EP1750912A1 - Schneidmesser für rotationsschneidanlagen - Google Patents

Schneidmesser für rotationsschneidanlagen

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Publication number
EP1750912A1
EP1750912A1 EP05749927A EP05749927A EP1750912A1 EP 1750912 A1 EP1750912 A1 EP 1750912A1 EP 05749927 A EP05749927 A EP 05749927A EP 05749927 A EP05749927 A EP 05749927A EP 1750912 A1 EP1750912 A1 EP 1750912A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutting
edge
knife
cutting body
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP05749927A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Taffertshofer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gramatec GmbH
Original Assignee
Gramatec GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gramatec GmbH filed Critical Gramatec GmbH
Publication of EP1750912A1 publication Critical patent/EP1750912A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/0006—Cutting members therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/0006—Cutting members therefor
    • B26D2001/0046—Cutting members therefor rotating continuously about an axis perpendicular to the edge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/0006—Cutting members therefor
    • B26D2001/006—Cutting members therefor the cutting blade having a special shape, e.g. a special outline, serrations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/929—Tool or tool with support
    • Y10T83/9319—Toothed blade or tooth therefor
    • Y10T83/9346—Uniformly varying teeth or tooth spacing

Definitions

  • the present invention relates to a cutting knife for rotary cutting systems for cutting paper, in particular isolated paper products in scale formation, according to the preamble of claim 1.
  • printed products such as advertising printed matter or magazines
  • web printing machines for example commercial web offset, newspaper and gravure printing machines.
  • these web printing machines lay out the products in a scale-like manner, lying one above the other on a means of transport, such as a conveyor belt. This means that the products are in the form of a so-called scale on the means of transport.
  • the finished products are created by trimming the head and foot areas and the mostly open long side in further processing lines. Since the printed products are processed without intermediate storage and at full speed, that is, the normal speed of the means of transport, this is referred to as "in-line" processing.
  • the trimming is not carried out by cutting the individual products, but rather by processing a product formation, the so-called scale, in a first cutting machine and after deflecting the scale through 90 ° by means of a so-called corner deflection in a second cutting machine.
  • the high performance of the printing presses requires processing in the shed in order to keep the transport speeds bearable. Trimming in the scale has proven to be the most practical solution, since otherwise a much longer and more complex processing would be necessary.
  • a cutting device for cutting printed products is described in EP 0 450 338 A1, which has a rotating knife disk that works against a counter knife and is provided with several blades.
  • No. 5,197,364 describes a cutting device in which the cutting knife is arranged under the scale, which results in a more favorable force distribution since the resulting force no longer acts only perpendicular to the paper fibers. Such arrangements have been used for some time, but it has been shown that the cut quality is still not the desired one, since a clearly visible tear-out is still produced. In addition, such a cutting device is also cost-intensive because additional measures, such as knife units that can be folded out, are necessary due to the poor accessibility to the main knife arranged below. DE 196 29 561 Cl therefore proposes to arrange cutting knives above and below the scale. However, such a device is even more expensive and complex since the scale is always guided centrally between the cutting knives for good cutting results, which is very difficult due to the different height of the scale in the overlap area and non-overlap area.
  • Cutting knives are provided which are fastened to a clamping arrangement which tapers conically from the hub to the circumference of the knife carrier, the cutting knife ends projecting from the circumference of the knife carrier forming a cutting plane perpendicular to the axis of rotation of the cutting tool.
  • Cutting knives have a clamping cross-section that can be displaced in dovetail-shaped guide grooves and can each be locked in pairs by a clamping plate arranged between them and clampable against the knife carrier.
  • a cutting knife cooperating with a counter knife which has a substantially frustoconical base body, the conical carrying surfaces of which extend perpendicular to the axis of rotation and the blades are arranged on the frustoconical rear surface of the base body and with which Include an angle at the cutting plane.
  • the blades are in different cutting positions slidably mounted and lockable.
  • a knife is known from DE 894 763 C, which is designed as a type of saw blade with additional planing teeth. As a result, the displacement in such a blade-like knife, which has no conical shape, is significantly less.
  • this planer tooth saw blade is, as is also described in the document, intended for cutting wood.
  • such a saw blade is not suitable for cutting paper, since the planing teeth at high throughput speed do not cut the paper on the planing tooth, but rather tear rather than cut, so that the cutting edge does not have the desired quality.
  • a cutting knife for rotary cutting systems for printed products from paper sheets in flake formation or as a single product with an essentially round, disk-shaped cutting body with an axis of rotation arranged essentially in the center of the disk, at the edge of which cutting sections are formed, is described.
  • the cutting sections have at least two different, alternating areas, the first area comprising a sawtooth formed by notching the cutting body and the second area comprising a peeling knife.
  • the peeling cutting edge is conical. This means that the two surfaces of the cutting body converge towards the edge of the cutting body in this area.
