DE9418323U1 - Device for cutting paper, cardboard and the like - Google Patents
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Description
Anmelder: KG Schneider-Senator Verkaufs-GmbH & Co.
Luetkensallee 60
22041 HamburgApplicant: KG Schneider-Senator Verkaufs-GmbH & Co.
Luetkensallee 60
22041 Hamburg
Maschinenbau Sprötze GmbH
Bürgermeister-Kröger-Str. 36
21244 BuchholzSprötze Mechanical Engineering GmbH
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Vorrichtung zum Schneiden von Papier, Pappe und dergleichenDevice for cutting paper, cardboard and the like
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.The invention relates to a device for cutting paper, cardboard and the like, in particular in the form of stacks, according to the features listed in the preamble of claim 1.
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 überThere are many cutting machines of this type known, and in this context reference is made to a cutting machine made by Schneider-Werk GmbH Lübeck of the type Senator SR-Trim-Master high-speed cutter. The machine frame of this machine is made up of two parallel frame parts, at least in the area above the front and rear table, between which a knife carrier is positively guided. So-called sliding blocks are pivotably mounted on the machine frame and run in grooves in the knife carrier. The grooves are arranged at an angle to suit the desired knife movement, at different angles, so that the knife performs a rocking cut-like movement when moving downwards, such that the cutting edge of the knife in the lowered position is above
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die gesamte Messerlänge an der Schneidleiste zwischen Vorder- und Hintertisch anliegt.the entire length of the knife rests on the cutting bar between the front and rear table.
Diese bekannte Konstruktion ist vergleichsweise aufwendig, da maschinengestellseitig 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 Maschinengestell 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.This known construction is comparatively complex, since machining is required on the machine frame side on both sides of the knife carrier in order to guide the knife carrier essentially without play. This means that the machine frame in this area has to be constructed in several parts in order to ensure accessibility to the surfaces to be machined. The sliding blocks made of soft metal are also complex to manufacture and are also subject to wear.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß die Konstruktion deutlich vereinfacht und somit verbilligt wird und die Wartungsfreundlichkeit der Maschine erhöht wird.Based on this, the invention is based on the object of designing a generic device in such a way that the construction is significantly simplified and thus made cheaper and the ease of maintenance of the machine is increased.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. 20This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of claim 1. 20
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 ausgebildeten 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 erfindungsgemäßen Linearführungen kann das Messer bzw. der Mess-The invention accordingly provides for the linear guides to be formed by guide rails arranged on the machine frame side, on which guide carriages are mounted in a form-fitting manner, which are pivotably connected to the knife or the component intended to hold the knife. The pivot axes of the bearings formed between the guide carriage and the knife or knife carrier are aligned parallel to one another and perpendicular to the longitudinal axis of the linear guide. This design according to the invention means a considerable simplification both in production and in later repairs to the machine. The linear guides according to the invention enable the knife or the measuring
erträger an einer einzigen Wand des Traggestelles geführt werden, es entfällt also die sonst übliche zweite Wand. Die Bearbeitung dieses häufig als Gußkonstruktion hergestellten Maschinengestelles kann sich auf das Bearbeiten der Anlageflächen für die Führungsschienen und die entsprechenden Befestigungsmittel beschränken. Zudem kann die Linear führung, da sie unabhängig 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. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die Konstruktion aufgrund der erforderlichen maschinengestellseitigen Abstützung zu nur einer Seite wesentlich besser zugänglich und damit wartungsfreundlicher ist.The linear guide can be guided on a single wall of the support frame, so the usual second wall is no longer required. The machining of this machine frame, which is often made as a cast construction, can be limited to machining the contact surfaces for the guide rails and the corresponding fastening elements. In addition, the linear guide, since it is independent of the material used for the machine frame and also for the knife or knife carrier, can be optimized in terms of the material to be expected, which is only possible to a very limited extent with known constructions. A further advantage is that the construction is much more accessible and therefore easier to maintain due to the required support on the machine frame on only one side.
Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil liegt in der Anordnung der Schwenklager innerhalb des Messerträgers bzw. des Messers. Hierdurch kann eine praktisch momentfreie Krafteinleitung in die Schwenklager gewährleistet werden, wodurch die Lagerbelastung verringert und die Konstruktion spielfreier ausbildbar ist. Ein Austausch der Linearführungen ist problemlos möglich, im übrigen werden derartige Linearführungen als Standardbauteile beispielsweise von Lagerherstellern angeboten. Es wird in diesem Zusammenhang beispielsweise auf Führungsschienen und Führungswagen mit Kugelumlaufeinheit Typ KUSE der Firma INA Wälzlager Schaeffler KG in Herzogenaurach hingewiesen.Another very significant advantage is the arrangement of the pivot bearings within the blade carrier or the blade. This ensures that the force is introduced into the pivot bearings with practically no moment, which reduces the load on the bearings and allows the design to be free of play. The linear guides can be easily replaced, and such linear guides are also offered as standard components by bearing manufacturers, for example. In this context, reference is made to guide rails and guide carriages with recirculating ball bearing unit type KUSE from INA Wälzlager Schaeffler KG in Herzogenaurach.
Die Ausbildung der Lager zwischen Führungswagen und Messer bzw. Messerträger erfolgt dergestalt, daß an jedem Führungswagen rückseitig ein Zapfen vorgesehen wird, der in einer entsprechenden Aufnahme des Messers oder des Messerträgers drehbar gelagert wird. Eine solche Aufnahme kann beispielsweise durch eine Durchgangsbohrung mit eingesetztem Lagerelement bestehen.The design of the bearings between the guide carriage and the knife or knife carrier is such that a pin is provided on the back of each guide carriage, which is rotatably mounted in a corresponding holder on the knife or knife carrier. Such a holder can, for example, consist of a through hole with an inserted bearing element.
Zwar sind die Führungswagen formschlüssig an den am Traggestell befestigten Führungsschienen festgelegt, doch ist es weiterhin erforderlich, das Messer bzw. den Messerträger an den Führungswagen möglichst spielfrei, jedoch drehbar festzulegen. Hierzu wird 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 spielfrei festzulegen, sind zwischen Führungswagen und Messer bzw. Messerträger einerseits sowie zwischen Messer bzw. Messerträger und Mutter andererseits den Zapfen umgebende Axiallager, bevorzugt Axialnadellager vorgesehen, die durch die am Zapfenende sitzenden Muttern mit hoher Kraft zusammen mit dem Messer bzw. dem Messerträger auf den Führungswagen vorgespannt werden. Durch diese vorab aufgebrachte statische Vorlast der Axiallager wird erreicht, daß diese auch unter Last stets spielfrei sind. Die Vorspannung ist dabei so gewählt, daß die dadurch aufgebrachte 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 bestimmungsgemäßen Lage in bezug auf das Traggestell verbleibt, was zu einer hohen Schnittgenauigkeit führt.Although the guide carriages are positively secured to the guide rails attached to the support frame, it is still necessary to secure the knife or knife carrier to the guide carriage with as little play as possible, but still be able to rotate. To do this, the free end of the pins provided on the guide carriage is provided with an external thread, onto which a nut is then screwed after the knife or knife carrier has been installed. In order to ensure that the knife can be pivoted with as little friction as possible, and to secure it with as little play as possible, axial bearings, preferably axial needle bearings, are provided between the guide carriage and knife or knife carrier on the one hand, and between the knife or knife carrier and the nut on the other hand, which are pre-loaded onto the guide carriage with high force together with the knife or knife carrier by the nuts located on the end of the pin. This pre-applied static preload on the axial bearings ensures that they are always free of play, even under load. The pre-tension is selected so that the tension force applied is always higher than the reaction force due to cutting forces on the blade that can be expected during normal operation. This ensures that, regardless of the cutting force on the blade, it always remains in its intended position in relation to the support frame, which leads to a high level of cutting precision.
Bevorzugt werden die Linearführung zu beiden Seiten des Messers angeordnet, um eine möglichst gleichmäßige Kraftverteilung auf beide Führungen zu erreichen. Eine solche Anordnung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn auch die Antriebsmittel in diesen Bereichen angreifen, was beispielsweise durch entsprechende Kolben-Zylinder-Anordnungen zu beiden Seiten des Messers erfolgen kann.Preferably, the linear guides are arranged on both sides of the knife in order to achieve the most even distribution of force possible on both guides. Such an arrangement is particularly advantageous if the drive means also act in these areas, which can be achieved, for example, by means of appropriate piston-cylinder arrangements on both sides of the knife.
