EP0513576B1

EP0513576B1 - Apparatus for cutting foil webs

Info

Publication number: EP0513576B1
Application number: EP92107008A
Authority: EP
Inventors: Josef Birkmann; Klaus Bott; Bernd Dr. Scholtysik
Original assignee: BASF Magnetics GmbH
Current assignee: Emtec Magnetics GmbH
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2012-04-24
Also published as: JPH05138587A; JP3195043B2; DE4116102A1; DE59201946D1; EP0513576A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Folienbahnen mit in sich elastischen kreisförmigen Schneidmessern, die austauschbar in einem Nabenflansch einer Messerwelle aufgenommen sind und die gegen ebenfalls kreisförmige Nutmesser, die auf einer Nutmesserwelle aufgespannt sind, axial angestellt sind, wobei die Scheibenmesser mittels Zwischenringen auf der Scheibenmesserwelle eingespannt sind, bei denen jeder der zylindrischen Zwischenringe an einer seiner Außenflächen eine radiale kreiszylindrische Nut aufweist, in der ein oder mehrere Federelemente stecken, deren Angriffspunkt innerhalb des radialen Durchmessers des Zwischenringes liegt, so daß das Scheibenmesser im eingespannten Zustand der Scheibenmesserwelle völlig plan liegt und lediglich beim axialen Anstellen durch die Nutmesser axial verformt wird.The invention relates to a device for cutting film webs with inherently elastic circular cutting knives, which are interchangeably received in a hub flange of a knife shaft and which are axially adjusted against likewise circular slot knives, which are clamped on a slot knife shaft, the disk knives using intermediate rings on the Disc knife shaft are clamped, in which each of the cylindrical intermediate rings has on one of its outer surfaces a radial circular cylindrical groove in which one or more spring elements are inserted, the point of engagement of which lies within the radial diameter of the intermediate ring, so that the disc knife lies completely flat when the disc knife shaft is clamped and is only deformed axially by the grooving knife when it is turned on axially.

Für den Aufbau der Scheibenmesserwelle sind aus dem Stand der Technik bisher folgende Grundformen bekanntThe following basic forms are known from the prior art for the construction of the disc knife shaft

1. The disc knife is pressed against the slot knife by a spring.

Das Prinzip dieser Anordnung zeigt die Figur 1. Entsprechende Vorrichtungen sind bekannt aus den deutschen Patenten 305 586 sowie 24 05 849. Bei dieser bekannten Anordnung sitzt das Scheibenmesser (1) auf Zwischenringen (3) der Scheibenmesserwelle und wird durch eine Feder (4), beispielsweise eine Tellerfeder, zunächst an die Seitenfläche des benachbarten Zwischenrings angepreßt. Da die Feder (4) das Scheibenmesser (2) bei einem Durchmesser beaufschlagt, der größer als der Durchmesser der Anlagefläche des Scheibenmessers am Zwischenring ist, wird das meist dünne Scheibenmesser (z. B. 0,5 mm dick) von der Feder verformt (1' - in Figur 1). Diese Anordnung hat folgende Nachteile

Inhomogenitäten in der Umfangsrichtung der Tellerfedern verursachen einen Taumelschlag bei den Scheibenmessern
Die Scheibenmesser werden durch eine axiale Verschiebung in Kontakt mit den Nutmessern gebracht, wobei die Feder (4) die Anpreßkraft zwischen Scheiben- und Nutmesser erzeugen soll. Durch die von der Feder verursachte Verformung des Scheibenmessers "zum Nutmesser hin" entsteht eine unerwünschte Berührung der Scheiben- und der Nutmesserkanten. Dadurch entsteht ein erhöhter Messerverschleiß und als Folge davon eine schlechte Schnittqualität
Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß üblicherweise eine große Anzahl von Scheibenmessern und eine entsprechende Anzahl von Nutmessern auf Wellen angebracht werden, um breite Bahnen in schmale Streifen zu zerschneiden. Da die Tellerfedern normalerweise in ihrer Steifigkeit gewisse Toleranzen aufweisen, ist diese unerwünschte Verformung der Scheibenmesser unterschiedlich groß, was wiederum Abweichungen im Teilungsmaß der Scheibenmesserwelle, das heißt, Abstand von Messer zu Messer, bewirkt. An sich hat die Dicke der Scheibenmesser keinen Einfluß auf die Wellentoleranzen; die Teilungsgenauigkeit der Scheibenmesserwelle sowie der Summenfehler der Messerwelle (Gesamtlänge) wird zunächst nur durch die Dicke der Zwischenringe festgelegt. Durch die Verformung der Scheibenmesser aufgrund der Federkraft treten jedoch wieder Abweichungen von der theoretischen Wellenteilung auf.
Vorteilhaft ist bei dieser Anordnung, daß die Scheibenmesser einfach von der Welle demontierbar sind und somit als Paket verspannt nachgeschliffen werden können. Dadurch können kurze Schleifzeiten und gute Schleifqualitäten erreicht werden.

