DE4240232A1 - Querschneider für Warenbahnen, insbesondere für eine Wellpappenbahn - Google Patents
Querschneider für Warenbahnen, insbesondere für eine WellpappenbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Querschneider für Warenbahnen,
insbesondere für eine Wellpappenbahn mit den Merkmalen der
Oberbegriffe der Patentansprüche 1, 3 und 4.
Nach dem DE-GM 89 00 516 ist ein Querschneider bekannt, bei dem
rohrförmige Messerzylinder aus Kohlefaserverbundmaterial paar
weise übereinander in einem Maschinengestell rotierbar gelagert
sind. Die an jedem Messerzylinder befestigten Messerhalter mit
Messer sowie gegenüberliegendem Gegengewicht sind nach wie vor
aus Metall. Nachteilig ist hierbei, daß das Massenträgheits
moment des rotierenden Messerzylindersystems nicht die höchst
mögliche Betriebsdrehzahl bei verringerter Energieaufnahme zu
läßt. Zum anderen erreicht ein solcher Querschneider wegen des
Durchbiegens der Messerwalzen beim Schnitt nicht die optimale
Schnittgüte für die Bahn.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Querschneider
zu schaffen, der eine hohe Schnittgüte für die Bahn gewährlei
stet und die Energieaufnahme verringert.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merk
malen der Patentansprüche 1, 3 und 4.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß wegen der Verwendung von
Faserverbundmaterial mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten
nahe oder gleich 0 mm/K für Messerzylinder, Messerhalter und
Gegengewicht, keine Längendehnung bei Erwärmung eintritt, damit
Festlager für beide Enden des Messerzylinders einsetzbar sind,
wodurch die Durchbiegung der Messerzylinder verringert und die
Schnittgüte verbessert wird. Zudem wird das Massenträgheits
moment und damit die Energieaufnahme verringert.
Zudem können schrägverzahnte Zahnräder mit einer Erhöhung der
Laufruhe und Aufrechterhaltung einer guten Schnittgüte einge
setzt werden.
Weiter bietet die Erfindung den Vorteil, daß die Durchbiegung
der Messerwalzen unter Ausnützung von Spannungen ähnlich denen
des Spannbetons verringert oder aufgehoben werden kann.
Andererseits bietet die Erfindung den Vorteil, die Durchbiegung
der Messerzylinder dahingehend zu beeinflussen, daß die bei
Erwärmung auftretenden Längendehnungen eine Bombage der Messer
zylindersysteme herbeiführen.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Querschneiders nach der
Erfindung;
Fig. 2 einen Querschnitt eines Messerzylinders und
einen Querschnitt eines Messerzylinders und
Fig. 3 einen Querschnitt eines Messerhalters mit Messer.
Der Querschneider 1, insbesondere für eine Wellpappenbahn 20,
besitzt seitliche, ortsfeste Gestellwangen 2, 3. In diesen ist
ein oberer Messerzylinder 4 und ein unterer Messerzylinder 5
rotierbar gelagert. Die Messerzylinder 4, 5 besitzen an ihren
Enden Wellenstummel 6, die mittels Lager 7 in den Gestellwangen
2, 3 gelagert sind.
Die Lager 7 auf der einen Seite sind Festlager 8, die Lager 7
auf der anderen Seite Loslager 9.
Die Wellenstummel 6 tragen damit fest verbundene Zahnräder 10,
die miteinander und mit einem nicht dargestellten Antriebszahn
rad kämmen.
Jeder Messerzylinder 4, 5 trägt am Umfang mit Drall verlaufend
einen Messerhalter 15 mit Messer 16. Diese Messer 16 der beiden
Messerzylinder 4,5 wirken zum Schneiden einer Bahn 20 zusammen,
wobei die Schneidstelle infolge des Messerschneidenverlaufs beim
Schneidvorgang quer über die Bahn 20 wandert.
Dem Messerhalter 15 gegenüberliegend ist am Messerzylinder 4, 5
ein Gegengewicht 17 befestigt.
Der bisher beschriebene Querschneider ist bekannter Bauart.
Die durch die Arbeit des Querschneiders 1 bedingte Erwärmung
des Messerzylindersystems auf ca. 600°C kann dazu ausgenutzt
werden, die Durchbiegung der Messerzylinder 4, 5 bei erwünsch
ten geringen Massenträgheitsmomenten zu vermeiden oder zu ver
mindern. Diese Durchbiegung beeinträchtigt die Güte des Bahn
schnittes.
Die Messerzylinder 4, 5 werden nach der Erfindung aus einem
Material hergestellt, welches einen geringen, vorzugsweise
negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt. Hierfür eignet
sich ein Faserverbundmaterial, z. B. ein Kohlefaserverbundmate
rial.