  • the cutting body has at least partially a larger radius in the second area than in the first area.
  • the two surfaces of the essentially disk-shaped cutting body form a cutting edge on the edge of the knife, which, when the knife is rotated clockwise, has an edge-free or step-free transition to the tooth in front of it and extends outwards in relation to the circumference of the cutting knife.
  • edge-free or step-free transition to the tooth in front of it and extends outwards in relation to the circumference of the cutting knife.
  • the edge runs outside the circle.
  • a second region which comprises a peeling blade, does not necessarily follow directly in the cutting sections with the region designed as a saw tooth. These two areas alternate. However, this does not mean that the cutting knife has only these two cutting sections. It would also be conceivable that further cutting sections are provided.
  • the cutting knife according to the present invention now acts when arranged above the scale and in a direction of rotation in the direction of conveyance of the scale so that the sawtooth removes material from the chip space and has a force effect from top to bottom.
  • the peeling blade that follows in the cutting knife cuts through one side of the cutting gap due to its conical shape. This pulling cut of the cutting knife gives a particularly good cutting surface.
  • the sawtooth essentially cuts out the volume.
  • the peeling edge on the other hand, only slits a fine notch along the first cut - depending on the arrangement on one or the other cut edge. This side cut surface is very clean and shows no tear.
  • the peeling edge is the only determining factor for the cutting quality on the side on which the cone of the peeling edge runs.
  • the cone of the peeling cutting edge can namely either run to one edge of the thickness of the cutting body of the knife or to the other side. If the peeling blades alternated in their “cone direction”, then both cutting edges could have a very good surface and the cutting knife could be used, for example, to cut so-called middle cut products.
  • All conventional cutting knives produce a product side that is of better quality with regard to the cutting edge and a section side with a very poor surface.
  • good cut surfaces can be produced on both sides.
  • a cutting knife according to the present invention works entirely without lateral displacement forces. Because a volume corresponding to the width of the knife is removed from the material to be cut when cutting. In order to keep this volume small, the knife according to the invention advantageously has the smallest possible thickness. As a result, the cutting edges of the saw teeth also become narrow, which reduces the cutting forces and thus further reduces the risk of the material to be cut tearing.
  • the transition from the saw tooth to the peeling cutting tooth is at least in the area which processes the products during operation, and the peeling knife has an edge which runs obliquely outwards in relation to the circumference of the knife, is also with a variable product throughput speed, the peeling blade is actually always in use and is not “skipped”, as is the case, for example, with devices known from the prior art.
  • the knife known from DE 894 763 it has been shown with the knife known from DE 894 763 that the circumference here Peeling blades are formed, which are concentric on a circular path to the axis of rotation, in order to work "non-kickback". This results in an edge between the sawtooth and the peeling tooth area, which forms a triangular surface when viewed in the running direction of the knife. This area causes paper fibers to tear out as soon as the transport speed of the products increases.
  • the transition from the saw tooth to the peeling tooth is formed as a cutting section. This ensures that the cutting edge is always used, even with variable product throughput speeds, so that a good cutting edge can always be achieved.
  • the cutting knife is designed such that, in a view in which the cutting body rotates clockwise for cutting, the sawtooth is designed such that an edge extending circumferentially on the cutting body forms an angle with the radius of the cutting body Range of 40 to 85 ° and a towards the center of the cutting body The protruding edge to the radius encloses an angle in the range of -10 to 45 °.
  • the peeling cutting edge of the cutting knife according to the invention is advantageously designed such that, in a view in which the cutting body rotates clockwise for cutting, the peeling cutting edge is designed such that an edge extending circumferentially on the cutting body forms an angle with the radius of the cutting body Range of 40 to 85 °, an edge extending towards the center of the cutting body encloses an angle in the range of -30 to 60 ° and a cone angle is in the range of 6 to 30 °.
  • edge extending circumferentially on the cutting body to the radius of the cutting body is designed to be stepless with an angle in the range from 40 to 85 °.
  • the cutting body can be formed essentially in one piece with the cutting sections.
  • the cutting knife is formed such that the thickness of the cutting body outside the cutting areas is in the range from 0.1 to 5 mm.
  • the smallest possible thickness of the cutting knife means that the cutting forces on the printed products can be kept as low as possible.
  • the outer diameter of the cutting body is 50 to 250 mm. Since the cutting knife according to the invention can also have relatively small dimensions, the cutting knife can also be produced very inexpensively. Due to the small total volume of the entire cutting knife, the use of a knife made entirely of hard metal is also economically possible.
  • Figure 1 shows the arrangement of printed products in a scale and the force vectors when cutting according to a method of the prior art
  • Figure 2 shows a cutting knife according to a preferred embodiment of the invention
  • Figure 3 shows an enlarged section B of Figure 2
  • Figure 4 shows a section C-C in Figure 2.
