendes Schneidmesser gekennzeichnet ist, das mit einem den Restschnitt bewirkenden Laser-Schneid kopf kombiniert ist. Dabei kann vorteilhafterweise im Schneidaggregat die Arbeitsstelle des Laser-Schneidkopfes in Schnittführungsrichtung dicht hinter der Arbeitsstelle des letzten Schneidmessers liegen. Der Laser-Schneidkopf kann aber auch entfernt vom Schneidmesser angeordnet sein.The object is achieved by a Cutting device solved by at least one of the Main cutting cutting knife is marked, that with a laser cutting effecting the remaining cut head is combined. It can advantageously in Cutting unit the work place of the laser cutting head in the cutting direction just behind the job of the last cutting knife. The laser cutting head but can also be arranged away from the cutting knife be.

Bei dem Schneidaggregat gemäß der Erfindung wird mit einem oder mehreren mechanischen Schneidorganen, also Schneid messern oder Schneidscheiben, ein Schnitt bis auf einen Restbereich der zu durchtrennenden Wandung geführt. Damit ist sichergestellt, daß die mechanischen Schneidorgane nicht mit einem Stützdorn oder einer anderen Gegenschnitt fläche, welche die Messer frühzeitig stumpf werden lassen, in Berührung kommen können. Der verbleibende dünne rest liche Wandungsbereich in der Schnittlinie läßt sich mit tels eines relativ energiearmen Laserstrahles durchtren nen, der von einem relativ kleinen und preiswerten Laser- Schneidkopf erzeugt werden kann und bei welchem auch nicht die Gefahr einer unerwünscht starken Wärmebeeinflussung der Schnittränder besteht. Mit dem Schneidaggregat gemäß der Erfindung kann in vielen Anwendungsfällen auf einen Stützdorn für zu schneidende Rohre ganz verzichtet werden.In the cutting unit according to the invention with a or several mechanical cutting elements, i.e. cutting knives or cutting discs, one cut to one Remaining area of the wall to be cut out. In order to ensures that the mechanical cutting elements not with a support mandrel or any other counter cut surface that makes the knives dull at an early stage, can come into contact. The remaining thin rest Liche wall area in the cutting line can be with through a relatively low-energy laser beam which is based on a relatively small and inexpensive laser Cutting head can and can not be generated the danger of an undesirably strong heat influence the cut edges exist. With the cutting unit according to the invention can be applied to one in many applications Support mandrel for pipes to be cut completely dispensed with will.

Ein wesentlicher Vorteil einer erfindungsgemäß ausgebilde ten Schneidvorrichtung besteht darin, daß der Laser- Schneidkopf gleichzeitig mit dem mechanischen Schneidteil des Schneidaggregats betrieben werden kann, also keinen gesonderten Arbeitsdurchlauf erforderlich macht. Dabei werden von den mechanischen Schneidorganen erzeugter Schneidstaub und Schneidfusseln bei brennbaren Materialien verbrannt und dadurch beseitigt. Außerdem wird bei end losen geradlinigen Schnittlinien, wie sie beim Durchtren nen von Rohrkörpern auftreten und die im allgemeinen mehr fach von den Schneidwerkzeugen bis zum vollständigen Durchtrennen durchlaufen werden, bereits ab dem ersten Durchlauf eines mechanischen Schneidorganes eine den Schneidvorgang der mechanischen Schneidorgane unter stützende Beeinflussung des Schnittbereiches durch den Laserstrahl bewirkt, wobei durch eine passende Einstellung des Laserstrahles auch ein Abzundern unerwünschter Schnittgrate an den Schnitträndern erreicht werden kann.A major advantage of a trained according to the invention th cutting device is that the laser Cutting head at the same time as the mechanical cutting part of the cutting unit can be operated, so none requires a separate workflow. Here are generated by the mechanical cutting elements Cutting dust and lint for flammable materials burned and thereby eliminated. In addition, at end loose straight cut lines, such as when cutting Nen of tubular bodies occur and generally more fold from the cutting tools to the complete Be cut through from the very first Passage of a mechanical cutting element Cutting process of the mechanical cutting elements under supporting influence of the cutting area by the Laser beam causes, with an appropriate setting of the laser beam also undesirable scaling Cutting burrs can be achieved at the cutting edges.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäß ausgebildeten Schneidvorrichtung anhand der beilie genden schematischen Zeichnung näher erläutert.Below is an embodiment of an invention according to the trained cutting device using the enclosed lowing schematic drawing explained in more detail.