Demgegenüber bestehen Messerhalter 15 und das gegenüberliegende
Gegengewicht 17 aus einem Material mit hohem, positiven Wärme
ausdehnungskoeffizienten. Hierdurch ergibt sich eine Spannungs
verteilung ähnlich wie im Spannbeton. Die Durchbiegung des
Messerzylindersystems, bedingt durch die Schnittkraft, wird
hierdurch bedeutend verringert.
Üblicherweise biegen sich die Messerzylinder 4, 5 infolge der
Schnittkraft beim Querschneiden in der Mitte stärker durch als
an den Enden. Es ergibt sich an den Messerzylindern in der
Mitte ein geringerer Anpreßdruck der Messer als an den Enden
und damit eine Verschlechterung der Schnittgüte.
Die gezielte Werkstoffwahl für das Messerzylindersystem ergibt
eine hohe Schnittgüte. Es ist auch möglich, für die Messerzy
linder 4, 5 ein Material mit einem geringen Wärmeausdehnungs
koeffizienten, für das Gegengewicht 17 ein Material mit einem
geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten und für den Messerhalter
15 ein Material mit einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten
zu wählen. Bei der Erwärmung beim Arbeiten des Querschneiders
wird durch die unterschiedliche Längenausdehnung der einzelnen
Bauteile eine Bombage der Messerzylinder 4, 5 erreicht, so daß
der zum Schneiden erforderliche Anpreßdruck der Messer 16 trotz
der auftretenden Durchbiegung der Messerzylinder 4, 5 durch die
Schnittkraft erhalten bleibt.
Wählt man für die Messerzylinder 4, 5 als auch die Messerhalter
15 und das Gegengewicht 17 ein Material mit einem Wärmeausdeh
nungskoeffizienten = 0 mm/K, d. h. keine Längenänderungen infol
ge von Temperaturänderungen, können an beiden Messerbalkenenden
Festlager 8 verwendet werden. Auch hierdurch wird die Durch
biegung der Messerzylinder 4, 5 erheblich verringert und der
erforderliche Anpreßdruck der Messer 16 für eine gute Schnitt
güte bleibt erhalten.
Als Material für Messerzylinder, Messerhalter und Gegengewicht
wird ein Faserverbundmaterial, z . B. Kohlefaserverbundmaterial,
mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten 0 = mm/K verwendet.
Werden die Messerzylinder 4, 5 aus einem Material mit gleichem
Wärmeausdehnungskoeffizienten, d . h. gleiche Längenänderung des
oberen oder unteren Messerzylinders 4, 5 bei unterschiedlichen
Temperaturen, ausgeführt, kann auf beiden Messerzylinderenden
ein schräg verzahntes Zahnrad 10 eingesetzt werden, wodurch
sich die Laufruhe des Messerzylindersystems erhöht, d. h. es
treten keine erhöhten Durchbiegungsamplituden infolge des Ab
wälzvorganges der Zahnräder auf und der Anpreßdruck der Messer
16 bleibt erhalten, somit wird eine gute Schnittgüte erreicht.
Um das Massenträgheitsmoment und damit die Energieaufnahme des
Messerzylindersystems noch weiter zu verringern, ist der Mes
serhalter 15 aus einem Faserverbundmaterial, z. B. Kohlefaser
verbundmaterial, mit einer Dichte vom 1,5 km/dm3 hergestellt.
Nach Fig. 3 ist das Messer 16′ nur an der Spitze des Messerhal
ters 15 ausgebildet. Es kann in einer nach außen offenen Längs
ausnehmung 18 vorgesehen sein. Dieses Messer 16′ besteht aus
einem verschleißfesten Material, vorzugsweise Stahl oder Kera
mik. Der Messerhalter 15 ist mittels Löcher 19 durchdringenden,
nicht dargestellten Schrauben, am Messerzylinder 4, 5 be
festigt. Ein solcher Messerhalter 15 mit Messer 16′ setzt das
Massenträgheitsmoment des Messerzylindersystems erheblich her
ab. Hierdurch kann die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht und Ener
gie eingespart werden.
Claims (6)
1. Querschneider für Warenbahnen, insbesondere für eine Well
pappenbahn,
mit rohrförmigen Messerzylindern aus Faserverbundmaterial, die paarweise übereinander in einem Maschinengestell ro tierbar gelagert sind,
an den Messerzylindern befestigten Messerhaltern für Mes ser, die längs des Umfangs der Messerzylinder schräg ver laufend angeordnet sind,
den Messerhaltern gegenüberliegenden Gegengewichten an den Messerzylindern und
miteinander kämmenden Zahnrädern an den Messerzylindern, über die die Messerzylinder antreibbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils der Messerzylinder (4, 5), der Messerhalter (15) und das Gegengewicht (17) aus einem Faserverbundmate rial mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten nahe oder gleich 0 mm/K bestehen und
daß die Lager (7) an beiden Enden der Messerzylinder (4, 5) Festlager (8) sind.