  • a cutting knife 1 according to the invention is shown in FIG.
  • the direction of rotation 2 of such a cutting knife according to the invention is clockwise in the illustration shown.
  • the diameter of this cutting knife is 120 mm.
  • the area B of FIG. 2 was shown enlarged in FIG. 3.
  • the cutting blade is rotated at a relatively high speed of about 24 000 min -1.
  • the saw tooth 3 is followed by a peeling blade 4, 5.
  • the saw tooth 3 is designed such that an edge 9 which extends circumferentially on the cutting body has an angle of approximately 75 ° to the radius of the cutting body and the edge 15 which extends in the direction of the center of the cutting body has an angle ⁇ of approximately 20 °.
  • the cutting knife 1 according to the invention shown also has two different second areas, peeling blades 4, 5, each of which extends conically towards the other side of the thickness D of the cutting knife 1. These peeling blades 4, 5 always alternate. This means that the saw tooth 3 formed as a notch is followed by the peeling blade 4, which is in turn followed by a saw tooth 3 which is followed by the peeling blade 5. According to the preferred embodiment shown, both the edge 8 and the edge 9 are of stepless design.
  • the peeling blade 4, 5 protrudes a little above the sawtooth 3. This is shown with reference number 7 and, according to the preferred embodiment shown, this projection is 0.2 mm. This protrusion means that the peeling blades 4, 5 alone are responsible for the cutting quality.
  • FIG. 4 shows a section CC of FIG. 2, that is to say a section through a peeling blade 4, 5 of the cutting knife 1 according to the invention.
  • the peeling cutting edge 4, 5 according to the preferred embodiment shown is designed such that an edge 8 extending circumferentially on the cutting body 6 forms an angle ⁇ of approximately 70 ° to the radius of the cutting body 6, and an edge 16 extending towards the center of the cutting body 6 encloses an angle ⁇ of approximately 30 ° with the radius and a cone angle ⁇ is approximately 15 ° (see FIG. 4).
  • the section CC from FIG. 4 corresponds to a section through the peeling edge 4. In the case of a section through a peeling edge 5, FIG. 4 would be the same in mirror image.
  • the thickness D of the cutting body 6 is 0.8 mm.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schneidmesser für Rotationsschneidanlagen für Druckprodukte oder Bahnen aus flexiblen Stoffen wie Papier, Kunststoff, Gewebe, Leder oder Holz, insbesondere mehrlagige, vereinzelte Papierprodukte in Schuppenformation, mit einem im wesentlichen runden, scheibenförmigen Schneidkörper mit einer im wesentlichen im Mittelpunkt der Scheibe angeordneten Drehachse an dessen Rand Schneidabschnitte gebildet sind. Die Schneidabschnitte weiden mindestens zwei verschiedene sich abwechselnde Bereiche auf, wobei der erste Bereich durch Einkerben des Schneidkörpers als eine Art Sägezahn und der zweite Bereich als eine Art Schälschneide ausgebildet ist und bezüglich einer Dicke des Schneidkörpers konisch zum Rand des Schneidmessers hin verläuft und der Schneidkörper im zweiten Bereich zumindest teilweise einen größeren Radius aufweist als im ersten Bereich. Bei diesem Schneidmesser soll bei einer Ansicht, in der sich der Schneidkörper zum Schneiden im Uhrzeigersinn dreht, eine sich umfänglich am Schneidkörper erstreckende Kante des zweiten Bereichs zum Radius des Schneidkörpers einen Winkel im Bereich von 40 bis 85° aufweist und zumindest ein beim Betrieb des Schneidmessers die Druckprodukte berührender Abschnitt eine schneidende Kante aufweist.

Description

Schneidrαesser für Rotationsschneidanlagen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schneidmesser für Rotationsschneidanlagen zum Schneiden von Papier, insbe- sondere vereinzelte Papierprodukte in Schuppenformation nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
In Druckereien werden Druckprodukte, wie beispielsweise Werbedrucksachen oder Magazine, in erster Linie mit Rollendruck- maschinen, beispielsweise Akzidenz-Rollenoffset-, Zeitungsund Tiefdruckrαaschinen, hergestellt. Diese Rollendruckmaschinen legen die Produkte nach dem Druckvorgang schuppenartig, übereinander liegendend auf einem Transportmittel, wie einem Förderband, aus. Hierbei wird davon gesprochen, dass die Pro- dukte in Form einer sogenannten Schuppe auf dem Transportmittel ausliegen.
Durch ein Beschneiden der Kopf- und Fußbereiche sowie der meist offenen Längsseite in Weiterverarbeitungslinien entste- hen die Fertigprodukte. Da die Druckprodukte ohne Zwischenlagerung und bei voller Geschwindigkeit, das heißt der normalen Geschwindigkeit des Transportmittels weiterverarbeitet werden, spricht man von „In-Line"-Verarbeitung.
