DE4336955A1

DE4336955A1 - Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers zum Trennen von Materialbahnen

Info

Publication number: DE4336955A1
Application number: DE19934336955
Authority: DE
Inventors: Markus Gerstenberger; Uwe Dr Tessmann; Peter Gamperling
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 1992-05-02
Filing date: 1993-10-29
Publication date: 1995-05-04

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers zum Trennen von Materialbahnen, wobei mindestens ein Messer von einem rotierenden Zylinder aufgenommen ist und mit einem weiteren Messer zusammenarbeitet, die Berechnung einer momentanen Schnittkraft aus den Signalen von Sensoren in einer Auswerteeinheit erfolgt, gemäß Patentanmeldung P 42 14 675.5.

Aus der DE 38 17 939 C2 ist eine Stanze mit einer Einrichtung zum Umschalten der Hubbewegung des Stanzenkopfes bekannt geworden. Diese umfaßt einen Signalgeber, welcher bei einer Relativbewegung zweier Bauelemente zueinander anspricht. Der Signalgeber weist ein elastisch verformbares Bauelement auf, mit einer zur Signalabgabe dienenden, verformungsabhängig veränderlichen elektrischen Eigenschaft. Bei dieser Vorrichtung sind jeweils mit dem Stanzendruck beaufschlagte Flächen als vollflächige Dielektrika ausgebildet. Diese unterliegen demnach einem vollflächigen, gleichmäßig auf die gesamte Fläche einwirkenden Stanzendruck, durch welchen die veränderliche elektrische Eigenschaft verändert wird. Eine punktuelle, zonenweise Ermittlung einer Schnittkraft ist mit dieser Vorrichtung aus dem Stand der Technik nicht möglich.

DE 20 21 061 C2 gibt eine Messeranordnung für einen Querschneider wieder. Diese Konfiguration zeichnet sich dadurch aus, daß ein Messer, welches über seine gesamte Länge federnd gelagert ist und an seinen Enden jeweils einen Anschliff aufweist, um das Aufgleiten eines zweiten Schneidmessers zu ermöglichen. Durch im Zylinder und am Untermesser vorgesehene pneumatische Federmittel sind die Messer jeweils kippfähig gelagert und können durch Druckbeaufschlagung ihre Lage ändern. Eine Nachprüfung der bei einer bestimmten Messereinstellung entstehenden Schnittkräfte ist jedoch nicht verwirklicht, so daß diese empirisch zu ermitteln sind oder eine Einstellung der Messer nur von erfahrenen Druckern vorgenommen werden kann.

Ausgehend vom skizzierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei unterschiedlichen Schneidprinzipien eine Ermittlung der auftretenden Schnittkräfte zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke erfährt eine weitere Ausgestaltung dadurch, daß ein Messerträger relativ zur Rotationsachse des oberen rotierenden Zylinders in einer horizontalen Ebene bewegbar ist. Zwischen Messerträger und einer Traverse können dabei Sensoren zur direkten Schnittkraftermittlung vorgesehen sein, wobei an der Lagerung des Messerträgers auch Sensoren zur indirekten Schnittkraftermittlung denkbar sind.

Der Verlauf des Schneidmessers auf dem Umfang eines oberen rotierenden Zylinders folgt, gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes einer gekrümmten Linie. Zusammenwirkend mit dem Drehgeber läßt sich eine jeweils punktuell wirkende Schnittkraft ermitteln, die Aufschlüsse über die Materialbeanspruchung der Messer sowie über die Güte der vorgenommenen Messereinstellung erlaubt. Desweiteren kann der Verlauf des Schneidmessers auf dem Umfang eines unteren rotierenden Zylinders ebenfalls einer gekrümmten Linie folgen. Damit ist das Prinzip des Scherenschnittes einer Schnittkraftermittlung zugänglich. Schließlich ist es möglich, daß das gekrümmt verlaufende Schneidmesser des oberen rotierenden Zylinders mit einem senkrecht zur Bahnlaufrichtung gelagerten Messerträger zusammenarbeitet, der maschinenfest angeordnet ist.