The principle of this arrangement is shown in FIG. 1. Corresponding devices are known from German patents 305 586 and 24 05 849. In this known arrangement, the disc knife (1) sits on intermediate rings (3) of the disc knife shaft and is supported by a spring (4), for example, a plate spring, first pressed against the side surface of the adjacent intermediate ring. Since the spring (4) acts on the disc knife (2) at a diameter that is larger than the diameter of the contact surface of the disc knife on the intermediate ring, the mostly thin disc knife (e.g. 0.5 mm thick) is deformed by the spring ( 1 '- in Figure 1). This arrangement has the following disadvantages

Inhomogeneities in the circumferential direction of the disc springs cause the disc knives to wobble
The disc knives are brought into contact with the slot knives by means of an axial displacement, the spring (4) being intended to generate the contact force between the disk and slot knives. The deformation of the disk knife "towards the slot knife" caused by the spring creates an undesirable contact between the disk and slot knife edges. This results in increased knife wear and, as a result, poor cutting quality
Another disadvantage arises from the fact that usually a large number of disc knives and a corresponding number of slot knives are mounted on shafts in order to cut wide webs into narrow strips. Since the disc springs normally have certain tolerances in terms of their stiffness, this undesirable deformation of the disc knives has different sizes, which in turn causes deviations in the pitch of the disc knife shaft, that is to say the distance from knife to knife. As such, the thickness of the disc knives has no influence on the shaft tolerances; The division accuracy of the disc knife shaft and the total error of the knife shaft (total length) is initially only determined by the thickness of the intermediate rings. Due to the deformation of the disc knives due to the spring force, deviations from the theoretical shaft pitch occur again.
It is advantageous with this arrangement that the disc knives can be easily removed from the shaft and can thus be re-sharpened as a package. This enables short grinding times and good grinding qualities to be achieved.

In der DE 36 42 005 wird eine Scheibenmesseranordnung beschrieben, bei der durch eine entsprechende Gestaltung der Zwischenringe oder durch die Kraft der Tellerfedern die Scheibenmesser kegelstumpfförmig "zum Nutmesser hin" verformt werden. Dadurch soll eine günstige Berührung zwischen Scheiben- und Nutmesser erfolgen. Nach den Untersuchungen der Anmelderin kommt es hierbei jedoch zu einer Berührung der Messerkanten, wie auch aus Figur 1 erkennbar ist.In DE 36 42 005 a disc knife arrangement is described in which the by an appropriate design of the intermediate rings or by the force of the plate springs Disk knives are frustoconically shaped "towards the grooving knife". This should result in a favorable contact between the disc and slot knife. According to the investigations of the applicant, however, the knife edges come into contact here, as can also be seen from FIG. 1.

In der DE 968 269 ist ein Kreismesser beschrieben, das aus einer dünnen Ringscheibe besteht, die auf einem ringförmigen Trageglied gehalten wird. Das Kreismesser ist schwach konisch verformt. Die Anpressung des Kreismessers an das Gegenmesser erfolgt federnd durch eine Schraubenfeder. Durch die zusätzliche Verwendung eines Tragrings ist das beschriebene Messersystem im Aufbau sehr kompliziert.DE 968 269 describes a circular knife which consists of a thin ring disk which is held on an annular support member. The circular knife is slightly conical. The circular knife is pressed against the counter knife by a helical spring. Due to the additional use of a support ring, the knife system described is very complicated in structure.