Bei einer In-Line-Verarbeitung erfolgt das Beschneiden nicht durch Schneiden der einzelnen Produkte, sondern durch Bearbeitung einer Produktformation, der so genannten Schuppe in einer ersten Schneidemaschine und nach Umlenkung der Schuppe um 90° mittels einer so genannten Eckumlenkung in einer zweiten Schneidemaschine. Die hohen Leistungen der Druckmaschinen erfordern die Bearbeitung in der Schuppe, um die Transportgeschwindigkeiten erträglich zu halten. Der Beschnitt in der Schuppe hat sich als die praktikabelste Lösung durchgesetzt, da ansonsten eine sehr viel längere und aufwändigere Bearbeitung notwendig wäre.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass der Beschnitt mittels eines rotierenden Obermessers erfolgt, während auf der Unterseite der Schuppe ein meist glattes, ebenfalls rotierendes Gegen- oder üntermesser angeordnet ist, um die resultierenden, nach unten wirkenden Schnittkräfte aufzunehmen, ohne dass das Produkt nach unten ausweichen und dadurch an der Schnittkante ausreißen kann.
Beispielsweise wird in der EP 0 450 338 AI eine Schneidvorrichtung zum Schneiden von Druckprodukten beschrieben, die eine rotierende, gegen ein Gegenmesser arbeitende, mit mehre- ren Klingen versehene Messerscheibe aufweist.
Neuere Technologien machen es möglich, dass aktuelle Druckmaschinen auch Produkte mit relativ hohen Scheitenzahlen, momentan bis zu 72 Seiten mit hoher Geschwindigkeit Wirtschaft- lieh produzieren können. Beim Beschnitt der Schuppe mit aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und Verfahren ergibt sich ein immer größer werdendes Schnittqualitätsproblem. Durch die Anordnung der Druckprodukte in einer Schuppe entsteht jeweils vor dem nächsten Produkt durch die Überlap- pung der Produkte ein Hohlraum. Dies ist in der Figur 1 dargestellt. Zwischen dem oberen Druckprodukt 10 und dem unteren Druckprodukt 11 bildet sich ein Hohlraum 12. Das in der Figur nicht dargestellte Gegenmesser kann die aufgrund des Hohlrau- mes 12 durch das Schneiden mit der Schneidklinge 13 entstehenden Schnittkräfte in diesem Bereich nicht aufnehmen. Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, wirkt beim Schneiden der Druckprodukte FReibung und Fschnittr wobei die Förderrichtung durch das Bezugszeichen 14 dargestellt ist. Die resultierende Kraft Fres wirkt daher, wie der Figur 1 zu entnehmen ist, in Richtung weg von der Schneidklinge 13. Dadurch entsteht ein Ausriss der Schnittkante im Bereich des Hohlraumes 12. Je dicker die Schuppe beziehungsweise das einzelne Produkt 10, 11 ist, des- to größer der Hohlraum 12 und desto stärker ist der Ausriss beim Schneiden.
Um dieses Problem zu lösen wurden im Stand der Technik verschiedene Lösungsansätze entwickelt.
Die US-Patente 5,113,731 und 5,809,856 schlagen zur Lösung dieses Problems vor, die Produkte zu vereinzeln und beim Einzelbeschnitt den Ausriss zu vermeiden. Ein solches Verfahren zeigt jedoch den Nachteil, dass es einen sehr hohen Aufwand erfordert und auch hohe Wartungskosten zur Folge hat.
Die US 5,197,364 beschreibt eine Schneidvorrichtung, bei der das Schneidmesser unter der Schuppe angeordnet ist, wodurch sich eine günstigere Kräfteverteilung ergibt, da die resul- tierende Kraft nicht mehr nur senkrecht zu den Papierfasern wirkt. Derartige Anordnungen werden seit geraumer Zeit verwendet, jedoch hat es sich gezeigt, dass die Schnittqualität immer noch nicht die erwünschte ist, da immer noch ein deutlich sichtbarer Ausriss entsteht. Darüber hinaus ist eine derartige Schneidvorrichtung auch kostenintensiv, da aufgrund der schlechten Zugänglichkeit zum unten angeordneten Hauptmesser zusätzliche Maßnahmen, wie beispielsweise herausklappbare Messereinheiten notwendig sind. Die DE 196 29 561 Cl schlägt daher vor, ober- und unterhalb der Schuppe Schneidmesser anzuordnen. Eine derartige Vorrichtung ist jedoch noch teurer und aufwändiger, da für gute Schnittergebnisse die Schuppe immer zentrisch zwischen den Schneidmessern geführt werden uss, was aufgrund der unterschiedlichen Höhe der Schuppe im Überlappungsbereich und Nichtüberlappungsbereich sehr schwierig ist.
