EP1790444B1 - Messerzylinder zum Trennen von Bahnmaterial - Google Patents
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- B26F1/18—Perforating by slitting, i.e. forming cuts closed at their ends without removal of material
- B26F1/20—Perforating by slitting, i.e. forming cuts closed at their ends without removal of material with tools carried by a rotating drum or similar support
Definitions
- the invention relates to a knife cylinder for separating web material according to the preamble of claim 1.
- the knife cylinder comprises at least one knife for cutting, for example for transverse cutting or transverse perforation, of the web material moved in the conveying direction.
- Paper, corrugated cardboard, plastic or metal foil, fabric material, etc. can preferably be processed by means of the knife cylinder.
- a knife cylinder of the above type is considered to be the closest prior art GB 1 069 123 A known.
- This knife cylinder has a cylinder core approximately square in cross-section.
- On at least one side surface of this core a triangular cross-sectional knife carrier is arranged, which carries a knife with a cutting edge.
- This knife carrier is rotatable about an axis extending perpendicular to the axis of rotation of the knife carrier axis on the cylinder core so that the cutting edge opposite the rotation axis receives an oblique course.
- EP 0 771 623 A2 shows a cutting device for cutting through continuous webs with a cylinder core having two diametrically opposite cutting edges. Each cutting edge is disposed on a projection having a substantially rectilinear side flank and a curved side flank. The cutting edge is guided helically relative to the axis of rotation of the cylinder core.
- a knife cylinder is off US 2 062 737 A known.
- a knife cylinder comprising portions extending radially beyond the cylinder core.
- cutting edges are arranged, which interact with a stationary knife to separate the web material.
- the cutting edges are arranged at a distance from the cylinder axis in a relative position crossing the cylinder axis at an angle.
- Another knife cylinder is off GB 884 194 A for separating web material having at least one groove for receiving a knife arranged parallel to the cylinder axis of the knife cylinder.
- the knife cylinder has a circumferential groove and the groove diametrically opposite to a cylinder axis enclosing cylinder core.
- Within the cylinder circumference with a theoretical diameter between the groove and the cylinder core extending side surfaces are arranged in the direction of the cylinder axis, which are inclined starting from the cylinder core to the groove.
- the knife arranged on the knife, especially its cutting edge, is arranged parallel to the cylinder axis.
- the arranged on the rotatable knife cylinder knife is assigned in parallel a fixed counter blade, between the two knives, the web material is promoted. Both parallel arranged knives have a plurality of teeth, so that the separating cut of the web material is executed jagged.
- Another rotatable knife cylinder is off GB 628 154 known, which has two circumferentially diametrically opposed, the cylinder core enclosing grooves for receiving a knife each. Starting from the cylinder core, the side surfaces are inclined in the direction of the grooves.
- the am rotatable cylinder arranged knives is a rotatable cylinder with circumferentially offset 180 ° and arranged parallel to the cylinder axis grooves, between the two cylinders, the web material is promoted.
- the respectively arranged on the knife cylinder knife, especially the cutting edge, is arranged parallel to the cylinder axis.
- a knife cylinder which has at least one groove for receiving a knife arranged substantially parallel to the cylinder axis for separating the moving web material.
- This knife cylinder further comprises over the length of each knife distributed arranged pressure cylinder for non-positive fixing of the respective knife relative to the knife cylinder.
- the one groove for receiving a knife is arranged on the cylinder circumference of the knife cylinder or a plurality of grooves for receiving the respective knife on the cylinder circumference of the knife cylinder are arranged distributed. In accordance with Fig. 2 exemplary arrangement of six grooves on the knife cylinder, these are arranged offset by 60 ° on the full circumference of the cylinder. For higher processing speeds of web material such a design of a knife cylinder is less suitable.
- the invention is based on the object to provide a knife cylinder of the type mentioned, which has more favorable mass ratios and is suitable for higher cutting performance and processing speeds of web material.
- a first advantage of the measuring cylinder is due to the fact that this compared to the known knife cylinders a noticeable mass reduction has or that higher cutting performance and processing speeds can be realized with the knife cylinder according to the invention.