Das Dokument NL-A 8 503 497 beschreibt eine Längs-Schneidvorrichtung, bei der jeweils zwei durch Federn vorgespannte Kreismesser beidseitig die Kante des gegenüberliegenden Nutmessers beaufschlagen. Die Federvorspannung wird dadurch bewirkt, daß auf einer Seite der Scheibenmesser ein mit einer radialen Nut versehenes Spannstück angeordnet ist, wobei in der Nut ein Federelement steckt, welches über eine Distanzscheibe das Kreismesser gegen die Nutmesserkante drückt.Document NL-A 8 503 497 describes a longitudinal cutting device in which two circular knives prestressed by springs act on both sides of the edge of the opposite slot knife. The spring preload is brought about by the fact that a clamping piece provided with a radial groove is arranged on one side of the disc knife, a spring element being inserted in the groove and pressing the circular knife against the groove knife edge via a spacer disc.

Die DE-A 24 37 860 beschreibt eine Kreismesseraufnahme, bei der eine Spannfeder zwischen einem Nabenbund der Aufnahmenabe und dem im Abstand von diesem liegenden Kreismesserrücken angeordnet ist und das starre, mit einem Verdrehsicherungsglied versehene Kreismesser axial gegen das gegenüberliegende Messer verschiebt.DE-A 24 37 860 describes a circular knife receptacle in which a tension spring is arranged between a collar of the receptacle hub and the circular knife back at a distance therefrom and axially displaces the rigid circular knife provided with an anti-rotation element against the opposite knife.

2. The disc knives are rigidly clamped between spacer rings.

Das Prinzip dieser Anordnung zeigt die Figur 2. Diese Anordnung ist bekannt aus den US-Patenten 4 330 092 und 4 428 265. Bei diesen Anordnungen sind die Scheibenmesser (1) zwischen Distanzringen (9) fest eingespannt und dienen selbst als federndes Element. Da die Scheibenmesser mit engen Toleranzen hergestellt werden und aus hochwertigen Materialien, beispielsweise Hartmetall, bestehen, sind die einzelnen "Federn" sehr gleichmäßig. Eine Verformung der Scheibenmesser erfolgt bei dieser Anordnung, wie die Figur 2 zeigt, so, daß die Kante der Scheibenmesser die Nutmesserkante nicht berührt, wodurch eine Beschädigung der Scheibenmesserkante vermieden wird, was günstig für die Schnittqualität ist.The principle of this arrangement is shown in FIG. 2. This arrangement is known from US Pat. Nos. 4,330,092 and 4,428,265. In these arrangements, the disc knives (1) are firmly clamped between spacer rings (9) and serve themselves as a resilient element. Since the disc knives are manufactured with tight tolerances and are made of high-quality materials, such as hard metal, the individual "springs" are very even. In this arrangement, as shown in FIG. 2, the disc knives are deformed such that the edge of the disc knives does not touch the groove knife edge, thereby avoiding damage to the disc knife edge, which is favorable for the cutting quality.

Nachteilig an dieser Anordnung ist

gegenüber der Anordnung nach Figur 1 werden die Toleranzen von doppelt so viel Teilen beeinflußt (Distanzringe und Scheibenmesser), wodurch ein erhöhter Montage- und Anpassungsaufwand entsteht. Außerdem muß die Dicke der Scheibenmesser mit einer Toleranz von cirka 1 »m gewählt werden, wodurch die Scheibenmesser sehr teuer werden.
Erfolgt der Nachschliff der Scheibenmesser auf der Scheibenmesserwelle, entsteht dabei ein hoher Schleifzeitbedarf und Probleme mit der Schleifqualität, da die dünnen Scheibenmesser beim Schleifen federn können. Erfolgt dagegen der Nachschliff im demontierten Zustand als Paket, so entsteht dabei ein großer Montageaufwand wegen der hohen Genauigkeitsanforderung.

This arrangement is disadvantageous

Compared to the arrangement according to FIG. 1, the tolerances are influenced by twice as many parts (spacer rings and disc knives), which results in increased assembly and adjustment effort. In addition, the thickness of the disc knives must be selected with a tolerance of approximately 1 »m, which makes the disc knives very expensive.
If the disc knives are reground on the disc knife shaft, this results in a high grinding time requirement and problems with the grinding quality, since the thin disc knives can spring during grinding. If, on the other hand, regrinding is carried out as a package in the disassembled state, this results in a large assembly effort due to the high accuracy requirement.

