DE8703368U1

DE8703368U1 - Cross cutter for web materials

Info

Publication number: DE8703368U1
Application number: DE8703368U
Authority: DE
Original assignee: Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
Current assignee: Bielomatik Leuze GmbH and Co KG
Priority date: 1986-03-12
Filing date: 1987-03-06
Publication date: 1987-04-30

Description

Cross cutter for web materials

Die Erfindung betrifft einen Querschneider für Bahnmateriälien, insbesondere Papier.The invention relates to a cross cutter for web materials, in particular paper.

Querschneider, die aus Bahnmaterialien, beispielsweise
Rollenpapier, Bogen schneiden, die dann ggf. sortiert und in Stapeln abgelegt werden, arbeiten mit hohen Papiergeschwindigkeiten und müssen auf unterschiedliche Formate einstellbar sein. Die Querschneider bestehen dabei aus zwei Messerwellen, die am Umfang meist je ein Messer haben, wobei beide Messer auf außerordentlich geringe Schnittspalte in der
Größenordnung von hundertstel Millimetern eingestellt sind
und zur Erzeugung eines fortlaufenden Schnittes schräg zur
Achse der Messerwelle angeordnet sind. Um mit Messerwellen
von konstantem Durchmesser unterschiedliche Formate schneiden zu können, werden bisher die Messerwellen von Ungleichförmigkeitsgetrieben angetrieben, die die Drehzahl der
Messerwellen, z.B. zum Schneiden eines Formates, das länger ist als das durch den Umfang der Messerwellen bestimmteCross cutters that cut web materials, such as
Roll paper, cutting sheets, which are then sorted and stacked if necessary, work with high paper speeds and must be adjustable to different formats. The cross cutters consist of two knife shafts, which usually have one knife on each circumference, with both knives being designed for an extremely small cutting gap in the
are set to the order of hundredths of a millimetre
and to produce a continuous cut at an angle to the
Axis of the knife shaft. To work with knife shafts
In order to be able to cut different formats of constant diameter, the knife shafts are currently driven by non-uniformity gears, which determine the speed of the
Knife shafts, e.g. for cutting a format that is longer than that determined by the circumference of the knife shafts

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Synchronformat, abbremsen und zum Zeitpunkt des Schnittes wieder auf die Bahngeschwindigkeit hoch beschleunigen. Infolge des etwa sinusförmigen Geschwindigkeitsverlaufes, das das Ungleichförmigkeitsgetriebe erzeugt, ist jedoch die Geschwindigkeit auch während des Schnittes nicht ganz konstant, da dieser wegen der Schrägstellung der Messer einen gewissen Zeitraum beansprucht. Daraus resultieren gewisse Abweichungen in der Schnittgenauigkeit, die bisher in Kauf genommen wurden.Synchronous format, slow down and accelerate back up to the track speed at the time of cutting. Due to the roughly sinusoidal speed curve, which the non-uniformity gear generates, the speed is not completely constant even during cutting, as this takes a certain amount of time due to the inclination of the blades. This results in certain deviations in the cutting accuracy, which have previously been accepted.

