EP0255626A1 - Messerwellenpaar zum Schneiden von bahnartigem Material, insbesondere Wellpappe - Google Patents

Abstract

Messerwellenpaar zum Schneiden von bahnartigem Material, insbesondere Wellpappe, bei dem sich die Messer kurz vor Beendigung des Schneidvorgangs gegebenenfalls unter Vorspannung kurzzeitig berühren, wobei die auf der nacheilenden Seite eines ersten Messers (21) liegende Schneidkante (23) in bekannter Weise als stetig durchgehend mit gleichem Abstand von der Wellenachse ausgebildet ist, das zweite Messer (10) eine sägezahnförmige Schneidkante (11) aufweist, deren Zähne (12) sich ausgehend von der durchgehenden Berührungslinie (13) mit dem ersten Messer (21) von der Welle des zweiten Messers (10) fort und im Annäherungsbereich der Messer (10, 21) in einem spitzen Winkel zur Verbindungsebene (27) zwischen Berührungslinie (13) und stetiger Schneidkante (23) so erstrecken, daß sie während des Schneidvorgangs auf der nacheilenden oder der voreilenden Seite des ersten Messers (21) liegen.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Messerwellenpaar zum Schneiden von bahnartigem Material, insbesondere Well­pappe, bei dem sich die Messer kurz vor Beendigung des Schneidvorgangs gegebenenfalls unter Vorspannung kurzzeitig berühren.
• In Querschneidern für Wellpappenfertigungsanlagen werden üblicherweise Messerwellenpaare verwendet, bei denen jedes Wellenpaar mindestens ein Messer hält mit einer stetig verlaufenden Schneidkante, die gleichen Abstand von der Wellenachse aufweist. Das Messerblatt verläuft entweder parallel zur Wellenachse oder es ist schraubenlinien­förmig angeordnet. Die schraubenlinienförmige Anordnung hat den Vorteil, daß während des Schneidvorgangs in ei­nem einzigen Augenblick immer nur ein kurzer Abschnitt der Schneidkanten miteinander in Eingriff ist, wodurch die Belastung der Messer, der Messerhalterung und der Wellen gering gehalten wird. Die Schneidkanten der Messer beschreiben Kreise, die sich geringfügig schneiden. Die Schneidkante des einen Messers liegt im voreilenden Be­reich und die andere im nacheilenden Bereich des Messer­blatts. Der Umlaufradius der Schneidkante im nacheilenden Be­reich wird etwas größer gewählt als der Radius des anderen Schneidmessers, so daß nur eine einmalige Berührung der Schneidkanten während eines Umlaufs stattfindet und nach dieser Berührung ein relativ rasches Auseinanderbewegen der Schneidkanten erfolgt. Um einen einwandfreien Schnitt zu gewährleisten, müssen die Schneidkanten gegen­einander vorgespannt sein, d.h. sie liegen während der Berührung unter einer teils erheblichen Vorspannung gegen­einander.
• Derartige Messerwellenpaare haben sich an sich bewährt. Bei verhältnismäßig zähem Material bzw. ab einer bestimm­ten Grammatur der Wellpappe oder auch bei feuchter oder beschichteter Wellpappe ist eine erhebliche Vorspannung notwendig, um einen einwandfreien Schnitt zu erhalten. Im Grenzfall kommt ein sauberer Schnitt überhaupt nicht zustande. Eine große Vorspannung bedingt hohe Schnitt­kräfte. Hohe Schnittkräfte machen in relativ kurzen Inter­vallen ein Nachstellen der Messer erforderlich, was zu einer unerwünschten Produktionsunterbrechung führt. Hohe Schnittkräfte führen ferner zu einem raschen Verschleiß der Messer.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Messer­wellenpaar zum Schneiden von bahnartigem Material, insbe­sondere Wellpappe, zu schaffen, das längere Nachstellin­tervalle und eine größere Standzeit der Messer ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf der nacheilenden Seite eines ersten Messers liegende Schneidkante in bekannter Weise stetig durchgehend mit gleichem Abstand von der Wellenachse ausgebildet ist, das andere Messer eine sägezahnartige Schneidkante aufweist, deren Zähne sich ausgehend von der durchgehenden Berührungs­linie mit dem ersten Messer von der Welle des zweiten Messers fort und im Annäherungsbereich der Messer in einem spitzen Winkel zur Verbindungsebene zwi­schen Berührungslinie und stetiger Schneidkante so erstrek­ken, daß sie während des Schneidvorgangs auf der nacheilen­den oder voreilenden Seite des Messers liegen.
• Sogenannte Sägezahnmesser sind an sich bekannt. Sie wer­den z.B. bei Schlagmessern eingesetzt. Sie werden auch bei sogenannten Kurzquerschneidern in Wellpappenanlagen verwendet. Das auf einer Welle sitzende Sägezahnmesser wirkt zusammen mit einer Vulkolanwalze, wobei sich wäh­rend des Schneidvorgangs die Zähne in die Gegenwalze ein­graben. Da beim Kurzquerschneider relativ wenige Schneid­vorgänge anfallen,sind sie für diesen Fall zufriedenstel­lend einsetzbar. Für Querschneider, bei denen pro Sekunde mehrere Schnittvorgänge ablaufen, wäre ein Zusammenwirken von Sägezahnmessern mit einer Vulkolanwalze unannehmbar. Die Vulkolanwalze wäre innerhalb kürzester Zeit zerstört.
• Beim erfindungsgemäßen Messerwellenpaar bleibt eine durch­gehende Berührungslinie zwischen den beiden Messern wäh­rend des Schneidvorgangs erhalten. Die Zähne der Säge­zahnkante bewirken eine Vorperforation und damit eine bessere Aufteilung der Schnittkräfte über den Schneidbe­reich. Dieser kann sich über die gesamte Länge der Messer­wellen erstrecken, vorzugsweise wird jedoch, wie an sich bekannt, eine schraubenlinienförmige Anordnung der Messer gewählt. Infolge der verringerten Schnittkräfte ist auch eine reduzier­te Radialbelastung auf die Messer, die Messerhalterung und die Messerbalken zu verzeichnen. Durch die Vorperfo­ration erhält man auch einen geringeren Quetscheffekt in horizontaler Richtung, wodurch die Bauteilbelastung auch in horizontaler Richtung geringer wird. Aufgrund der ge­ringeren Schnittkräfte und somit auch deren Horizontal­komponente ist eine geringere Messervorspannung erforder­lich, wodurch wiederum die Bauteilbelastung herabgesetzt wird. Die Intervalle, in denen ein Nachstellen der Messer erforderlich ist, werden erheblich verlängert. Auch der Messerverschleiß wird stark reduziert. Mit der Erfindung können daher Wartungsaufwand und Produktionsunterbrechungen aufgrund von Nachstellarbeiten und Auswechslung der Messer erheblich verringert werden.