Daher bestand die Aufgabe, eine Schneidvorrichtung der eingangs genannten gattungsmäßigen Art zu finden, bei der

eine für den Messerverschleiß ungünstige Verformung der Scheibenmesser "zum Nutmesser hin" vermieden wird
die Scheibenmesser exakt und schwingungsarm fixiert werden
möglichst wenig genauigkeitsbestimmende Teile vorhanden sind
eine einfache Montage sowie Demontage der Scheibenmesserwelle möglich ist und somit ein Nachschliff der Scheibenmesser im demontierten Zustand erfolgen kann.

Therefore, the task was to find a cutting device of the generic type mentioned in the

an unfavorable deformation of the disc knives "towards the grooving knife" is avoided for knife wear
the disc knives are fixed precisely and with little vibration
there are as few accuracy-determining parts as possible
simple assembly and disassembly of the disc knife shaft is possible and regrinding of the disc knives can thus be carried out in the disassembled state.

Die Aufgabe wurde mit einer Schneidevorrichtung gelöst, wie sie im Anspruch 1 beschrieben und in Figur 3 im Prinzip dargestellt ist. Nachstehend wird die Erfindung näher erläutert und zwar stellen dar

Figuren 1 und 2: bekannte Schneidevorrichtungen
Figur 3: eine spezielle Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

The object was achieved with a cutting device as described in claim 1 and shown in principle in FIG. 3. The invention is explained in more detail below, namely represent

Figures 1 and 2: known cutting devices
Figure 3: a special embodiment of the present invention.

Eine bevorzugte Form ist aus der Figur 3 erkennbar. Der Zwischenring (33) besitzt benachbart seiner einen Seitenfläche eine radial umlaufende Nut (21), deren Tiefe in radialer Richtung ungefähr bis zur inneren Bohrung des Scheibenmessers (1) reicht. Auf diese Weise entsteht ein dünner elastischer Federring (18), dessen äußeres offenes Ende abgebogen ist und mit seiner Seitenfläche (19) das Scheibenmesser (1) an den nächstfolgenden Zwischenring (33) preßt, wobei die Außenseite des offenen Endes des Federrings mit dem Radius des Zwischenrings (33) bündig abschließt. Zur Verbesserung der elastischen Wirkung hat der Federring zwischen äußerem und innerem Ende an seiner dem Scheibenmesser zugekehrten Seite eine Ausnehmung (20). Diese Vorrichtung biete Vorteile nämlich schmale Bauweise, Vermeidung von Teilevielfalt und ist außerdem geeignet für das Schneiden schmaler Streifen.A preferred form can be seen from FIG. 3. The intermediate ring (33) has a radially circumferential groove (21) adjacent to its one side surface, the depth of which extends in the radial direction approximately to the inner bore of the disc knife (1). In this way, a thin elastic spring ring (18) is formed, the outer open end of which is bent and with its side surface (19) presses the disc knife (1) against the next intermediate ring (33), the outside of the open end of the spring ring with the radius of the intermediate ring (33) is flush. To improve the elastic effect, the spring ring has a recess (20) between the outer and inner end on its side facing the disc knife. This device offers advantages namely narrow design, avoidance of variety of parts and is also suitable for cutting narrow strips.

Claims

Apparatus for cutting film webs having intrinsically flexible circular cutters, which are fitted interchangeably in the hub flange of a cutter shaft and are axially set with respect to likewise circular keyway cutters, which are clamped on a keyway cutter shaft, the disk cutters being clamped by means of intermediate rings on the disk cutter shaft, in which arrangement each of the cylindrical intermediate rings has on one of its outer faces a radial circular-cylindrical groove, the disk cutters being prestressed by means of spring elements, the point of application of which lies within the radial diameter of the intermediate ring (33), so that, in the clamped state of the disk cutter shaft, the disk cutter lies fully flat and is axially deformed only upon axial setting by the keyway cutter, wherein each intermediate ring (33) mounted on the disk cutter shaft (6) has adjacent to its one cylindrical outer face a radially extending groove (21), the depth of which in the radial direction reaches approximately as far as the inner bore of the disk cutter (1) and wherein the outer open end of the thin spring ring (18) thus produced is bent away in the direction of the next intermediate ring (33) and, with its side face (19), presses the disk cutter against the next-following intermediate ring, wherein the spring ring has on its side facing the disk cutter a recess (20) between outer end and inner end and wherein the spring force of the spring elements (14) is so great that, upon axial setting of the keyway cutter (2), the disk cutter (1) is not deformed within the region in which it bears against the intermediate ring (33).