- the reduction in mass is achieved by arranging inside the cylinder circumference of the knife cylinder with a theoretical diameter between the special knife or the special knives and the cylinder core adjacent the cylinder axis in the direction of the cylinder axis and inclined towards the knives with cutting edges side surfaces.
- the side surfaces are arranged in particular helically or obliquely inclined to the cylinder axis or to the cylinder core.
- the mass reduction can be additionally improved by the arrangement of communicating with the side surfaces of openings (openings). Upon rotation of the knife cylinder, the openings are then flowed through by the ambient air.
- each side surface can have recesses, for example cut-outs, which are formed by a material removal of the respective side surface.
- the wells are closed in a training and thus can not be traversed by the ambient air.
- the depressions on openings (openings) which can be traversed by the ambient air.
- a further mass reduction can be achieved by the use of suitable materials, for example by gray cast iron or light metal casting, in particular cast aluminum, or, for example, by extruded profiles, in particular aluminum profile material.
- foamed aluminum can be used.
- a knife cylinder made of a plastic including FKV (fiber plastic composite) or specially CFK (high-strength plastic with embedded carbon fibers) may be formed.
- FKV fiber plastic composite
- CFK high-strength plastic with embedded carbon fibers
- foamed plastic can be used.
- appropriate stiffeners are provided.
- a second advantage is that the knife cylinder by means of a machine drive or preferably with a single drive, ie self-propelled, can be driven.
- the single drive is circuitically coupled with a machine control of the processing machine.
- the single drive By means of the single drive and due to the mass reduction of the knife cylinder, for example, in the presence of a safety-related event, in a very short time - be brought to a standstill - starting from the present processing speed.
- the knife cylinder - starting from a standstill or a relatively low processing speed - can be accelerated to the maximum processing speed.
- the individual drive supplied by the machine control appropriate signals.
- the knife cylinder is not limited to such a drive. Rather, such a knife cylinder can also be coupled to the main drive of the processing machine, preferably using a gearbox.
- the web material can be separated taking into account equal or unequal format lengths during the processing operation.
- the single drive can be operated delayed or accelerated to the conveying speed of the web material. This allows any format lengths to be separated from the conveyed web material.
- a fourth advantage results from the fact that a high rigidity, in particular with the effect of a force on the cutting edge of a knife in the radial cylinder axis direction, of the knife cylinder can be achieved by the contour and despite the mass reduction.
- the design of the knife cylinder is not limited to the peripheral arrangement of only one knife in an advantageous manner. For the circumferential arrangement of two knives, these are 180 °, for the arrangement of three knives, these are each 120 ° or for the arrangement of four knives they are offset by 90 °, etc.
- the knife cylinder can take the knife with cutting edge in a groove.
- the knife cylinder can be formed with at least one knife with a cutting edge, which is arranged directly on the knife cylinder, ie without a groove for receiving it.
- the knife or the blades can be detachably arranged on the knife cylinder.
- each cutting edge can be designed integrated into the cylinder body of the knife cylinder.
- the knife cylinder or knives, a counter-device is assigned, which is adapted according to the design of the knife for separating the web material.
- a web material 9 passes in the conveying direction 10 a gap 16 in a processing machine.
- the web material 9 is preferably made of paper, including corrugated cardboard, metal, foil, including plastic, or tissue, etc.
- the gap 16 is formed of a rotatably arranged knife cylinder 20 and a counter-device 15.
- the counter-device 15 may be in a training a rotatably mounted impression cylinder, which is partially wrapped by the web material 9.
- the counter-device 15 may be a fixed surface over which the web material is transported in the conveying direction 10.
- the counter 15 may comprise a fixed cutter, as shown in FIG Fig. 1 and 2 is shown.
- the counter-device 15 may be a structurally identical second knife cylinder 20 with a corresponding number of cutting edges 25 or knives 14 with cutting edges 25.
- the knife cylinder 20 is used to separate web material 9, wherein the term "cutting” includes cutting, perforating, punching, etc.
- the knife cylinder 20 is rotatably supported in a frame 11 on both sides with its cylinder pin in a respective bearing 12 and with a drive of the Processing machine or a separate drive coupled.
- the cylinder pins are arranged in alignment with a cylinder axis 3.
- the knife cylinder 20 also has at least one cutting edge 25 or at least one blade 25 (cutting edge) provided on a blade 14 made of a cutting material for separating the web material 9.