mit rohrförmigen Messerzylindern aus Faserverbundmaterial, die paarweise übereinander in einem Maschinengestell ro tierbar gelagert sind,
an den Messerzylindern befestigten Messerhaltern für Mes ser, die längs des Umfangs der Messerzylinder schräg ver laufend angeordnet sind,
den Messerhaltern gegenüberliegenden Gegengewichten an den Messerzylindern und
miteinander kämmenden Zahnrädern an den Messerzylindern, über die die Messerzylinder antreibbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils der Messerzylinder (4, 5), der Messerhalter (15) und das Gegengewicht (17) aus einem Faserverbundmate rial mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten nahe oder gleich 0 mm/K bestehen und
daß die Lager (7) an beiden Enden der Messerzylinder (4, 5) Festlager (8) sind.
2. Querschneider nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zahnräder (10) an den Enden der Messerzylinder
(4, 5) schrägverzahnte Zahnräder sind.
3. Querschneider für Warenbahnen,
insbesondere für eine Wellpappenbahn,
mit rohrförmigen Messerzylindern aus Faserverbundmaterial, die paarweise übereinander in einem Maschinengestell ro tierbar gelagert sind,
an den Messerzylindern befestigten Messerhaltern für Mes ser, die längs des Umfangs der Messerzylinder schräg ver laufend angeordnet sind,
den Messerhaltern gegenüberliegenden Gegengewichten an den Messerzylindern und
miteinander kämmenden Zahnrädern an den Messerzylindern, über die die Messerzylinder antreibbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmekoeffizienten von Messerzylindern (4, 5), Mes serhaltern (15) und Gegengewicht (17) so bestimmt sind, daß die Messerzylinder im Betrieb eine solche Bombage erhalten,
daß die erforderliche Schnittkraft des Messers (16) für eine gute Schnittgüte erhalten bleibt.
mit rohrförmigen Messerzylindern aus Faserverbundmaterial, die paarweise übereinander in einem Maschinengestell ro tierbar gelagert sind,
an den Messerzylindern befestigten Messerhaltern für Mes ser, die längs des Umfangs der Messerzylinder schräg ver laufend angeordnet sind,
den Messerhaltern gegenüberliegenden Gegengewichten an den Messerzylindern und
miteinander kämmenden Zahnrädern an den Messerzylindern, über die die Messerzylinder antreibbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmekoeffizienten von Messerzylindern (4, 5), Mes serhaltern (15) und Gegengewicht (17) so bestimmt sind, daß die Messerzylinder im Betrieb eine solche Bombage erhalten,
daß die erforderliche Schnittkraft des Messers (16) für eine gute Schnittgüte erhalten bleibt.
4. Querschneider für Warenbahnen, insbesondere für eine Well
pappenbahn,
mit rohrförmigen Messerzylindern aus Faserverbundmaterial, die paarweise übereinander in einem Maschinengestell ro tierbar gelagert sind,
an den Messerzylindern befestigten Messerhaltern für Mes ser, die längs des Umfangs der Messerzylinder schräg ver laufend angeordnet sind,
den Messerhaltern gegenüberliegenden Gegengewichten an den Messerzylindern und
miteinander kämmenden Zahnrädern an den Messerzylindern, über die die Messerzylinder antreibbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Messerzylinder (4, 5) und das Gegengewicht (17) ei nen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, vorzugsweise einen negativen, sowie der Messerhalter (15) mit Messer (16) einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, so daß Spannungen ähnlich denen des Spannbetons erzeugt wer den.
mit rohrförmigen Messerzylindern aus Faserverbundmaterial, die paarweise übereinander in einem Maschinengestell ro tierbar gelagert sind,
an den Messerzylindern befestigten Messerhaltern für Mes ser, die längs des Umfangs der Messerzylinder schräg ver laufend angeordnet sind,
den Messerhaltern gegenüberliegenden Gegengewichten an den Messerzylindern und
miteinander kämmenden Zahnrädern an den Messerzylindern, über die die Messerzylinder antreibbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Messerzylinder (4, 5) und das Gegengewicht (17) ei nen geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten, vorzugsweise einen negativen, sowie der Messerhalter (15) mit Messer (16) einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, so daß Spannungen ähnlich denen des Spannbetons erzeugt wer den.
5. Querschneider nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß Messerzylinder (4, 5), Messerhalter (15) aus einem Fa
serverbundmaterial, das Gegengewicht (17) aus Metall ausge
bildet ist.
6. Querschneider nach Anspruch 1, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Messerhalter (15) aus Verbundfasermaterial nur an
der Spitze ein Messer (16′) aufweist, welches aus Stahl
oder Keramik ist.
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