Auch sind aus dem Stand der Technik verschiedene Schneidmesser für Rotationsschneidanlagen zum Schneiden von Papier, insbesondere vereinzelte Papierprodukte in Schuppenformation bekannt. So wird in der US 6,089,138 Rotationsschneidmesser beschrieben, bei dem ein Messergrundkörper mit über den Um- fang verteilt vorstehende, in Führungsnuten nachstellbare
Schneidmesser vorgesehen ist, welche an einer von der Nabe an den Umfang des Messerträgers kegelig verlaufenden Aufspannanordnung befestigt sind, wobei die am Umfang des Messerträgers vorstehenden Schneidmesserenden eine zur Rotationsachse des Schneidwerkzeuges senkrechte Schneidebene bilden. Die
Schneidmesser weisen dabei einen in schwalbenschwanzförmig ausgebildeten Führungsnuten verschiebbaren Einspannquerschnitt auf und sind jeweils paarweise von einer zwischen ihnen angeordneten, gegen den Messerträger festspannbaren Klemmplatte arretierbar sind.
Aus der DE 37 19 721 Cl ist ein mit einem Gegenmesser zusammenwirkendes Schneidmesser bekannt, das einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Grundkörper aufweist, dessen zur senk- recht zur Drehachse verlaufenden Schneidebene konische Tragflächen trägt und die Klingen auf der kegelstumpfförmigen Rückfläche des Grundkörpers angeordnet sind und mit der Schneidebene einen Winkel einschließen. Die Klingen sind in unterschiedlichen Schneidstellungen verschiebbar gelagert und arretierbar.
Diese, wie auch andere aus dem Stand der Technik bekannte Schneidmesser weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie sehr aufwändig sind, da komplexe Grundkörper mit eingesetzten Hartmetallsegmenten verwendet werden.
Darüber hinaus werden bei aus dem Stand der Technik bekannten Schneidmessern meist kegelförmige Schneidkörper mit konischen Schneiden verwendet. Diese weisen jedoch den Nachteil auf, dass durch die konische Form eine starke Verdrängung des Schneidgutes beim Schneiden erfolgt. Diese Verdrängung bewirkt eine starke Kraft, die zu Rissen und damit einer schlechten Schnittqualität führen.
Aus der DE 894 763 C ist ein Messer bekannt, das als eine Art Sägeblatt mit zusätzlichen Hobelzähnen ausgeführt ist. Dadurch ist die Verdrängung bei einem solchen blattartigen Mes- ser, das keine konische Form aufweist, wesentlich geringer. Dieses Hobelzahn-Sägeblatt ist jedoch, wie in dem Dokument auch beschrieben wird, zum Schneiden von Holz bestimmt. Zum Schneiden von Papier ist ein solches Sägeblatt jedoch nicht geeignet, da durch die Hobelzähne bei hoher Durchlaufge- schwindigkeit das Papier an dem Hobelzahn nicht geschnitten, sondern eher gerissen als geschnitten wird und damit die Schnittkante nicht die erwünschte Qualität aufweist.
Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen es möglich ist, mit möglichst geringem Aufwand auch bei zunehmender Transportgeschwindigkeit des Schneidgutes gute Schneidergebnisse zu erzielen und die Nachteile des Standes der Technik zu beheben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schneidmesser mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Schneidmesser für Rotationsschneidanlagen für Druckprodukte aus Papierbögen in Schuppenformation oder als Einzelprodukt, mit einem im wesentlichen runden, scheibenförmigen Schneidkörper mit einer im wesentlichen im Mittelpunkt der Scheibe angeordneten Drehachse an dessen Rand Schneidabschnitte gebildet sind, beschrieben. Die Schneidabschnitte weisen gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens zwei verschiedene, sich abwechselnde Bereiche auf, wobei der erste Bereich einen durch Einkerben des Schneidkörpers gebildeten Sägezahn umfasst und der zweite Bereich eine Schälschneide umfasst. Bezüglich einer Dicke des Schneidkörpers ist die Schälschneide konisch ausgebildet. Da bedeutet, dass die beiden Flächen des Schneidkörpers in diesem Bereich zum Rand des Schneidkörpers hin zusammenlaufen. Der Schneidkörper weist dabei im zweiten Bereich zumindest teilweise einen größeren Radius auf als im ersten Bereich. Die beiden Flächen des im Wesentlichen scheibenförmigen Schneidkörpers bilden dabei eine Schnittkante am Rand des Messers aus, die beim Drehen des Messers im Uhrzeigersinn gesehen einen kantenfreien beziehungsweise stufenfreien Übergang zum davor liegenden Zahn aufweist und bezogen auf den Umfang des Schneidmessers in Laufrichtung sich nach außen erstreckt. Man könnte auch sagen, dass bezüglich der Tangente des Kreises am Beginn der Kante die Kante in Richtung außerhalb des Kreises verläuft.