Insbesondere bei solchen mit ungleichförmigem Lauf der Messerwelle angetriebenen Querschneidern war es notwendig, die Synchronisation der beiden Messerwellen, die durch Zahnradtriebe erfolgt, so einzustellen, daß im Schnittzeitpunkt praktisch kein Zahnspiel mehr vorhanden ist, weil anderenfalls ein genauer Schnitt, der exakteste Messereinstellung erfordert, nicht mehr möglich ist bzw. die Messer zerstört werden. Infolge nicht zu vermeidender Fertigungsungenauigkeiten konnte aber eine spielfreie Einstellung von Zahnrädern bisher nur in einem Punkt des Umfanges erreicht werden, nämlich in dem Punkt, in dem die Zahnräder, bedingt durch den sog. "Hochschlag", am engsten zueinander laufen. An allen übrigen Punkten des Umfanges entstand dann ein niehr oder weniger großes Spiel, das zwar im Bereich von hundertstel Millimetern liegt, jedoch einen exakten Lauf der Messer zueinander verhindert hätte. Aus diesem Grunde war es bei derartigen Querschneidern nur unter Qualitätsverlust möglich, mehrere Messer am Umfang vorzusehen.Particularly in the case of cross cutters driven by an uneven blade shaft, it was necessary to adjust the synchronization of the two blade shafts, which is done by gear drives, so that there is practically no tooth play at the time of cutting, because otherwise an accurate cut, which requires the most precise blade adjustment, is no longer possible or the blades are destroyed. Due to unavoidable manufacturing inaccuracies, however, a play-free adjustment of gears could only be achieved at one point on the circumference, namely at the point where the gears run closest to each other due to the so-called "run-out". At all other points on the circumference, a small or less large play then arose, which was in the range of hundredths of a millimeter, but would have prevented the blades from running exactly relative to each other. For this reason, it was only possible to provide several blades on the circumference of such cross cutters with a loss of quality.

Es ist bereits, insbesondere in der Wellpappe-Industrie, versucht worden, Messerwellen von Elektromotoren direkt antreiben zu lassen, [/ort sind allerdings an den Schnitt wesentlich geringere Genauigkeitsanforderungen gestellt, so daß auch die Schnittqualität geringer ist (s. auch Sonder-Attempts have already been made, particularly in the corrugated cardboard industry, to have knife shafts driven directly by electric motors, [/here, however, the requirements for cutting accuracy are significantly lower, so that the cutting quality is also lower (see also special

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druck aus "Siemens-Zeitschrift". 46. Jg., 5/72, Heft 5, S. _s 339 - 344). fprint from "Siemens-Zeitschrift". 46th year, 5/72, issue 5, _pp. 339 - 344). f

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Querschneider für Bahnmaterialien zu schaffen, der eine hohe Schnittgüte ermöglicht und schwingungsarm arbeitet.The object of the invention is to create a cross cutter for web materials that enables a high cutting quality and operates with low vibration.

This object is achieved according to the invention by claim 1. The elastic coupling, especially in its preferred; Designed as a metal bar coupling, ensures minimal j

eigener Massenträgheit dafür, ein hohes Beschleunigungs- und fown mass inertia ensures high acceleration and f

Deceleration torque with low backlash and vibration to I

übertragen. jtransferred. j

Nach Anspruch 5 können vorzugsweise die miteinander zusammenwirkenden Zahnräder des Zahnradtriebs unter Vorspannung j in Zahneingriff sind und zwischen wenigstens einem der !,According to claim 5, the cooperating gears of the gear drive can preferably be in meshing engagement under prestress j and between at least one of the !,

Zahnräder und der Messerwelle ein elastisches Element angeordnet ist. Dieses elastische Element kann beispielsweise eine bisher nur als Spannelement bekannte hydraulische Spannbüchse sein, das zugleich das jeweilige Zahnrad auf der Messerwelle festspannt, jedoch eine begrenzte federnde Radi al bewegung bei gleichzeitiger hoher Drehsteifigkeit zuläßt. Dies ist auch bei direkt und indirekt angetriebenen bzw. angekuppelten Querschneidern vorteilhaft einsetzbar.An elastic element is arranged between the gears and the knife shaft. This elastic element can, for example, be a hydraulic clamping sleeve, previously only known as a clamping element, which simultaneously clamps the respective gear onto the knife shaft, but allows a limited spring-loaded radial movement while at the same time providing high torsional rigidity. This can also be used advantageously with directly and indirectly driven or coupled cross cutters.

Diese Vorspannung der Zahnräder gegeneinander ermöglicht es, daß die Zahnräder praktisch an allen Stellen des Umfangs spielfrei zueinander laufen. Der Querschneider ist nicht mehr durch vom Antrieb oder aus anderen Quellen herrührende Schwingungen gefährdet, die anderenfalls nicht nur die Messer, sondern auch andere Antriebsteile in Kürze verschleißen könnten. Es ist auch möglich, trotz hoch genauer Schnitteinstellung mehrere Messer am Umfang zur MesserwelleThis pre-tensioning of the gears against each other enables the gears to run with practically no play in relation to each other at all points on the circumference. The cross cutter is no longer at risk from vibrations from the drive or other sources, which could otherwise quickly wear out not only the blades but also other drive parts. It is also possible to have several blades on the circumference of the blade shaft despite highly precise cutting settings.