- the term "knife” used below always includes at least one cutting edge 25 arranged on the knife 14.
- each blade 25 or each blade 14 extends in the direction of the cylinder axis 3 and is arranged to this cylinder axis 3 at a distance 24 with a cylinder axis 3 at an angle ⁇ crossing relative position.
- at least the cutting edges 25 and the blades 14 with cutting edges 25 are arranged slightly helically or obliquely (in the case of a hyperbolic design) inclined at an angle ⁇ .
- the counter device 15 is executed in the contour of the selected arrangement of the cutting edges 25 and the knife 14 adapted accordingly.
- the knife cylinder 20 each have a groove 1 (or 2, etc.) for receiving an arranged knife 14 with at least one cutting edge 25.
- the blades 14 may have one or more continuous or interrupted blades 25.
- a knife 14 with a continuous blade 25 is known to cut the web material 9 when passing through the gap 16 into individual sheets transversely.
- the web material 9 is known to be perforated transversely as it passes through the gap 16 in the format length. By means of the transverse perforation of the web material 9, the web material can subsequently be separated into sheets, for example by tearing off, or a folding operation can follow the transverse perforation.
- the cylinder axis 3 or a cylinder pin is coupled at one end with a, preferably electric single drive 13.
- the single drive 13 is circuitry with an upstream Machine control coupled, so that the knife cylinder 20 is self-propelled in a predeterminable manner to the processing machine or web material 9.
- the single drive 13 is controllable during the processing of the web material 9 such that different formats can be separated.
- the knife cylinder 20 has a circumferentially disposed first groove 1 and one of the groove 1 diametrically opposite arranged on the cylinder axis 3 enclosing cylinder core 4.
- a mass balance 5 is arranged on the cylinder core 4 - to the groove 1 diametrically opposite - .
- the groove 1 receives a knife 14 described above with at least one cutting edge 25, which is arranged in the groove 1.
- the knife 14 with at least one cutting edge 25 or the cutting edge 25 itself can be arranged directly on the knife cylinder 20 (without groove).
- at least one cutting edge 25 or a knife 14 with at least one cutting edge 25 on the knife cylinder 20 can be arranged adherently or detachably.
- a wedge-shaped edge (cutting edge) of the knife cylinder 20 itself may be formed as a cutting edge 25.
- the angle ⁇ is shown with respect to the vertical V present in this position.
- the cylinder core 4 encloses the cylinder axis 3 within the diameter 6 and is arranged in the preferably arranged Mass balance 5 or in the cylinder contour with the described side surfaces 7, 8 via.
- the side walls 7, 8 preferably extend parallel to this.
- Each cylinder core 4 is always arranged independently of the respective training within the cylinder circumference with a diameter 6.
- a thermal compensation material 23 may be arranged.
- the mass balance 5 itself is made of a thermal compensating material 23.
- the thermal compensation material 23 is arranged diametrically opposite the groove 1 or cutting edge 25.
- two grooves 1, 2 and / or knife 14 arranged on the circumference each have at least one cutting edge 25.
- the blades 14 with cutting edges 25 are or the first groove 1 is diametrically opposed to the second groove 2, the cylinder core 4 arranged enclosing, ie arranged circumferentially offset by 180 °.
- Each groove 1, 2 each receives a knife 14 described in the introduction (with at least one cutting edge 25), which is arranged in the respective groove 1, 2.
- the offset by 180 ° arranged cutting 25 on the blade 14 and grooves 1, 2 are with respect to the cylinder axis 3 at an angle ⁇ crossing (mirror image offset) arranged on the knife cylinder 20 ( Fig. 6b ).
- such a knife cylinder 20 is also designed as a module and can be replaced if necessary against another knife cylinder.
- other components such as the storage 12, and the counter-device 15 as a complete unit within the processing machine against another unit with knife cylinder, storage and counter-device interchangeable.
- the respective adjacent side surfaces 7, 8 are - starting from the cylinder core 4 - arranged inclined to the respective cutting edge 25 at an angle ⁇ ( Fig. 6a ).
- the angle ⁇ is shown with respect to the vertical V present in this position.