Bei einer Ansicht, in der sich der Schneidkörper zum Schneiden im Uhrzeigersinn dreht, weist eine sich umfänglich am Schneidkörper erstreckende Kante des zweiten Bereichs zum Radius des Schneidkörpers einen Winkel im Bereich von 40 bis 85° auf und zumindest ein beim betrieb die Druckprodukte berührender Abschnitt eine schneidende Kante aufweist.
Bei einem Schneidmesser gemäß der vorliegenden Erfindung folgt in den Schneidabschnitten mit dem als Sägezahn ausgebildeten Bereich nicht unbedingt direkt anschließend ein zweiter Bereich, der eine Schälschneide umfasst. Diese beiden Bereiche wechseln sich zwar ab. Dies bedeutet aber nicht, dass das Schneidmesser nur diese beiden Schneidabschnitte aufweist. Es wäre durchaus auch vorstellbar, dass noch weitere Schneidabschnitte vorgesehen sind.
Das Schneidmesser gemäß der vorliegenden Erfindung wirkt nun beim Anordnen oberhalb der Schuppe und bei einer Drehrichtung in Richtung der Förderrichtung der Schuppe so, dass der Sägezahn Material aus dem Spanraum entfernt und eine Kraftwirkung von oben nach unten hat. Die darauf im Schneidmesser folgende Schälschneide schneidet durch ihre konische Ausbildung eine Seite des Schnittspaltes ein. Durch diesen ziehenden Schnitt des Schneidmessers erhält man eine besonders gute Schnittoberfläche. Der Sägezahn schneidet also im Wesentlichen das Volumen aus. Die Schälschneide dagegen schlitzt nur eine fei- ne Kerbe entlang des ersten Schnittes - je nach Anordnung an der einen oder an der anderen Schnittkante. Diese seitliche Schnittfläche ist sehr sauber und zeigt keinen Ausriss.
Da der zweite, die Schälschneide umfassende Bereich in seinem äußersten Bereich beim Drehen im Uhrzeigersinn gesehen „hinten" einen größeren Radius aufweist als der erste, den Sägezahn umfassenden Bereich, also die Schnittkante der Schälschneide in gleicher Drehrichtung „hinten" über dem Schnitt- kreis des Sägezahns hervorsteht, ist die Schälschneide allein bestimmend für die Schnittqualität auf der Seite, auf der der Konus der Schälschneide hin verläuft.
Der Konus der Schälschneide kann nämlich entweder zum einen Rand der Dicke des Schneidkörpers des Messers hin verlaufen oder zur anderen Seite hin. Würden sich die Schälschneiden in ihrer „Konusrichtung" abwechseln, dann könnten beide Schnittkanten eine seht gute Oberfläche aufweisen und das Schneid- messer beispielsweise zum Schneiden von so genannten Mittelschnittprodukten verwendet werden.
Alle herkömmlichen Schneidmesser erzeugen eine bezüglich der Schnittkante qualitativ bessere Produktseite und eine Ab- schnittsseite mit einer sehr schlechten Oberfläche. Mit einer erfindungsgemäßen Anordnung können dagegen beidseitig gute Schnittflächen erzeugt werden.
Im Gegensatz zu den oben schon beschriebenen hohen Verdrän- gungskräften bei kegelförmigen Messern, wie sie häufig im Stand der Technik verwendet werden und der daraus resultierenden schlechten Schnittqualität, insbesondere bei dickeren Schneidprodukten, arbeitet ein Schneidmesser gemäß der vorliegenden Erfindung gänzlich ohne seitliche Verdrängungskräf- te, da ein der Breite des Messers entsprechendes Volumen vom Schneidgut beim Schneiden entfernt wird. Um dieses Volumen klein zu halten, weist das erfindungsgemäße Messer vorteilhafterweise eine möglichst geringe Dicke auf. Dadurch werden die Schneiden der Sägezähne auch schmal, wodurch sich die Schnittkräfte reduzieren und damit die Gefahr des Einreißens des Schneidgutes weiter vermindert wird. Dadurch, dass bei einem Schneidmesser gemäß der vorliegenden Erfindung der Übergang vom Sägezahn zum Schälschneidezahn zumindest in dem Bereich, der beim Betrieb die Produkte bearbeitet, schneidend ausgebildet ist und die Schälschneide eine auf den Umfang des Messers bezogen schräg nach außen verlaufende Kante aufweist, ist auch bei veränderlicher Produktdurchlaufgeschwindigkeit tatsächlich immer die Schälschneide im Einsatz und wird nicht „übersprungen", wie dies beispielsweise bei aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen der Fall ist. So hat es sich bei dem aus der DE 894 763 bekannten Messer gezeigt, dass hier am Umfang Schälschneiden gebildet sind, die auf einer Kreisbahn konzentrisch zur Drehachse liegen, um „rückschlagsicher" zu arbeiten. Dadurch ergibt sich in zwischen Sägezahn und Schälzahnbereich eine Kan- te, die in Laufrichtung des Messers gesehen eine dreieckige Fläche ausbildet. Diese Fläche führt zum Ausreißen von Papierfasern, sobald die Transportgeschwindigkeit der Produkte zunimmt .