Bei Einsatz eines unteren rotierenden Zylinders, ist in mindestens einer Lagerstelle ein Sensor zur indirekten Ermittlung der Schnittkraft vorgesehen. Dazu kann beispielsweise die Zylinderlagerung dienen, an welcher ein Sensor vorgesehen werden kann, welcher sowohl als stationärer Sensor als auch als rotierender Sensor ausgeführt sein kann.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein in einer horizontalen Ebene verschwenkbares unteres Schneidmesser

Fig. 2 ein stationär gelagertes unteres Schneidmesser mit in einem oberen Zylinder gekrümmt eingelassenem oberen Schneidmesser

Fig. 3 ein rotierendes Zylinderpaar, welches zwei gekrümmt verlaufende Schneidmesser umfaßt und

Fig. 4 eine Auswerteeinheit mit nachgeschaltetem Display.

Die Darstellung nach Fig. 1 zeigt ein in einer horizontalen Ebene bewegbares unteres Schneidmesser.

Ein um seine Rotationsachse 2 rotierender Zylinder 1 weist auf seiner Mantelfläche mindestens ein Schneidmesser 3 auf.

Zur Ermittlung der Drehlage des rotierenden Zylinders 1 ist dieser an einer seiner Stirnseiten mit einem Drehwinkelgeber 4 ausgestattet, dessen Signale einer Auswerteeinheit 10 zugeleitet werden.

Unterhalb des rotierenden Zylinders 1 befindet sich ein Schneidmesser 5, welches in einer Messerhalterung 6 aufgenommen ist. Die Messerhalterung 6 ist in axialer Richtung in einzelne Schneidzonen 6a unterteilt, denen - hier schematisch dargestellt - je ein Stellorgan 6b zugeordnet ist. Die einzelnen Schneidzonen 6a sind in Richtung auf den Drehwinkelgeber 4 hin aufsteigend numeriert (I, II, III, . . . N). Mittels zweier Sensoren 7, 8 ist die Messerhalterung 6 auf einer Traverse 9 angeordnet. Anstelle zweier Sensoren 7, 8 wäre auch ein einzelner Sensor - der mittig anzuordnen wäre - denkbar. Dieser würde dann eine Auslenkung der Messerhalterung 6 gegenüber der Traverse 9 um eine Hochachse registrieren. Andererseits kann ein einzelner Sensor auch am Ende der Messerhalterung 6 montiert werden, um eine Schnittkraft aufzunehmen; eine um 90° gedrehte Sensorik ist denkbar, um ein Kippen der Messerhalterung festzustellen, was beim Aufeinandertreffen der Schneidmesser 3, 5 auftreten kann. Mit dieser Anordnung wäre auch die Resultierende der jeweils auftretenden Schnittkraft festzustellen, die sich in eine horizontale und eine vertikale Komponente zerlegen läßt.

In der gezeigten Ausführungsform ist die Traverse 9 in einer horizontalen Ebene bewegbar. Dadurch ist eine Schrägstellung des unteren Messers 5 bezogen auf die Rotationsachse 2 des oberen rotierenden Zylinders 1 realisierbar. Bei einer Ermittlung der lokal entlang der Schneidkanten der Messer 3 und 5 wirkenden Schnittkräfte über indirekt messende Sensoren, sind diese an der Traverse 9 anzuordnen.

In Fig. 2 ist ein stationär gelagertes Untermesser gezeigt, welches mit einem im oberen Zylinder gekrümmt aufgenommenen Schneidmesser zusammenwirkt.

Die maschinenfest gelagerte Traverse 9 nimmt die Messerhalterung 6 auf, deren Schneidmesser 5 sich senkrecht zur Materialbahnförderrichtung erstreckt. In bezug darauf, ist die Schnittkante des Schneidmessers 3, aufgenommen in der Mantelfläche 3, des oberen rotierenden Zylinders leicht gekrümmt. Dadurch ergibt sich beim Kontakt der Schneidmesser 3, 5 ein in Richtung auf den Drehwinkelgeber 4 fortschreitender Schnitt. Durch die Signale des Drehwinkelgebers 4 läßt sich an jedem Ort des Schnittes die dort herrschende, einer definierten Drehlage des oberen Schneidzylinders 1 entsprechende Schnittkraft bestimmen. Die entsprechende Variable ist in den Figuren mit bzw. bezeichnet. Zur Korrektur der Schnittkräfte lassen sich abhängig vom Ort der höchsten auftretenden Schnittkräfte in den jeweiligen Schneidzonen 6a Korrekturen der Einstellung des Messers 5 vornehmen, um über die gesamte Schnittbreite optimale Bedingungen zu erzielen. Kritische Materialbeanspruchungen lassen sich vermeiden und korrigierende Eingriffe sind ohne langwieriges Experimentieren gezielt möglich. Dies trägt erheblich zur längeren Lebensdauer der Schneidkanten und zur Verringerung von Stillstandszeiten bei einer Neueinstellung bei.

