DE4440754C1 - Vorrichtung zum Schneiden von Papier, Pappe und dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Papier, Pappe und dergleichen, insbesondere in Form von Stapeln, gemäß den im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen.

Schneidmaschinen dieser Art sind zahlreich bekannt, es wird in diesem Zusammenhang beispielhaft auf eine Schneidemaschine der Schneider-Werk GmbH Lübeck des Types Schnellschneider Senator SR-Trim-Master verwiesen. Das Maschinengestell dieser Maschine ist zumindest im Bereich oberhalb von Vorder- und Hintertisch aus zwei parallelen Gestellteilen aufgebaut, zwischen denen ein Messerträger zwangsgeführt ist. Am Maschinengestell sind sogenannte Gleitsteine schwenkbar gelagert, die in Nuten des Messerträgers laufen. Die Nuten sind entsprechend der gewünschten Messerbewegung schräg angeordnet, und zwar in unterschiedlichem Winkel, damit das Messer beim Abwärtsbewegen eine wiegeschnittartige Bewegung vollzieht, derart, daß die Schnittkante des Messers in abgesenkter Stellung über die gesamte Messerlänge an der Schneidleiste zwischen Vorder- und Hintertisch anliegt.

Diese bekannte Konstruktion ist vergleichsweise aufwendig, da ma­ schinengestellseitig sowohl zur einen als auch zur anderen Seite des Messerträgers eine Bearbeitung erforderlich ist, um den Messerträger im wesentlichen spielfrei zu führen. Dies bedingt, daß das Maschi­ nengestell in diesem Bereich mehrteilig aufgebaut werden muß, um die Zugänglichkeit dieser zu bearbeitenden Flächen zu gewährleisten. Auch sind die aus Weichmetall bestehenden Gleitsteine aufwendig in der Herstellung, im übrigen unterliegen sie dem Verschleiß.

Eine ähnliche Maschinenkonstruktion ist aus DE 86 29 033 U1 be­ kannt. Dort ist zum radialen Spielausgleich jeweils eine Druckfeder zwischen dem eigentlichen Gleitsteinkörper und einem Gleitstück vorgesehen. Im übrigen entspricht diese Konstruktion jedoch der vorbeschriebenen und weist dieselben konstruktionsbedingten Nachtei­ le auf, beispielsweise, daß eine Vorderwand als Gegenlager erforder­ lich ist. Im Reparaturfall, wenn ein Gleitstein verschlissen oder gar festgefressen ist, bedingt diese Bauart einen erheblichen Aufwand. Im übrigen verbleibt trotz der Federanordnungen bei dieser Bauart stets ein gewisses Radialspiel sowie ein vergleichsweise hohes Axialspiel. Auch ist der Schmieraufwand konstruktionsbedingt hoch.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß die Konstruktion deutlich vereinfacht und somit verbilligt wird und die Wartungs­ freundlichkeit der Maschine erhöht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeich­ nenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Erfindung sieht demgemäß vor, die Linearführungen durch maschinengestellseitig angeordnete Führungsschienen zu bilden, auf denen formschlüssig Führungswagen gelagert sind, die mit dem Messer oder dem zur Aufnahme des Messer vorgesehenen Bauteil schwenkbar verbunden sind. Dabei sind die Schwenkachsen der zwischen Führungswagen und Messer bzw. Messerträger ausgebil­ deten Lager parallel zueinander und senkrecht zur Längsachse der Linearführung ausgerichtet. Diese erfindungsgemäße Konstruktion bedeutet eine erhebliche Vereinfachung sowohl bei der Herstellung als auch bei späteren Reparaturen an der Maschine. Durch die erfin­ dungsgemäßen Linearführungen kann das Messer bzw. der Messerträger an einer einzigen Wand des Traggestelles geführt werden, es entfällt also die sonst übliche zweite Wand. Die Be­ arbeitung dieses häufig als Gußkonstruktion hergestellten Maschi­ nengestelles kann sich auf das Bearbeiten der Anlageflächen für die Führungsschienen und die entsprechenden Befestigungsmittel beschränken. Zudem kann die Linearführung, da sie unabhangig vom verwendeten Material des Maschinengestelles sowie auch des Messers oder Messerträgers ist, hinsichtlich der zu erwartenden Belastungen materialseitig optimiert werden, was bei bekannten Konstruktionen nur sehr bedingt möglich ist. Bin weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Konstruktion aufgrund der erforderli­ chen maschinengestellseitigen Abstützung zu nur einer Seite wesentlich besser zugänglich und damit wartungsfreundlicher ist.

Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil liegt in der Anordnung der Schwenklager innerhalb des Messerträgers bzw. des Messers. Hier­ durch kann eine praktisch momentfreie Krafteinleitung in die Schwenklager gewährleistet werden, wodurch die Lagerbelastung verringert und die Konstruktion spielfreier ausbildbar ist. Bin Austausch der Linearführungen ist problemlos möglich, im übrigen werden derartige Linearführungen als Standardbauteile beispiels­ weise von Lagerherstellern angeboten. Es wird in diesem Zusam­ menhang beispielsweise auf Führungsschienen und Führungswagen mit Kugelumlaufeinheit Typ KUSE der Firma INA Wälzlager Schaeffler KG in Herzogenaurach hingewiesen.

Bevorzugt werden die Linearführung zu beiden Seiten des Messers angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Kraftverteilung auf beide Führungen zu erreichen. Eine solche Anordnung ist ins­ besondere dann von Vorteil, wenn auch die Antriebsmittel in diesen Bereichen angreifen, was beispielsweise durch entsprechen­ de Kolben-Zylinder-Anordnungen zu beiden Seiten des Messers erfolgen kann.

Die Ausbildung der Lager zwischen Führungswagen und Messer bzw. Messerträger erfolgt vorteilhaft dergestalt, daß an jedem Führungswagen rückseitig ein Zapfen vorgesehen wird, der in einer entsprechenden Aufnahme des Messers oder des Messerträ­ gers drehbar gelagert wird. Eine solche Aufnahme kann beispiels­ weise durch eine Durchgangsbohrung mit eingesetztem Lagerele­ ment bestehen.

Zwar sind die Führungswagen formschlüssig an den am Traggestell befestigten Führungsschienen festgelegt, doch ist es weiterhin erforderlich, das Messer bzw. den Messerträger an den Führungs­ wagen möglichst spielfrei, jedoch drehbar festzulegen. Hierzu wird bevorzugt das freie Ende der an den Führungswagen vorgesehenen Zapfen mit einem Außengewinde versehen, auf das dann nach Montage des Messers bzw. Messerträgers eine Mutter geschraubt wird. Um einerseits eine möglichst reibungsarme Schwenkbarkeit des Messers zu gewährleisten, andererseits dieses möglichst spiel­ frei festzulegen, sind zwischen Führungswagen und Messer bzw. Messerträger einerseits sowie zwischen Messer bzw. Messerträger und Mutter andererseits den Zapfen umgebende Axiallager, bevor­ zugt Axialnadellager vorgesehen, die durch die am Zapfenende sitzenden Muttern mit hoher Kraft zusammen mit dem Messer bzw. dem Messerträger auf den Führungswagen vorgespannt wer­ den. Durch diese vorab aufgebrachte statische Vorlast der Axial­ lager wird erreicht, daß diese auch unter Last stets spielfrei sind.

Die Vorspannung ist dabei so gewählt, daß die dadurch aufge­ brachte Spannkraft stets höher als die beim bestimmungsgemäßen Betrieb zu erwartende Reaktionskraft durch Schneidkräfte am Messer ist.

Hierdurch wird also sichergestellt, daß unabhängig von der am Messer auftretenden Schneidkraft dieses stets in seiner bestim­ mungsgemäßen Lage in bezug auf das Traggestell verbleibt, was zu einer hohen Schnittgenauigkeit führt.

Eine besonders verschleißarme und leichtgängige Ausführung der Linearführungen ergibt sich, wenn die Führungswagen mit Kugel­ umlaufreihen versehen sind, so daß dieser auf der Führungsschie­ ne praktisch kugelgelagert wird. Durch entsprechende Profilierung der Schiene und Anordnung von Kugelumlaufreihen im Führungs­ wagen kann dieser in praktisch allen Richtungen quer zur Schiene sicher und spielfrei abgestützt werden. Es versteht sich, daß gege­ benenfalls zur Erhöhung der Tragfähigkeit auch Kombinationen aus Kugelreihen und Rollenreihen oder nur Rollenreihen Ver­ wendung finden können.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Schneid­ vorrichtung in stark vereinfachter Darstellung in bei­ den Endstellungen des Messers,

Fig. 2 die Einzelheit II in Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3 einen Schnitt längs der Schnittlinie III-III in Fig. 2.