Bei dem erfindungsgemäßen Messer wird jedoch der Übergang vom Sägezahn zum Schälzahn als schneidender Abschnitt gebildet. Dadurch kann gewährleistet werden, dass auch bei veränderlichen Produktdurchlaufgeschwindigkeiten immer die Schnittkante zum Einsatz kommt und damit immer eine gute Schnittkante er- reicht werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Schneidmesser derart ausgebildet, dass bei einer Ansicht, in der sich der Schneidkörper zum Schneiden im Uhrzeigersinn dreht, der Sägezahn derart ausgebildet ist, dass eine sich umfänglich am Schneidkörper erstreckende Kante zum Radius des Schneidkörpers einen Winkel im Bereich von 40 bis 85° und eine sich in Richtung zur Mitte des Schneidkör- pers ersteckende Kante zum Radius einen Winkel im Bereich von -10 bis 45° einschließt.
Vorteilhafterweise ist die Schälschneide des erfindungsgemä- ßen Schneidmessers derart ausgebildet ist, dass bei einer Ansicht, in der sich der Schneidkörper zum Schneiden im Uhrzeigersinn dreht, die Schälschneide derart ausgebildet ist, dass eine sich umfänglich am Schneidkörper erstreckende Kante zum Radius des Schneidkörpers einen Winkel im Bereich von 40 bis 85°, eine sich in Richtung zur Mitte des Schneidkörpers ersteckende Kante einen Winkel im Bereich von -30 bis 60° einschließt und ein Konuswinkel im Bereich von 6 bis 30° liegt.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn auch die sich umfänglich am Schneidkörper erstreckende Kante zum Radius des Schneidkörpers mit einem Winkel im Bereich von 40 bis 85° stufenlos ausgebildet ist.
Vorteilhafterweise kann der Schneidkörper mit den Schneidabschnitten im Wesentlichen einstückig ausgebildet sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Schneidmesser derart gebildet, dass die Dicke des Schneidkörpers außerhalb der Schneidbereiche im Bereich von 0,1 bis 5 mm liegt. Eine möglichst geringe Dicke des Schneidmessers führt dazu, dass die Schnittkräfte auf die Druckprodukte möglichst gering gehalten werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der äußere Durchmesser des Schneidkörpers 50 bis 250 mm. Da das erfindungsgemäße Schneidmesser auch relativ kleine Abmessungen aufweisen kann, ist das Schneidmesser auch sehr preiswert herstellbar. Durch das geringe Gesamtvolumen des gesamten Schneidmessers ist auch die Verwendung eines voll- ständig aus Hartmetall gebildeten Messers wirtschaftlich möglich.
Zur näheren Erläuterung wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigt dabei:
Figur 1 die Anordnung von Druckprodukten in einer Schuppe und die Kraftvektoren beim Schneiden gemäß einem Verfahren des Standes der Technik;
Figur 2 ein Schneidmesser gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Figur 3 einen vergrößerten Ausschnitt B der Figur 2;
Figur 4 einen Schnitt C-C in der Figur 2; und
In der Figur 2 ist ein erfindungsgemäßes Schneidmesser 1 dargestellt. Die Rotationsrichtung 2 eines solchen erfindungsgemäßen Schneidmessers ist in der gezeigten Darstellung im Uhrzeigersinn. Der Durchmesser dieses Schneidmessers beträgt gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform 120 mm.
Um die Schneidabschnitte 3,4., 5 am Rand des Schneidmessers 1 besser zu erkennen wurde der Bereich B der Figur 2 in Figur 3 vergrößert dargestellt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens rotiert das Schneidmesser mit einer relativ hohen Drehzahl von etwa 24 000 min-1. Bei Rotation des Schneidmes- sers folgt dem Sägezahn 3 eine Schälschneide 4, 5.
Der Sägezahn 3 ist gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform derart ausgebildet, dass eine sich umfänglich am Schneidkörper erstreckende Kante 9 zum Radius des Schneidkör- pers einen Winkel von etwa 75° aufweist die sich in Richtung zur Mitte des Schneidkörpers ersteckende Kante 15 einen Winkel ß von etwa 20° aufweist.
Das gezeigte erfindungsgemäße Schneidmesser 1 weist daneben zwei unterschiedliche zweite Bereiche, Schälschneiden 4, 5 auf, die sich jeweils zur anderen Seite der Dicke D des Schneidmessers 1 hin konisch erstrecken. Diese Schälschneiden 4, 5 wechseln sich dabei immer ab. Das heißt dem als Einkerbung gebildeten Sägezahn 3 folgt die Schälschneide 4, diesem folgt wiederum ein Sägezahn 3, dem die Schälschneide 5 folgt. Gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform sind sowohl die Kante 8, als auch die Kante 9 stufenlos ausgebildet.