Eine besonders verschleißarme und leichtgängige Ausführung der Linearführungen ergibt sich, wenn die Führungswagen mit Kugelumlaufreihen versehen sind, so daß dieser auf der Führungsschiene praktisch kugelgelagert wird. Durch entsprechende Profilierung der Schiene und Anordnung von Kugelumlaufreihen im Führungswagen kann dieser in praktisch allen Richtungen quer zur Schiene sicher und spielfrei abgestützt werden. Es versteht sich, daß gegebenenfalls zur Erhöhung der Tragfähigkeit auch Kombinationen aus Kugelreihen und Rollenreihen oder nur Rollenreihen Verwendung finden können. 10A particularly low-wear and smooth-running design of the linear guides is achieved when the guide carriages are equipped with recirculating ball rows, so that they are practically ball-bearing mounted on the guide rail. By appropriately profiling the rail and arranging recirculating ball rows in the guide carriage, the latter can be supported safely and without play in practically all directions across the rail. It goes without saying that, if necessary, combinations of ball rows and roller rows or just roller rows can also be used to increase the load-bearing capacity. 10
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing.
Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Schneid-Fig. 1 is a front view of a cutting device according to the invention.
vorrichtung in stark vereinfachter Darstellung in beidendevice in a highly simplified representation in both
Endstellungen des Messers,End positions of the knife,
Fig. 2 die Einzelheit II in Fig. 1 in vergrößerter DarstellungFig. 2 shows detail II in Fig. 1 in an enlarged view
und
20and
20
Fig. 3 einen Schnitt längs der Schnittlinie IH-III in Fig. 2.Fig. 3 is a section along the line IH-III in Fig. 2.
Die anhand der Figuren dargestellte Schneidemaschine weist ein Traggestell 1 auf, dessen tragender Teil in Vorderansicht U-förmig ausgebildet ist. Der die freien Schenkel überbrückende obere Teil 2 des Traggestelles 1 erhöht zwar seine Stabilität, ist jedochThe cutting machine shown in the figures has a support frame 1, the supporting part of which is U-shaped when viewed from the front. The upper part 2 of the support frame 1, which spans the free legs, increases its stability, but is
(Es folgt Seite 6 der ursprünglichen Beschreibung)(Page 6 of the original description follows)
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 dargestellt, die obere Endstellung ist in unterbrochenen Linien dargestellt. not required due to the design. Linear guides 4 are arranged on the two legs 3 of the support frame 1, with which a knife carrier 5 is positively guided on the support frame 1. The knife carrier 5 holds a knife 6, which can be lowered onto a cutting bar in the machine table 7, which serves to support the material to be cut. Knife 6, knife carrier 5 and the associated drive devices in the form of piston-cylinder arrangements 8 are shown in Fig. 1 in their upper and lower end positions, the upper end position is shown in broken lines.
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.As is usual with machines of this type, the movement of the knife is in the form of a rocking cut, i.e. the knife 6 moves downwards and to the side at the same time during the downward movement, with an additional pivoting component being added, which ensures that the cutting edge of the knife 6 runs slightly obliquely to the horizontal in the upper end position and parallel to the horizontal and the cutting bar in the lower oblique position. For this purpose, the two linear guides 4 are arranged on both sides of the knife 6, which are at 45° and 48° angles to the vertical, i.e. at slightly different angles to the horizontal, in order to generate the pivoting movement described above.