- the cylinder core 4 encloses the cylinder axis 3 within the diameter 6 and merges into the respective cylinder contour with the described side surfaces 7, 8.
- the side walls 7, 8 extend parallel thereto.
- the cylinder core 4 each adjoining side surfaces 7, 8 helically extending at helically arranged cutting 25 or rectilinearly arranged at hyperbolic cutting edges 25 are arranged obliquely inclined.
- the angle ⁇ of each of a front side surface edge 27 to each rear side surface edge 28 is formed to increase or vice versa.
- the cylinder core 4 respectively adjoining side surfaces 7, 8 are arranged in addition to the helical or obliquely inclined, hyperbolic configuration convexly curved towards the cutting edges.
- the concave curvature of the side surfaces 7, 8 is for example advantageous if several cutting edges 25, for example two blades 14, each with a cutting edge 25 in one or each of a groove 1, 2, are arranged on the knife cylinder 20 for the double cut.
- the adjacent side surfaces 7, 8 have the same inclination angle or the same curvature.
- the side surfaces 7, 8 may be formed as full surfaces or alternatively by webs, each with intervening communicating openings 19.
- the cylinder core 4 regardless of the embodiments in the free places in a training rectilinear faces 17, 18 have.
- the cylinder core 4 may have convexly or concavely curved (preferably with the same curvature) partial surfaces 17, 18.
- the side surfaces 7, 8 communicating openings 19 (openings), i. these extend transversely to the cylinder axis 3.
- the openings 19 may be of the same or unequal geometry.
- the openings 19 are flowed through by ambient air.
- the openings 19 can be designed for closing, for example by attachable caps. In the training with webs are the openings 19 between the webs.
- each side surface may have recesses 7,8, for example recesses, beads, cassette-shaped pockets, which are formed, for example, by a material removal of the respective side surface 7, 8.
- the recesses are closed and thus can not be flowed through by the ambient air.
- the depressions on the respectively adjacent side surfaces 7, 8 arranged in mirror image.
- Fig. 4 a knife cylinder 20 with increased rigidity. Thereafter, this has a in the direction of the cylinder axis 3 concentrically arranged thereon support tube 21, for example made of steel, ceramic, carbon fiber material (CFRP).
- the support tube 21 receives the end of the cylinder pin or is itself as a cylindrical pin in the storage 12th supported on both sides.
- Cylinder core 4 and the side surfaces 7, 8 are preferably made of a material with a lower shear modulus (G) than the support tube 21.
- each a ceramic plate 22 (or a plate of FKV), alternatively, a plurality of ceramic plates 22 (or more plates of FKV), may be arranged.
- the ceramic plates 22 are adhesively bonded to the cylinder core 4 and increase the rigidity of the knife cylinder 20. These plates preferably have a higher modulus of elasticity than the cylinder core 4. Alternatively, such plates are made of carbon fiber material.
- the knife cylinder 20 is not limited to the arrangement of a cutting edge 25 or a knife 14 with at least one cutting edge 25 or a groove 1 or two cutting edges 25, knife 14 with at least one cutting edge 25 or grooves 1, 2. Rather, peripherally further cutting 25, knife 14 with at least one cutting edge 25 or grooves 1, 2, etc. can be arranged (not shown).
- the knife cylinder 20 has three circumferentially disposed cutting edges 25, with or without grooves 1, 2, .... or knife 14, each offset by 120 ° (radially) the cylinder core 4 are arranged.
- the cylinder circumference with a theoretical diameter 6 are between the cutting 25 or three grooves 1, 2, ... or knives 14 each extending in the direction of the cylinder core 4, extending side surfaces 7, 8 are arranged.
- These adjacent side surfaces 7, 8 are arranged obliquely inclined starting from the cylinder core 4 respectively to the three cutting edges 25 or grooves 1, 2,... (Not shown) or knives 14 with cutting edges 25. Starting from the cylinder core 4 are thus in this training, each three pairs of adjacent side surfaces 7, 8 before.