Wie der Figur 3 zu entnehmen ist, Steht die Schälschneide 4, 5 über dem Sägezahn 3 ein wenig über. Dies ist mit Bezugszeichen 7 dargestellt und gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform beträgt dieser Überstand 0,2 mm. Dieses Überstehen bewirkt, dass allein die Schälschneiden 4, 5 für die Schnittqualität verantwortlich sind.
Die Figur 4 zeigt einen Schnitt C-C der Figur 2, also einen Schnitt durch eine Schälschneide 4, 5 des erfindungsgemäßen Schneidmessers 1. Die Schälschneide 4, 5 gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass eine sich umfänglich am Schneidkörper 6 erstreckende Kante 8 zum Radius des Schneidkörpers 6 einen Winkel γ von etwa 70° einschließt, eine sich in Richtung zur Mitte des Schneidkörpers 6 ersteckende Kante 16 mit dem Radius einen Winkel δ von etwa 30° einschließt und ein Konuswinkel ε etwa 15° beträgt (siehe Figur 4) . Der Schnitt C-C aus Figur 4 entspricht einem Schnitt durch die Schälschneide 4. Bei einem Schnitt durch eine Schälschneide 5 wäre die Figur 4 spiegelbildlich gleich.
Die Dicke D des Schneidkörpers 6 beträgt gemäß der gezeigten bevorzugten Ausführungsform 0,8 mm.

Claims

Patentansprüche
1. Schneidmesser für Rotationsschneidanlagen für Druckprodukte oder Bahnen aus flexiblen Stoffen wie Papier, Kunststoff, Gewebe, Leder oder Holz, insbesondere mehrlagige, vereinzelte Papierprodukte in Schuppenformation, mit einem im wesentlichen runden, scheibenförmigen Schneidkörper mit einer im wesentlichen im Mittelpunkt der Scheibe angeordneten Drehachse an dessen Rand Schneidabschnitte gebildet sind, wobei die Schneidabschnitte (3, 4, 5) mindestens zwei verschiedene sich abwechselnde Bereiche aufweisen, wobei der erste Bereich durch Einkerben des Schneidkörpers (6) als eine Art Sägezahn (3) und der zweite Bereich als eine Art Schälschneide (4, 5) ausgebildet ist und bezüglich einer Dicke des Schneidkörpers (6) konisch zum Rand des Schneidmessers hin verläuft und der Schneidkörper (6) im zweiten Bereich zumindest teilweise einen größeren Radius aufweist als im ersten Bereich, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei einer Ansicht, in der sich der Schneidkörper (6) zum Schneiden im Uhrzeigersinn dreht, eine sich umfänglich am
Schneidkörper (6) erstreckende Kante (8) des zweiten Bereichs zum Radius des Schneidkörpers (6) einen Winkel (y) im Bereich von 40 bis 85° aufweist und zumindest ein beim Betrieb des Schneidmessers die Druckprodukte berührender Abschnitt eine schneidende Kante aufweist.
2. Schneidmesser nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei der Ansicht, in der sich der Schneidkörper (6) zum Schneiden im Uhrzeigersinn dreht, der Sägezahn (3) derart ausgebildet ist, dass eine sich umfänglich am Schneidkörper (6) erstreckende Kante (9) zum Radius des Schneidkörpers (6) einen Winkel (α) im Bereich von 40 bis 85° und eine sich in Richtung zur Drehachse des Schneidkörpers (6) ersteckende Kante (15) zum Radius einen Winkel (ß) im Bereich von 10 bis 45° einschließt.
3. Schneidmesser nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei einer Ansicht, in der sich der Schneidkörper (6) zum Schneiden im Uhrzeigersinn dreht, die Schälschneide (4, 5) derart ausgebildet ist, eine sich in Richtung zur Mitte des Schneidkörpers (6) ersteckende Kante (16) einen Winkel (δ) im Bereich von -30 bis 60° einschließt und ein Konuswinkel (ε) im Bereich von 6 bis 30° liegt.
4. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der zweite Bereich bezüglich einer Dicke des Schneidkörpers (6) abwechselnd konisch, einmal zum einen Rand und danach zum andern Rand des Schneidkörpers (6) hin verläuft.
5. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schneidkörper (6) mit den Schneidabschnitten (3, 4, 5) im Wesentlichen einstückig ausgebildet ist.
6. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Dicke (D) des Schneidkörpers (6) außerhalb der Schneidabschnitte (3, 4, 5) im Bereich von 0,1 bis 5 mm liegt.
7. Schneidmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der äußere Durchmesser des Schneidkörpers (6) im Bereich von 5 bis 250 mm liegt.
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