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vorzusehen. Es galt bisher als unmöglich, Zahnräder über den ganzen Umfang spielfrei einzustellen, weil sie sich dadurch selbst zerstören würden. Sie würden damit nämlich im Bereich des "Hochschlages" so hohe Zahnflankenpressungen erfahren, daß sich kein Schmiermittel mehr zwischen den Zahnflanken I halten könnte und sie daher in kürzester Zeit zerstört würden. Durch die Vorspannung ist es jedoch möglich, di'rse Zahnflankenpressung auf ein gewünschtes Maß zu reduzieren, | das noch gerade zum Erhalt eines Ölfilms ausreicht.It was previously considered impossible to set gears free of play over the entire circumference because this would destroy them. In the area of the "run-out" they would experience such high tooth flank pressures that no lubricant could remain between the tooth flanks and they would therefore be destroyed in a very short time. However, by applying pre-tension it is possible to reduce this tooth flank pressure to a desired level, which is just sufficient to maintain an oil film.

Damit ist es auch möglich, erstmalig einen funktionsfähigen 1 Querschneider für hohe Schnittgüte zu schaffen, der mit elektromotorischem Direktantrieb arbeitet. Die außerordentlich hohen Beschleunigungen und Bremsmomente, die dabei auf den Zahnradtrieb einwirken, sowie die von dem elektronisch gesteuerten Motorenantrieb herrührenden Schwingungen zer- | störten bei Vorversuchen die Messer und die Zahnradtriebe in kürzester Zeit. Durch die flexible Kupplung und die spielfreie Synchronisation konnte dies behoben werden. IThis also makes it possible to create a functional 1 cross cutter for high cutting quality that works with a direct electric motor drive for the first time. The extraordinarily high acceleration and braking torques that act on the gear drive, as well as the vibrations caused by the electronically controlled motor drive, destroyed the blades and the gear drives in a very short time in preliminary tests. This could be remedied by the flexible coupling and the backlash-free synchronization. I

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen | auch aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich oder in Kombination miteinander bei vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung verwirklichte sein können. Ein Ausführungsbeispiel ist in dar Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:These and other advantages and features of the invention are also apparent from the subclaims and the description in conjunction with the drawings, whereby the individual features can be implemented individually or in combination with one another in advantageous embodiments of the invention. An embodiment is shown in the drawing and is explained in more detail below. They show:

i Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eineni Fig. 1 is a schematic section through a

Querschneider, auf die Messerwellen und ihren Antrieb gesehen,Cross cutter, looking at the knife shafts and their drive,

Fig. 2 shows an enlarged cross-section

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durch die Messerwellen (in Schnittposition) undthrough the knife shafts (in cutting position) and

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch einen Zahntrieb zur Synchronisation der beiden Messerwel1 en.Fig. 3 an enlarged section through a pinion drive for synchronizing the two knife shafts.