Die anhand der Figuren dargestellte Schneidemaschine weist ein Traggestell 1 auf, dessen tragender Teil in Vorderansicht U-för­ mig ausgebildet ist. Der die freien Schenkel überbrückende obere Teil 2 des Traggestelles 1 erhöht zwar seine Stabilität, ist jedoch konstruktionsbedingt nicht erforderlich. An den beiden Schenkeln 3 des Traggestelles 1 sind Linearführungen 4 angeordnet, mit denen ein Messerträger 5 am Traggestell 1 zwangsgeführt ist. Der Messerträger 5 nimmt ein Messer 6 auf, das auf eine Schneidleiste im Maschinentisch 7, der zur Auflage des Schneidgutes dient, absenkbar ist. Messer 6, Messerträger 5 und die zugehörigen Antriebseinrichtungen in Form von Kolben-Zylinder-Anordnungen 8 sind in Fig. 1 in ihren oberen und unteren Endstellungen darge­ stellt, die obere Endstellung ist in unterbrochenen Linien darge­ stellt.

Die Bewegung des Messers ist wie bei Maschinen dieser Art üblich in Form eines Wiegeschnittes, d. h., das Messer 6 bewegt sich bei der Abwärtsbewegung gleichzeitig nach unten und zur Seite, wobei zusätzlich eine Schwenkkomponente hinzutritt, die dafür sorgt, daß die Schneidkante des Messers 6 in der oberen Endstellung leicht schräg zur Horizontalen und in der unteren Schrägstellung parallel zur Horizontalen und zur Schneidleiste verläuft. Hierzu sind zu beiden Seiten des Messers 6 die zwei Linearführungen 4 angeordnet, die im 45°- und 48°-Winkel zur Lotrechten, also in geringfügig unterschiedlichen Winkeln zur Horizontalen stehen, um die vorbeschriebene Schwenkbewegung zu erzeugen.

Das Traggestell 1 ist im Bereich der Schenkel 3 plattenartig, je nach Maschinengröße gegebenenfalls mit rückseitigen Verstrebun­ gen ausgebildet. An der in Fig. 1 sichtbaren Seite sind zwei Plan­ flächen entsprechend dem Verlauf der Linearführungen 4 vor­ gesehen. An diesen Planflächen sind Führungsschienen 9 schraub­ befestigt. Die Führungsschienen haben etwa doppel-T-förmiges Profil, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. Auf ihnen laufen form­ schlüssig gehaltene Führungswagen 10, die eine dem Führungs­ schienenprofil entsprechende Ausnehmung aufweisen. Die Aus­ bildung von Führungsschiene 9 und Führungswagen 10 wird hier nicht im einzelnen beschrieben, solche Linearführungen sind hinlänglich bekannt, es wird in diesem Zusammenhang beispielhaft auf die Linearführung KUSE der Firma INA Wälzlager Schaeffler KG verweisen, bei welcher auf der Führungsschiene 9 ein mit sechs Kugelumlaufreihen gelagerter Führungswagen spielfrei ge­ führt ist.

An der der Führungsschiene 9 ab gewandten Seite jedes Führungs­ wagens 10 ist ein Zapfen 12 angeordnet, dessen freies Ende mit einem Außengewinde versehen ist. Diese Zapfen 12 zu beiden Seiten des Messers 6 an den Führungswagen tragen Radiallager 14 in Form von Wälzlagern, die im Messerträger 5 seitlich des Mes­ sers 6 eingepaßt sind. Weiterhin ist zwischen jedem Führungs­ wagen 10 und dem Messerträger 5, wie in Fig. 3 ersichtlich, ein Axialnadellager 11 vorgesehen, das den Zapfen 12 umgibt. Weite­ re Axialnadellager 13 sind zur anderen Seite des Messerträgers 5 vorgesehen, und zwar ebenfalls die Zapfen 12 umgebend. Auf den mit Außengewinde versehenen Enden der Zapfen 12 sitzen Mut­ tern 15, welche den Messerträger 5 auf den Führungswagen 10 formschlüssig festlegen. Diese Muttern 5 sind mit hoher Kraft vorgespannt, so daß die Axialnadellager 11 und 13 ebenfalls unter Vorspannung stehen. Auf diese Weise wird die Spielfreiheit dieser Lager gewährleistet. Die Vorspannung liegt bei einer Schneidma­ schine üblicher Größe beispielsweise in einem Bereich, der einer Gewichtskraft mehrerer Tonnen entspricht. In jedem Fall ist sie so hoch gewählt, daß die bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Maschine in diesem Bereich auftretenden Reaktionskräfte beim Schneiden kleiner als diese Vorspannkraft sind, so daß die Spiel­ freiheit der Lager 11 und 13 auch während des Schnittes zuver­ lässig sichergestellt ist, um eine hohe Schnittgenauigkeit zu erhal­ ten.