- the knife cylinder 20 may have four circumferentially disposed cutting 25, with or without grooves 1,2, .... or knife 14, each offset by 90 ° (radially) the cylinder core 4 are arranged. Within the cylinder circumference with a theoretical diameter 6 are between the four cutting edges 25 and grooves 1, 2,. Knife 14 in the direction of the cylinder core 4 extending side surfaces 7, 8 are arranged. These adjacent side surfaces 7, 8 are arranged obliquely inclined starting from the cylinder core 4 to the four cutting edges or grooves 1, 2, ... (not shown further) or knives 14 with cutting edge 25. Starting from the cylinder core 4, four pairs of adjacent side surfaces 7, 8 are thus present in this embodiment.
- exemplary embodiments are also for the arrangement of five (each offset by 72 °), six (each offset by 60 °) or a further number on the circumference arranged cutting 25 or grooves 1, 2, ... (others not shown) or knives 14 transferable.
- the knife cylinder 20 has, for example, five circumferentially disposed cutting edges 25 or grooves 1, 2,... Or blades 14, which are each arranged offset by 72 ° and enclose the cylinder core 4.
- the knife cylinder 20 has six circumferentially disposed cutting edges 25 or grooves 1, 2, .... or knife 14, each offset by 60 ° the cylinder core 4 are arranged enclosing.
- the side surfaces 7, 8 are starting from the Cylinder core 4 each inclined to the six cutting edges 25 and grooves 1, 2, .... or knives 14 out.
- the side surfaces 7, 8 are always adjacent to each other and extend according to the number of cutting edges 25 or grooves 1, 2, ... or knife 14 with cutting 25 and their arrangement several times to these.
- the side surfaces 7, 8 are formed analogously to the preceding embodiments.
- each cutting edge 25 extends across the format width of the web material in the direction of the cylinder axis 3 and is arranged at a distance 24 to the cylinder axis 3 and with a relative position (i.e., slightly inclined) crossing the cylinder axis 3 on the circumference of the knife cylinder 20.
- a relative position i.e., slightly inclined
- This formation is achieved by making each cutting edge 25 helical along the circumference of the knife cylinder. 20 runs.
- the knife cylinder 20 is shown with only one helical cutting edge 25 on the blade 14.
- a plurality of such cutting edges 25 may be arranged on the knife cylinder 20.
- two helical cutting edges 25 arranged at a small distance parallel to one another may be arranged on a knife 14 on the knife cylinder 20, preferably.
- This training is achieved by each cutting edge 25 is arranged as a straight line extending obliquely on the circumference of the knife cylinder 20, the distance to the cylinder axis 3 as a hyperbola is trained.
- a hyperbolic cutting edge 25 is trained in each case a hyperbolic cutting edge 25.
- Fig. 5b is the knife cylinder 20 with two circumferentially arranged cutting 25, such as knives 14 and 14 'with cutting 25, 25' shown.
- Both knives 14 with cutting edge 25 (full line) or 14 '(dashed line) diametrically offset by 180 ° are arranged opposite one another.
- two hyperbolic cutting edges 25 arranged parallel to one another at a small distance may be arranged on a knife 14 on the knife cylinder 20, preferably.
- a cutting edge 25 is shown on a blade 14 and the blade 14 is received in a groove 1.
- the two side surfaces 7, 8 pass into a thickening 26 running on both sides of the knife 14, which serve to stabilize the cutting edge 25.
- Fig. 7 is a plan view of the side surfaces 7, 8 at a knife cylinder 20 with two offset by 180 °, obliquely on the circumference of the knife cylinder 20 straight cutting edges 25 shown. It can be seen that the side surfaces 7, 8 extend in the region of the cylinder core 4 or the partial surface 17 from a front side surface edge 27 to a rear side surface edge 28 at an angle ⁇ to the cylinder axis 3.
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Messerzylinder zum Trennen von Bahnmaterial nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Der Messerzylinder umfasst mindestens ein Messer zum Trennen, beispielsweise zum Querschneiden oder Querperforieren, des in Förderrichtung bewegten Bahnmaterials. Mittels des Messerzylinders kann vorzugsweise Papier, Wellpappe, Kunststoff- oder Metallfolie, Gewebematerial etc. verarbeitet werden.