Der in Fig. 1 teilweise gezeigte Querschneider 11 dient zum präzisen Schneiden von Rollenpapier in Bogen. Diese Querschneider sind hochpräzise Maschinen, die Bahnmaterialien mit einer Breite von 2 m oder darüber in Arbeitsgeschwindigkeiten von mehreren hundert Meter pro Minute verarbeiten können. Die horizontal übereinander in einem Gestell 12 mittels Lagern 13 gelagerten Messerwellen 14, 15 sind in der Zeichnung verkürzt dargestellt. Sie tragen an ihrem Umfang je ein zu cien toesserwel 1 enachsen 16, 17 schräg angeordnetes Messer 18. Beide Messer 18 sind, wie auch aus Fig. 2 zu erkennen ist, mit Schnittspalten in der Größenordnung von tausendstel Millimetern genau aufeinander eingestellt und schneiden das in Arbeitsrichtung 19 einlaufende Bahnmaterial 20 mit hoher Genauigkeit und einem sauberen, absolut fransenfreien Schnitt über die gesamte Breite.The cross cutter 11, partially shown in Fig. 1, is used for the precise cutting of roll paper into sheets. These cross cutters are high-precision machines that can process web materials with a width of 2 m or more at working speeds of several hundred meters per minute. The knife shafts 14, 15, which are mounted horizontally one above the other in a frame 12 by means of bearings 13, are shown in abbreviated form in the drawing. They each have a knife 18 arranged at an angle to the knife shaft axes 16, 17 on their circumference. As can also be seen from Fig. 2, both knives 18 are precisely adjusted to one another with cutting gaps in the order of thousandths of a millimeter and cut the web material 20 running in the working direction 19 with high precision and a clean, absolutely fray-free cut across the entire width.

Die Messerwellen 14, 15 sind über zwei an ihren beiden Enden vorgesehene Zahnradtriebe 21, 22 miteinander genau synchronisiert, so daß die Messer unter allen Betriebsumständen reproduzierbar mit dem genau eingestellten Schnittspalt zueinander arbeiten. Jeder der Zahnradtriebe 21, 22 besteht aus zwei Zahnrädern 24, 25, die gleiche Zähnezahl und gleichen Teilkreisdurchmesser haben und so die parallelachsigen Messerwellen 14, 15 mit gleicher Drehzahl gegenläufig antreiben. Die nach Art von Stirnrädern miteinander zusammenarbeitenden Zahnräder 24, 25 haben jedoch trotz eines über die ganze axiale Zahnerstreckung (Zahnlänge) gleichen Durch-The knife shafts 14, 15 are precisely synchronized with one another via two gear drives 21, 22 provided at both ends, so that the knives work reproducibly with the precisely set cutting gap in relation to one another under all operating conditions. Each of the gear drives 21, 22 consists of two gears 24, 25 that have the same number of teeth and the same pitch circle diameter and thus drive the parallel-axis knife shafts 14, 15 in opposite directions at the same speed. The gears 24, 25, which work together like spur gears, have the same diameter over the entire axial tooth extension (tooth length), despite

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messer des Teilkreises 26, der somit auf einer Zylindermantelfläche liegt, eine bei den beiden Zahnrädern 24, 25 entsprechende Konizität. Dies wird bei der Herstellung der Zahnräder durch eine über die Zahnlänge fortschreitende radiale Zahnprofi 1 verschiebung erzeugt. Der die Konizität bestimmende Winkel der Zahnradschräge gegenüber der Achsbzw. Teilkreisrichtung (halber Kegelwinkel) liegt je nach den Anforderungen im Bereich zwischen 0,2° und 5°, bevorzugt 1° bis 2°. Damit ist sichergestellt, daß trotz eines einwandfreien Zusammenwirkens der Zarwjräder eine axiale Verschiebung der Zahnräder gegeneinander eine Einstellung des radialen Zahnspiels ermöglicht. Dementsprechend können die insbesondere aus Fig. 3 zu erkennenden Zahnräder 24, 25 bei ihrer Einstellung der Hilfsvorrichtungen längs der Messerwellenachsen 16, 17 soweit gegeneinander verschoben werden, daß das Zahnspiel an allen Stellen des Umfanges ausgeschaltet ist und eine gewisse Vorspannung im Zahneingriff vorliegt, d.h., auch an der Stelle, an der theoretisch das größte Zahnspiel auftreten würde, ist noch ein allseitiger Kontaktdruck zwischen den Zahnrädern gegeben, der sicherstellt, daß die Zahnräder auch bei einem Lastwechsel oder bei Schwingungen kein Spiel erzeugen können. In dieser Einstellung werden die Zahnräder auf die Messerwellen 14, gespannt, und zwar mittels elastischen Elementen 27, die zugleich Spannt!emente und radiale Federelemente sind.diameter of the pitch circle 26, which thus lies on a cylinder surface, a corresponding conicity for the two gears 24, 25. This is achieved during the manufacture of the gears by a radial tooth profile shift that progresses over the tooth length. The angle of the gear incline relative to the axis or pitch circle direction (half the cone angle), which determines the conicity, is in the range between 0.2° and 5°, preferably 1° to 2°, depending on the requirements. This ensures that, despite the perfect interaction of the gears, an axial shift of the gears relative to one another enables the radial tooth play to be adjusted. Accordingly, the gears 24, 25, which can be seen in particular in Fig. 3, can be moved relative to one another along the knife shaft axes 16, 17 when the auxiliary devices are adjusted, to such an extent that the tooth play is eliminated at all points on the circumference and a certain pre-tension is present in the tooth engagement, i.e. even at the point where the greatest tooth play would theoretically occur, there is still an all-round contact pressure between the gears, which ensures that the gears cannot generate any play even in the event of a load change or vibrations. In this setting, the gears are clamped onto the knife shafts 14, by means of elastic elements 27, which are simultaneously clamping elements and radial spring elements.