• Die Lage der die Schneidkante des Gegenmessers überlappenden Zähne bezüglich des Gegenmessers hängt davon ab, welches der beiden Messer voreilend ist. Ist das Gegenmesser voreilend, liegen die Zähne auf der nacheilenden Seite des Gegenmessers. Ist hingegen das Sägezahnmesser voreilend, liegen die Zähne auf der voreilenden Seite des Gegenmessers.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Messer eines Messerwellenpaares nach der Erfindung.
• Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Messer nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2.
• Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht der nach­eilenden Seite des Messers nach Fig. 1 in Rich­tung des Pfeils 3 nach Fig. 2.
• Fign. 4 bis 6 zeigen verschiedene Momente eines Schneid­vorgangs mit einem herkömmlichen Messer­wellenpaar.
• Fign. 7 und 8 zeigen zwei seitlich voneinander abweichende Momente eines Schneidvorgangs mit dem erfin­dungsgemäßen Messerwellenpaar.
• Bevor auf die in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten näher eingegangen wird, sei vorangestellt, daß jedes der be­schriebenen Merkmale für sich oder in Verbindung mit Merk­malen der Beschreibung von erfindungswesentlicher Bedeutung ist.
• In den Figuren 1 bis 3 ist ein Messerblatt 10 von herkömmli­chem Querschnitt gezeigt mit Ausnahme einer sägezahnförmigen Schneidkante 11, durch welche einzelne Zähne 12 gebildet sind, deren Form aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht. Man er­kennt, daß die Zähne 12 durch entsprechendes Ausschleifen aus einer schrägen Seite des Messerblatts geformt sind, wo­durch sich in Seitenansicht in der Kontur dreieckförmige Zähne und Zahnlücken ergeben. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Zahnspitzen gegenüber der in Fig. 2 rechten Seite des Messerblatts 10, welche die voreilende Seite darstellt, versetzt. Die Ebene, in der sich die Zähne auf dieser Seite erstrecken, ist um einen Winkel a gegenüber der voreilenden Seite des Messerblatts 10 ge­neigt. Die Scheitelpunkte der Zahnlücken liegen auf einer gemeinsamen durchgehenden zur Achse des Messerblatts 10 parallelen Linie, die in Fig. 2 mit 13 bezeichnet ist. In Richtung Pfeil 3 ge­sehen, ergibt sich eine Zahnform gemäß Fig. 3, d.h. es sind Ein­schnitte 14 mit dreieckförmigem Querschnitt geformt. Die oberen Kan­ten der Einschnitte 14 werden von Geraden gebildet, die an den Zahn­spitzen beginnen und von dort spitzwinklig konvergierend zusammenlaufen, und zwar jeweils zwischen einer Zahnlücke.
• In den Figuren 4 bis 6 ist ein Schneidvorgang mit einem herkömmlichen Messerwellenpaar dargestellt. Messer 20, 21 sind in herkömmlicher Weise an Messerwellen befestigt. Die Messer 20, 21 verlaufen vorzugsweise schraubenlinien­förmig, so daß während des Schneidvorgangs immer nur eine beschränkte Länge der Schneidkanten 22, 23 mit der Well­pappe 24 in Eingriff ist. Dadurch können die Schnittkräfte kleiner gehalten und der Verschleiß der Messer re­duziert werden. Die Messer 20, 21 sind darüber hinaus ge­geneinander vorgespannt, um einen einwandfreien Schneid­effekt zu erhalten. Die Messer 20, 21 sind in bekannter Weise mit Freiflächen 24, 25 versehen. In den Figuren 4 bis 6 ist die Laufrichtung der Wellpappe 24 von links nach rechts. Die untere Welle mit dem Messer 21 dreht sich im Uhrzeigersinn, während die obere Welle sich entgegenge­setzt dem Uhrzeigersinn dreht. Gemäß der Darstellung nach Fig. 4 berühren die Messer 20, 21 die Deckflächen der Well­pappe 24a,wobei eine voreilende Kante 26 des Messers 21 sich etwas in die untere Deckfläche eindrückt. Bei der Darstellung nach Fig. 5 sind die gewellten Bahnen zusam­mengedrückt, und alle fünf Bahnen der Wellpappe 24a sind mehr oder weniger aufeinandergepreßt, ohne daß eine Trennung vollzogen ist. Diese ist endgültig erst dann beendet, wenn die Schneidkanten 22, 23 unter Vorspannung gegeneinander liegen, wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist.
• Bei dem Messerwellenpaar nach Figuren 7 und 8 ist das untere, voreilende Messer in herkömmlicher Weise ausgebildet, wie in den Figuren 4 bis 6 dargestellt. Das obere Messer ist jedoch das Sägezahnmesser 10 nach den Figuren 1 bis 3. Fig. 7 entspricht zeitlich der Anordnung der Messer in herkömmlicher Weise nach Fig. 4. Man erkennt, daß sich die Zähne 12 bereits in die obere Decklage eingegraben und diese perforierend durchstoßen haben. Dies beruht da­rauf, daß die Zähne 12 sich gegenüber der Berührungslinie 13 zwischen oberem Messer 10 und unterem Messer 21 weiter in Richtung des unteren Messers erstrecken. Die Zähne bilden gegenüber der Verbindungsebene 27 zwischen den Berührungslinien 13, 23 einen spitzen Winkel, so daß die Zähne 12 während des Schneidvorgangs stets auf der nach­eilenden Seite des Messers 21 liegen (siehe auch Fig. 8). Bevor sich die Schneidkante 23 des unteren Messers 21 unter ge­ringerer Vorspannung gegen die durchgehende Linie 13 des oberen Messers 10 anlegt, haben die Zähne 12 bzw. die durch sie gebildete sägezahnförmige Schneidkante 11 alle Lagen der Wellpappe 24a weitgehend durchschnitten, wobei jedoch der Schneidvorgang auch erst dann beendet wird, wenn die Schneidkante 23 gegen die Berührungslinie 13 anliegt. Die hierfür erforderliche Vorspannung ist jedoch weitaus niedriger als bei einer Messeranordnung nach den Figuren 4 bis 6. Dies beruht, wie bereits beschrieben, auf den weitaus geringeren Schnittkräften, die aufgrund der säge­zahnartigen Schneidkante 11 gewählt werden können.
• Die Messer 10, 21 können ebenfalls in herkömmlicher Weise schraubenlinienförmig auf der Welle befestigt werden. Die Befestigung ist herkömmlicher Art. Das Messer 10 hat hier­für an den Enden Bohrungen 30 und an der Unterkante Aus­sparungen 31 zur Befestigung im Messerhalter.