In Fig. 3 ist eine Konfiguration wiedergegeben, bei der an zwei übereinander angeordneten Zylindern 1a, 1b jeweils gekrümmt ausgeführte Schneidmesser 3, 5 aufgenommen sind.

Jeder der beiden rotierenden Zylinder 1a, 1b nimmt ein Schneidmesser 3, 5 auf, welche in bezug auf die Rotationsachsen 2 einen gekrümmten Verlauf aufweisen. Die die Signale zur Schnittkraftbestimmung übertragenden Sensoren wirken hierbei als indirekte Sensoren, da in dieser Ausführung lediglich Einflüsse am unteren rotierenden Zylinder 1b detektiert werden können. Die in den Zylinderlagern 12, 13 aufgenommenen Sensoren sind wahlweise als stationäre oder als rotierende Sensoren ausführbar, welche die Signale ebenfalls einer Auswerteeinheit 10 zuleiten. Analog zu den Darstellungen in den Fig. 1 und 2 wird der untere rotierende Zylinder 1b in einzelne Schneidzonen 6a eingeteilt. Demnach kann bei einer nach dem Scherenschnitt-Prinzip arbeitenden Zylinder 1a und 1b unter Verwendung des Drehwinkelgebers 4 die exakte auftretende Schnittkraft ermittelt werden. Dieser Wert ist einer definierten Drehstellung des oberen Schneidzylinders 1a zuzuordnen, wobei es natürlich auch möglich ist, am unteren Zylinder einen Drehwinkelgeber anzuordnen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Auswerteelektronik. Außer durch die Sensoren 7 und 8 sind die Signale an die Auswerteelektronik 10 auch durch die Sensoren in den Zylinderlagern 12 und 13 zuleitbar. Auf die Anzeige der Schnittkräfte in den einzelnen Schneidzonen I, II, III . . . N im Display 11 hat dies jedoch keinen Einfluß.

Bezugszeichenliste

1 Zylinder
1a oberer Zylinder
1b unterer Zylinder
2 Rotationsachse
3 Schneidmesser
4 Drehwinkelgeber
5 Schneidmesser
6 Messerhalterung
6a Schneidzone
6b Stellorgan
7 Sensor A
8 Sensor B
9 Traverse
10 Auswerteeinheit
10a Verstärker
10b Elektronik
11 Display
12 Zylinderlager mit Sensor
13 Zylinderlager mit Sensor

Claims

1. Einrichtung zur Einstellung eines Schneidmessers zum Trennen von Materialbahnen, wobei mindestens ein Messer von einem rotierenden Zylinder aufgenommen ist und mit einem weiteren Messer zusammenarbeitet, die Berechnung einer momentanen Schnittkraft aus den Signalen von Sensoren in einer Auswerteeinheit erfolgt, gemäß Patentanmeldung 42 14 675.5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf mindestens eines Schneidmessers (3, 5) dem Sensoren (7, 8; 12, 13) zugeordnet sind in Schnittrichtung gesehen vom Verlauf der Rotationsachse (2) eines rotierenden Zylinders (1; 1a, 1b) abweicht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Messerträger (16) relativ zur Rotationsachse (2) des oberen rotierenden Zylinders (1) in einer horizontalen Ebene bewegbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Messerträger (6) und einer Traverse (9) mindestens ein Sensor (7) zur direkten Schnittkraftermittlung vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Messerträger (6) mindestens ein Sensor zur indirekten Schnittkraftermittlung vorgesehen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf des Schneidmessers (3) auf dem Umfang eines oberen rotierenden Zylinders (1, 1a) einer gekrümmten Linie folgt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf des Schneidmessers (5) auf dem Umfang eines unteren rotierenden Zylinders (1b) einer gekrümmten Linie folgt.

7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gekrümmt verlaufende Schneidmesser (3) des oberen rotierenden Zylinders (1) mit einem senkrecht zur Bahnlaufrichtung gelagerten Messerträger (6) zusammenarbeitet.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Lagerstelle (12) des unteren rotierenden Zylinders (1b) einen Sensor zur indirekten Ermittlung der Schnittkraft umfaßt.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor in der jeweiligen Lagerstelle (12, 13) stationär aufgenommen ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor in der jeweiligen Lagerstelle (12, 13) rotierend aufgenommen ist.