Die elastischen Elemente 27 bestehen aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Stahlhülsen 29, 30 die im Bereich ihrer Stirnseiten durch dichte Schweißungen 31 miteinander verbunden sind. Zwischen den beiden Hülsen entsteht in derr nicht verschweißten Bereich ein sehr dünner Ringraum 33, der an ein Hydraulikölventi1 34 angeschlossen ist. Auf jede Messerwelle 14, 15 wird ein solches elastisches Element 27 geschoben, und je ein Zahnrad 24, 25 sitzt auf dem Außen-The elastic elements 27 consist of two steel sleeves 29, 30 arranged concentrically inside each other, which are connected to each other in the area of their front sides by tight welds 31. Between the two sleeves, in the non-welded area, a very thin annular space 33 is created, which is connected to a hydraulic oil valve 34. One such elastic element 27 is pushed onto each knife shaft 14, 15, and a gear wheel 24, 25 is seated on the outer

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durchmesser der äußeren Hülse 30. Die Passungen zwischen dem Idiameter of the outer sleeve 30. The fits between the I

elastischen Element und den dadurch zu verbindenden Teilen \ elastic element and the parts to be connected by it \

14, 24 sind gering, jedoch in der Größenordnung, in der < Radialelastizität gewünscht wird. Nach erfolgter axialer Einstellung der Zahnräder gegeneinander wird über das14, 24 are small, but of the order of magnitude in which < radial elasticity is desired. After axial adjustment of the gears against each other, the

Hydraulic valve1 34 a high hydraulic pressure in the ; Annular space 33 is given, for example, in the area between |

500 und &Iacgr;000 Bär liegen kann. Dadurch dehnen sich die beiden f|500 and &Iacgr;000 bear. This expands the two f|

Sleeves inwards and outwards and tighten the gears 24, 25 |

jeweils auf ihrer Welle 14, 15 spielfrei fest. «each on its shaft 14, 15 without play. «

Das elastische Element ist infolge der unmittelbaren Verbindung der Hülsen 29, 30 an ihrem ganzen Umfang durch die Schweißung 31, 32 in Drehrichtung praktisch unelastisch und drehsteif. In radialer Richtung ist es jedoch elastisch, wenn auch mit sehr hoher Federsteifigkeit, die vorzugsweise über 1.000.000 N/mm liegt. Die leicht aufgeblähten Hülsen lassen innerhalb des Betrages, um den sie aufgebläht wurden, nach Art einer Balgfeder eine radiale Bewegung der Außenhülse gegenüber der Messerwelle 14 zu, das in dem Ringraum enthaltene Hydrauliköl 33 verhält sich dabei jedoch federneutral, weil es in dem Raum von einer Seite zur anderen strömen kann. Die Federung ist also möglich, ohne daß die Drehsteifigkeit oder die Spannwirkung des Elementes 27 in irgendeiner Weise beeinträchtigt wird. Somit ist es möglich, eine Vorspannung zwischen den Zahnrädern über den gesamten Umfang sicherzustellen.The elastic element is practically inelastic and torsionally rigid in the direction of rotation due to the direct connection of the sleeves 29, 30 over their entire circumference by the weld 31, 32. In the radial direction, however, it is elastic, albeit with a very high spring stiffness, which is preferably over 1,000,000 N/mm. The slightly inflated sleeves allow a radial movement of the outer sleeve relative to the blade shaft 14 within the amount by which they were inflated, like a bellows spring, but the hydraulic oil 33 contained in the annular space behaves in a spring-neutral manner because it can flow from one side to the other in the space. The springing is therefore possible without the torsionally rigidity or the clamping effect of the element 27 being impaired in any way. It is therefore possible to ensure a preload between the gears over the entire circumference.

Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß die obere Messerwelle 14 von zwei Elektromotoren 40 angetrieben wird, die gleichachsig mit ihr zu beiden Seiten angeordnet sind und jeweils über eine Metallbalgkupplung 41 direkt und ohne Zwischenschaltung irgendwelcher Getriebeelemente mit ihr verbunden sind.From Fig. 1 it can be seen that the upper knife shaft 14 is driven by two electric motors 40 which are arranged on the same axis as it on both sides and are each connected to it directly via a metal bellows coupling 41 and without the interposition of any gear elements.

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Die Metal 1 balgkuppl ung 41 besitzt einen zwischen zwei jeweils auf Motor- und Messerwelle befestigten Flanschen angeordneten Metal 1-WeIlenbalg, der bei sehr hoher Drehsteifigkeit geringfügige Fluchtungsfehler etc. ausgleichen kann. Auch dies trägt dazu bei, daß im Antriebszug kein freies oder elastisches Spiel auftreten kann.The Metal 1 bellows coupling 41 has a Metal 1 bellows arranged between two flanges attached to the motor and blade shaft, which can compensate for minor misalignment errors etc. with very high torsional rigidity. This also helps to ensure that no free or elastic play can occur in the drive train.

Die Elektromotoren sind Spezialgleichstrommotoren, die von einer elektronischen Steuereinrichtung 42 in Abhängigkeit von verschiedenen Daten diskontinuierlich angetrieben werden. Zu den Einstel1 daten für das Steuergerät 42 gehört der Ausgang eines auf der unteren Messerwelle 15 angeordneten Inkrementalgebers 43, sowie Daten über die Geschwindigkeit der zulaufenden Materialbahn 20 und die gewünschte Formatlänge. In Abhängigkeit von diesen Daten werden die beiden Motoren 40 so gesteuert, daß sie beispielsweise vom Stillstand in ca. 20 Millisekunden auf ihre volle Drehzahl in der Größenordnung von 500 U/min, die der jeweiligen Materialbahngeschwindigkeit entspricht, beschleunigt, während der gesamten Länge des Schneidvorganges auf dieser konstanten Geschwindigkeit gehalten und danach in ebenfalls wenigen Millisekunden wieder auf Stillstand abgebremst werden. Die Bremsung erfolgt über den Motor elektrisch, und es erfolgt eine Rückspeisung der Bremsenergie ins Netz. Somit steht bei längeren Formaten der Motor für eine gewisse Zeit still, um dann auf Schnittgeschwindigkeit beschleunigt und danach wieder verzögert zu werden. Es wäre auch möglich, je nach der gewünschten Formatlänge den Motor auf eine niedrigere Geschwindigkeit herunterzuregel&eegr; und dann zum Schnittvorgang wieder auf die volle Geschwindigkeit hochzubeschleunigen. Für kleinere Formate kann der Motor nach der Schnittgeschwindigkeit auf höhere Geschwindigkeiten als die der Schnitt-Synchron-Geschwindigkeit hochbeschleunigt werden, um die Messerwelle mit erhöhter Geschwindigkeit zu drehen undThe electric motors are special DC motors that are driven discontinuously by an electronic control device 42 depending on various data. The setting data for the control device 42 includes the output of an incremental encoder 43 arranged on the lower knife shaft 15, as well as data on the speed of the incoming material web 20 and the desired format length. Depending on these data, the two motors 40 are controlled in such a way that, for example, they accelerate from a standstill in around 20 milliseconds to their full speed in the order of 500 rpm, which corresponds to the respective material web speed, are kept at this constant speed throughout the entire length of the cutting process and are then braked to a standstill again in just a few milliseconds. Braking is carried out electrically via the motor, and the braking energy is fed back into the network. Thus, for longer formats, the motor stands still for a certain time, then accelerates to cutting speed and then slows down again. It would also be possible to reduce the motor to a lower speed depending on the desired format length and then accelerate it back up to full speed for the cutting process. For smaller formats, the motor can be accelerated after the cutting speed to higher speeds than the cutting synchronous speed in order to rotate the knife shaft at an increased speed and