Das Traggestell 1 ist im Bereich der Schenkel 3 plattenartig, je nach Maschinengröße gegebenenfalls mit rückseitigen Verstrebungen ausgebildet. An der in Fig. 1 sichtbaren Seite sind zwei Planflächen entsprechend dem Verlauf der Linearführungen 4 vorgesehen. An diesen Planflächen sind Führungsschienen 9 schraubbefestigt. Die Führungsschienen haben etwa doppel-T-förmiges Profil, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. Auf ihnen laufen form-The support frame 1 is plate-like in the area of the legs 3, possibly with rear struts depending on the size of the machine. On the side visible in Fig. 1, two flat surfaces are provided corresponding to the course of the linear guides 4. Guide rails 9 are screw-fastened to these flat surfaces. The guide rails have an approximately double-T-shaped profile, as indicated in Fig. 3. Form-
schlüssig gehaltene Führungswagen 10, die eine dem Führungsschienenprofil entsprechende Ausnehmung aufweisen. Die Ausbildung 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 geführt ist.securely held guide carriages 10, which have a recess corresponding to the guide rail profile. The design of the guide rail 9 and guide carriage 10 is not described in detail here, such linear guides are sufficiently well known, in this context reference is made as an example to the KUSE linear guide from INA Wälzlager Schaeffler KG, in which a guide carriage supported by six recirculating ball rows is guided on the guide rail 9 without play.
An der der Führungsschiene 9 abgewandten Seite jedes Führungswagens 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 Messers 6 eingepaßt sind. Weiterhin ist zwischen jedem Führungswagen 10 und dem Messerträger 5, wie in Fig. 3 ersichtlich, ein Axialnadellager 11 vorgesehen, das den Zapfen 12 umgibt. Weitere 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 Muttern 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 Schneidmaschine 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 Spielfreiheit der Lager 11 und 13 auch während des Schnittes zuver-On the side of each guide carriage 10 facing away from the guide rail 9, a pin 12 is arranged, the free end of which is provided with an external thread. These pins 12 on both sides of the knife 6 on the guide carriage carry radial bearings 14 in the form of roller bearings, which are fitted in the knife carrier 5 to the side of the knife 6. Furthermore, between each guide carriage 10 and the knife carrier 5, as can be seen in Fig. 3, an axial needle bearing 11 is provided, which surrounds the pin 12. Further axial needle bearings 13 are provided on the other side of the knife carrier 5, also surrounding the pins 12. Nuts 15 are seated on the ends of the pins 12 provided with an external thread, which secure the knife carrier 5 to the guide carriage 10 in a form-fitting manner. These nuts 5 are pre-tensioned with a high force so that the axial needle bearings 11 and 13 are also pre-tensioned. This ensures that these bearings are free from play. For example, the pre-tension on a cutting machine of a normal size is in a range that corresponds to a weight of several tons. In any case, it is selected to be high enough that the reaction forces occurring in this range during cutting when the machine is operated as intended are smaller than this pre-tensioning force so that the freedom from play of the bearings 11 and 13 can also be ensured during cutting.
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lässig sichergestellt ist, um eine hohe Schnittgenauigkeit zu erhalten. casually ensured in order to achieve a high cutting accuracy.
Auf diese Weise ist der Messerträger 5 schwenkbar an den Führungswagen 10 gelagert, so daß die durch die in unterschiedlichem Winkel angeordneten Linearführungen bedingte Schwenkbewegung des Messerträgers 5 mit dem daran befindlichen Messer 6 ausgeführt werden kann. Wie Fig. 3 verdeutlicht, liegen die Lager 14 innerhalb des im wesentlichen plattenförmig ausgebildeten Messerträgers 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 werden. Die direkt dahinter sitzenden Führungswagen 10 übertragen diese Kräfte dann auf die Führungsschienen 9 und somit das Traggestell 1.In this way, the knife carrier 5 is pivotably mounted on the guide carriage 10, so that the pivoting movement of the knife carrier 5 caused by the linear guides arranged at different angles can be carried out with the knife 6 located thereon. As Fig. 3 shows, the bearings 14 are located within the essentially plate-shaped knife carrier 5, which is particularly advantageous in terms of force introduction. This is because the knife carrier 5 is subjected to force by the laterally arranged piston-cylinder arrangements 8, which are hinged on the one hand to the knife carrier 5 and on the other hand to the support frame 1 in the lower area. The associated counterforces are generated on the knife 6, which is integrated within the knife carrier 5. Forces and reaction forces can therefore be introduced into the bearings 14 as well as the bearings 11 and 13 practically without torque. The guide carriages 10 located directly behind them then transfer these forces to the guide rails 9 and thus to the support frame 1.
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