Die schematische Figur zeigt ein Schneidaggregat 10 zum Abtrennen von Abschnitten von einem aus Papierbahnen gewickelten Rohr 11, das auf einem drehbaren Wickeldorn 12 angeordnet ist. Das Schneidaggregat weist ein Gehäuse 13 auf, in welchem ein Scheibenmesser 14 um eine Achse 15 frei drehbar gelagert ist. Das Gehäuse 13 ist über einen Arm 16 mit einer nicht dargestellten Verstellvorrichtung versehen, mit welcher einerseits auf das Gehäuse 13 ein Druck in Richtung des eingetragenen Pfeiles 17 ausübbar ist, andererseits aber auch eine Begrenzung der Verstell bewegung des Gehäuses 13 in Richtung des Pfeiles 17 be wirkt wird. Diese Begrenzung der Verstellbewegung ist so eingestellt, daß das Scheibenmesser 14 nur bis auf die in der Zeichnung gezeigte Tiefe in das Wickelrohr 11 eindrin gen kann, mit seiner Schneide 14.1 also nicht auf den Wickeldorn 12 auftreffen kann.The schematic figure shows a cutting unit 10 for severing sections from a tube 11 wound from paper webs, which is arranged on a rotatable winding mandrel 12 . The cutting unit has a housing 13 in which a disc knife 14 is freely rotatable about an axis 15 . The housing 13 is provided via an arm 16 with an adjustment device, not shown, with which, on the one hand, pressure can be exerted on the housing 13 in the direction of the arrow 17 , but on the other hand also a limitation of the adjustment movement of the housing 13 in the direction of the arrow 17 be will work. This limitation of the adjustment movement is set so that the disk knife 14 can only penetrate to the depth shown in the drawing into the winding tube 11 , so that its cutting edge 14.1 cannot strike the winding mandrel 12 .

Der Wickeldorn 12 mit dem Wickelrohr 11 dreht sich in Richtung des eingetragenen Pfeiles 18. Dadurch ergibt sich am Wickelrohr 11 eine zu dieser Drehbewegung entgegenge setzte Schnittrichtung in Richtung des Pfeiles 19. Im Ge häuse 13 des Schneidaggregates 10 ist in der Schnittrich tung 19 gesehen hinter dem Scheibenmesser 14 ein Laser- Schneidkopf 20 mit der zugehörigen Strahlerzeugungsein richtung 20.1 angeordnet. Der Laserstrahl 21 des Laser- Schneidkopfes 20 ist auf die durch das Scheibenmesser 14 gezogene Schnittlinie ausgerichtet. Mit dem Laserstrahl 21 wird der vom Scheibenmesser 14 verbleibende Wandungsrest 22 in der Schnittlinie messerscharf bis auf die Dornober fläche 12 durchgetrennt.The winding mandrel 12 with the winding tube 11 rotates in the direction of the arrow 18 . This results on the winding tube 11 to this rotational movement set in the direction of arrow 19 in the direction of arrow. In the Ge housing 13 of the cutting unit 10 , a laser cutting head 20 with the associated beam generating device 20.1 is seen in the direction of cut 19 viewed behind the disk knife 14 . The laser beam 21 of the laser cutting head 20 is aligned with the cutting line drawn by the disk knife 14 . With the laser beam 21 , the wall remnant 22 remaining from the disc knife 14 is cut in the cutting line to the razor surface 12 in a knife-sharp manner.

Der Laser-Schneidkopf kann während des gesamten Schneid vorganges aktiviert und auf die Schnittlinie gerichtet sein, wodurch entstehender Schneidstaub verbrannt und ent stehende Grate an den Schnitträndern abgezundert werden können.The laser cutting head can be used throughout the cutting process process activated and directed to the cutting line be, which creates cutting dust burned and ent standing ridges are cut off at the cutting edges can.

Das Schneidaggregat kann einen unterschiedlichen Aufbau haben, beispielsweise mit mehreren mechanischen Schneid messern bestückt sein. Hierbei kann der Laser-Schneidkopf einem dieser Schneidmesser in Schnittrichtung nachgeordnet sein.The cutting unit can have a different structure have, for example, with several mechanical cutting knives. Here, the laser cutting head downstream of one of these cutting knives in the cutting direction be.

Claims

1. Cutting device for making straight cuts in materials that can be cut by knives, in particular paper and cardboard, characterized by at least one cutting knife ( 14 ) which effects the main cut and is combined with a laser cutting head ( 20 ) causing the remaining cut.

2. Cutting device according to claim 1, characterized in that in the cutting unit, the job of the laser cutting head ( 20 ) in the cutting direction ( 19 ) is close behind the job of the last cutting knife ( 14 ).

3. Cutting device according to claim 1 or 2 for severing pipes wound from paper webs, characterized in that the cutting unit ( 10 ) is at least one main cutting effect, known per se rotatably mounted disc knife ( 14 ), and with its work place tight the penetration point of the disk knife ( 14 ) following laser cutting head ( 20 ) can be activated during the entire use of the disk knife ( 14 ).