Auf diese Weise ist der Messerträger 5 schwenkbar an den Füh­ rungswagen 10 gelagert, so daß die durch die in unterschiedlichem Winkel angeordneten Linearführungen bedingte Schwenkbewegung des Messerträgers 5 mit dem daran befindlichen Messer 6 ausge­ führt werden kann. Wie Fig. 3 verdeutlicht, liegen die Lager 14 innerhalb des im wesentlichen plattenförmig ausgebildeten Mess­ erträgers 5, was hinsichtlich der Krafteinleitung besonders günstig ist. Denn der Messerträger 5 wird durch die seitlich angeordneten Kolben-Zylinder-Anordnungen 8, die einerseits am Messerträger 5 und andererseits am Traggestell 1 im unteren Bereich angelenkt sind, kraftbeaufschlagt. Die zugehörigen Gegenkräfte werden am Messer 6 erzeugt, das innerhalb des Messerträgers 5 eingegliedert ist. Kräfte und Reaktionskräfte können also praktisch momentfrei in die Lager 14 sowie auch die Lager 11 und 13 eingeleitet wer­ den. Die direkt dahinter sitzenden Führungswagen 10 übertragen diese Kräfte dann auf die Führungsschienen 9 und somit das Traggestell 1.

Bezugszeichenliste

1 - Traggestell
2 - oberer Teil des Traggestelles
3 - Schenkel des Traggestelles
4 - Linearführungen
5 - Messerträger
6 - Messer
7 - Maschinentisch
8 - Kolben-Zylinder-Anordnung
9 - Führungsschienen
10 - Führungswagen
11 - Axialnadellager
12 - Zapfen
13 - Axialnadellager
14 - Radiallager
15 - Mutter
16 - Schwenkachsen von 14

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Schneiden von Papier, Pappe und derglei­ chen, insbesondere in Form von Stapeln, mit einem Traggestell (1) mit einem darin zwangsgeführtem und bei gleichzeitiger seitlicher Bewegung auf- und abwärts bewegbaren Messer (6), mit zwei in un­ terschiedlichen Winkeln schräg angeordneten Linearführungen (4) und mit Antriebsmitteln (8) zur Bewegung des Messers (6), dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Linearführungen (4) durch maschinengestellseitig an­ geordnete Führungsschienen (9) mit darauf formschlüssig lau­ fenden Führungswagen (10) gebildet sind und daß das Messer (6) oder ein zur Aufnahme des Messers vorgesehenes Bauteil (5) schwenkbar mit den Führungswagen (10) verbunden ist, wobei die Schwenkachsen (16) parallel zueinander und senk­ recht zur Längsachse der Linearführungen (4) ausgerichtet sind,
• - daß jeder Führungswagen (10) an seiner von der Führungs­ schiene (9) abgewandten Seite einen Zapfen (12) aufweist, der in einer entsprechenden Aufnahme (14) des Messers (6) oder des zur Aufnahme des Messers vorgesehenen Bauteiles (5) drehbar gelagert ist,
• - daß die Aufnahmen im Messer (6) oder in dem zur Aufnahme des Messers vorgesehenen Bauteiles (5) durch Bohrungen ge­ bildet sind, in die ein Radiallager (14) eingepaßt ist und
• - daß zwischen den Führungswagen (10) und dem Messer (6) bzw. dem zur Aufnahme des Messers vorgesehenen Bauteiles (5) ein den Zapfen (12) umgebendes Axiallager (11) angeord­ net ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Axiallager (11) ein Axialnadellager ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Linearführung (4) zu beiden Seiten neben dem Messer angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zapfen (12) der Führungswagen (10) an ihrem freien Ende mit einem Außengewinde versehen sind und daß die darauf sitzenden Muttern (15) das Messer (6) oder das zur Auf­ nahme des Messers vorgesehene Bauteil (5) auf den Zapfen (12) der Führungswagen (10) festlegen und formschlüssig sichern.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen den Muttern (15) auf den Zapfen (12) und dem Messer (6) bzw. dem zur Aufnahme des Messers vor­ gesehenen Bauteiles (5) je ein den Zapfen (12) umgebendes Axial­ lager (13), vorzugsweise ein Axialnadellager, angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Axiallager (11 und 13) durch Vor­ spannen der Muttern (15) mit einer Vorspannkraft beaufschlagt sind, die größer ist als die in Achsrichtung dieser Lager beim bestimmungsgemäßen Betrieb der Vorrichtung üblicherweise auftre­ tenden Kräfte.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungswagen (10) auf den Füh­ rungsschienen (9) wälzgelagert sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungswagen (10) Kugelumlaufrei­ hen aufweisen.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Führungsschienen (9) an Anlageflä­ chen des Traggestells (1) lösbar, vorzugsweise schraubbefestigt sind.