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den Schnitt durchzuführen, bevor die Bahn sich um das sog. Synchronformat, das dem FIugkreisumfang der Messer 18 entspricht, weiterbewegt hat« Diesen Arbeitszyklus kann der Motor mehrfach, beispielsweise 5 bis 8 mal in der Sekunde, ausführen. Es ist einzusehen, daß dabei infolge der extrem hohen Beschleunigungen und Verzögerungen nicht nur die mechanischen Kräfte groß sind, sondern auch Schwingungen entstehen. Ferner werden durch den Reg!ungsvorgang der Elektromotoren auch von der elektrischen Seite her Schwingungen erzeugt, die auf alle Bauteile einwirken und einö extreme Spielfreiheit erfordern. Dies ist mit dem Zahntrieb nach der Erfindung möglich.to carry out the cut before the web has moved by the so-called synchronous format, which corresponds to the flight circle of the blades 18. The motor can carry out this work cycle several times, for example 5 to 8 times per second. It is clear that as a result of the extremely high accelerations and decelerations, not only are the mechanical forces large, but vibrations also occur. Furthermore, the control process of the electric motors also generates vibrations on the electrical side, which affect all components and require an extreme freedom from play. This is possible with the pinion drive according to the invention.

Es hat sich erstaunlicherweise gezeigt, daß die Anordnung des die elektronische Steuerung wesentlich beeinflussenden inkrementalgebers 43 auf der unteren, nur mittelbar angetriebenen Messerwelle bessere Ergebnisse in Bezug auf Schwingungsfreiheit des Antriebes erzielen läßt, als die direkte Anbringung an der Motorwelle. Dies widerspricht an sich der Lehrmeinung, den Regelabgriff so direkt wie möglich vorzunehmen. Auf der unteren Motorwelle müßte man an sich die höchste Schwingungsanregung und damit die Gefahr einer Rückkopplung auf die Steuerung befürchten. Trotzdem ergab sich damit ein schwingungsfreieres Arbeiten des Gesamtsystems. Die Anordnung zweier Motoren ermöglicht es, die gesamte notwendige Antriebsleistung im Vergleich zum Trägheitsmoment der Gesamteinheit Motoren/Messerwellen zu optimieren. Das Trägheitsmoment eines einzelnen Motors mit doppelter Antriebsleistung wäre größer. Der spielfreie Zahntrieb 21, 22 wäre auch dann von Vorteil, wenn beispielsweise je einer der Motoren auf jede der Messerwellen einwirkt. In diesem Falle würde der Zahntrieb nur noch eine Synchronisationsfunktion übernehmen und nicht, wie bei dem dargestellten Beispiel, auch die untere Messerwelle antrei -Surprisingly, it has been shown that the arrangement of the incremental encoder 43, which has a significant influence on the electronic control, on the lower, only indirectly driven knife shaft achieves better results in terms of freedom from vibration of the drive than direct attachment to the motor shaft. This contradicts the theoretical opinion that the control should be taken as directly as possible. On the lower motor shaft, one would have to fear the greatest vibration excitation and thus the risk of feedback to the control. Nevertheless, this resulted in the overall system working with less vibration. The arrangement of two motors makes it possible to optimize the total required drive power in comparison to the moment of inertia of the entire motor/knife shaft unit. The moment of inertia of a single motor with twice the drive power would be greater. The backlash-free gear drive 21, 22 would also be advantageous if, for example, one of the motors acted on each of the knife shafts. In this case, the pinion would only perform a synchronization function and not, as in the example shown, also drive the lower knife shaft.