Claims (4)

1. Messerwellenpaar zum Schneiden von bahnartigem Material, insbesondere Wellpappe, bei dem sich die Messer kurz vor Beendigung des Schneidvorgangs gegebenenfalls un­ter Vorspannung kurzzeitig berühren, dadurch gekenn­zeichnet, daß die auf der nacheilenden Seite eines ersten Messers (21) liegende Schneidkante (23) in be­kannter Weise als stetig durchgehend mit gleichem Ab­stand von der Wellenachse ausgebildet ist, das andere Messer (10) eine sägezahnförmige Schneidkante (11) auf­weist, deren Zähne (12) sich ausgehend von der durch­gehenden Berührungslinie (13) mit dem ersten Messer (21) von der Welle des zweiten Messers (10) fort und im An­näherungsbereich der Messer (10, 21) in einem spitzen Winkel zur Verbindungsebene (27) zwischen Berührungs­linie (13) und stetiger Schneidkante (23) so erstrecken, daß sie während des Schneidvorgangs auf der nacheilenden oder der voreilenden Seite des ersten Messers (21) liegen.

2. Messerwellenpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (12) und die Zahnlücken dreieckig sind.

3. Messerwellenpaar nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Zähne (12) durch das Einschleifen in eine über die Breite des Messerblatts (10) gehen­de Schrägfläche geformt sind.

4. Messerwellenpaar nach Anspruch 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Einschliffe (14) im Querschnitt dreieckförmige Vertiefungen bilden.

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