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ben. Die Anordnung von zwei Motoren sowie von zwei Zahntrieben auf beiden Seiten der Messerwellen schafft völlig symtiie'· trische Verhältnisse und vermeidet damit auch torsionsbedingte Störungen.The arrangement of two motors and two pinions on both sides of the knife shafts creates completely symmetrical conditions and thus also avoids torsion-related disturbances.

Claims

Requirements Cross cutters for web materials

1. Cross cutter for web materials to be cut with high cutting quality, in particular paper, with two knife shafts (14, 15) and at least one knife (18) arranged on the circumference of the knife shaft and with a drive (40) for the knife shafts (14, 15), characterized in that at least one electric motor (40) with an extremely short start-up and electrically induced braking time is connected coaxially to a knife shaft (14, 15) without an intermediate gear, the start-up and braking of which for cutting formats that deviate from the synchronous format determined by the effective circumference of the knife shafts (14, 15) is controlled by an electronic control device which emits signals for accelerating or braking the knife shafts within a fraction of a revolution, possibly several times per second, between cutting speed and standstill or another speed, and that each motor has a torsionally rigid but

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The flexible coupling (41) is directly coupled to a knife shaft (14).

2. Cross cutter according to claim 1, characterized in that the coupling (41) is a metal bellows coupling.

3. Cross cutter according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical control device (42) is connected to an incremental encoder (43) which is attached to that of the two knife shafts (15) which is not directly connected to an electric motor (40).

4. Cross cutter according to one of the preceding claims, characterized in that two electric motors (40) are preferably connected to a knife shaft (14) and/or a gear drive (21, 22) which is in particular free of play is provided on each side of the two knife shafts (14, 15).

5. Cross cutter, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the cooperating gears (24, 25) of a gear drive (21, 22) synchronizing the two knife shafts (14, 15) with one another are in tooth engagement under prestress and that an elastic element (27) is arranged between at least one of the gears (24, 25) and a knife shaft (14, 15).

6. Cross cutter according to claim 5, characterized in that the elastic element (27) has a radially

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has elasticity that acts as a tension.

7. Cross cutter according to claim 5 or 6, characterized in that the elastic element (27) creates a substantially rigid connection between the knife shaft (14, 15) and the gear wheel (24, 25) in the direction of rotation.

8. Cross cutter according to one of the preceding claims, characterized in that both gear wheels (24, 25) of a gear drive (21, 22) are provided with elastic elements (27).

9. Cross cutter according to one of the preceding claims, characterized in that radial movements of a gear wheel (24, 25) relative to the associated knife shafts (14, 15) during their rotation are in the range of hundredths of a millimeter.

10. Cross cutter according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic element (27) is at the same time a tensioning element for the gears (24, 25) on the associated knife shafts (21, 22).

11. Cross cutter according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic element (27) arranged between the knife shaft (14, 15) and the gear (24, 25) consists of two concentric sleeves (29, 30) which are tightly connected to one another in the region of their end faces and which form an annular space (33) between them to be filled with hydraulic fluid under high pressure, the sleeves (29, 30) being expandable under the pressure of the hydraulic fluid in order to tension the gear (24, 25) on the associated knife shaft (14, 15).

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12. Cross cutter according to one of the preceding claims, characterized in that the parallel-axis arranged tooth locks (24* 25) of a gear drive (21, 22) have a conical shape in the engagement area and are adjusted in their preload by axial displacement of the gears (24, 25) relative to one another, whereby preferably the gears (24, 25) have a pitch circle (26) that is constant in diameter over the axial length of their engagement area, i.e. lies on a cylinder jacket, while the conical shape of the gears (24, 25) is produced by radial tooth profile displacement.