- Ein Messerzylinder der oben genannten Art ist aus als nächstliegender Stand der Technik angesehenem
GB 1 069 123 A -
EP 0 771 623 A2 zeigt eine Schneideinrichtung zum Durchschneiden von durchlaufenden Bahnen mit einem Zylinderkern, der zwei diametral gegenüberliegende Schneidkanten aufweist. Jede Schneidkante ist auf einem Vorsprung angeordnet, der eine im Wesentlichen geradlinige Seitenflanke und eine gewölbte Seitenflanke aufweist. Die Schneidkante ist dabei schraubenlinienförmig relativ zur Rotationsachse des Zylinderkerns geführt. - Ein weiterer Messerzylinder ist aus
US 2 062 737 A bekannt. So wird ein Messerzylinder offenbart, umfassend Abschnitte die sich radial über den Zylinderkern hinaus erstrecken. In den Abschnitten sind dabei Schneiden angeordnet, die mit einem stationären Messer zusammenwirken um das Bahnmaterial zu trennen. Die Schneiden sind dabei in einem Abstand zur Zylinderachse in einer die Zylinderachse in einem Winkel kreuzenden Relativlage angeordnet. - Ein weiterer Messerzylinder ist aus
GB 884 194 A - Dem am rotierbaren Messerzylinder angeordneten Messer ist parallel ein feststehendes Gegenmesser zugeordnet, wobei zwischen beiden Messern das Bahnmaterial gefördert wird. Beide parallel angeordneten Messer weisen eine Mehrzahl an Zähnen auf, so dass der Trennschnitt des Bahnmaterials gezackt ausgeführt ist.
- Ein weiterer rotierbarer Messerzylinder ist aus
GB 628 154 - Aus
DE 33 03 628-C2 ist ein Messerzylinder bekannt, welcher mindestens eine Nut zur Aufnahme eines im Wesentlichen parallel zur Zylinderachse angeordneten Messers zum Trennen des bewegten Bahnmaterials aufweist. Dieser Messerzylinder umfasst ferner über die Länge jedes Messers verteilte angeordnete Druckmittelzylinder zum kraftschlüssigen Fixieren des jeweiligen Messers gegenüber dem Messerzylinder. Die eine Nut für die Aufnahme eines Messers ist am Zylinderumfang des Messerzylinders angeordnet bzw. sind mehrere Nuten für die Aufnahme des jeweiligen Messers am Zylinderumfang des Messerzylinders verteilt angeordnet. Bei einer gemäßFig. 2 beispielhaften Anordnung von sechs Nuten am Messerzylinder sind diese um jeweils 60° am vollen Zylinderumfang versetzt angeordnet.
Für höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten von Bahnmaterial ist eine derartige Ausbildung eines Messerzylinders weniger geeignet. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Messerzylinder der eingangs genannten Art zu schaffen, der günstigere Massenverhältnisse aufweist und für höhere Schnittleistungen bzw. Verarbeitungsgeschwindigkeiten von Bahnmaterial geeignet ist.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Ein erster Vorteil des Messezylinders ist darin begründet, dass dieser gegenüber den bekannten Messerzylindern eine spürbare Massenreduzierung aufweist bzw dass mit dem erfindungsgemäßen Messerzylinder höhere Schnittleistungen bzw. Verarbeitungsgeschwindigkeiten realisierbar sind. Die Massereduzierung wird dadurch erreicht, indem innerhalb des Zylinderumfangs des Messerzylinders mit einem theoretischen Durchmesser zwischen dem speziellen Messer bzw den speziellen Messern und dem der Zylinderachse benachbarten Zylinderkern sich in Richtung Zylinderachse erstreckende und zu den Messern mit Schneiden hin geneigte Seitenflächen angeordnet sind. Entsprechend der nachstehend beschriebenen, speziellen Ausbildung der Messer sind die Seitenflächen insbesondere schraubenförmig oder schräg zur Zylinderachse bzw. zum Zylinderkern geneigt angeordnet. Daraus resultiert, dass der Massenschwerpunkt des Messerzylinders stets auf der Zylinderachse liegt und mögliche Unwuchten vermieden werden.
- Die Massereduzierung kann zusätzlich durch die Anordnung von mit den Seitenflächen kommunizierender Durchbrüche (Öffnungen) verbessert werden. Bei Rotation des Messerzylinders werden dann die Durchbrüche von der Umgebungsluft durchströmt. Alternativ kann statt der Durchbrüche jede Seitenfläche Vertiefungen, beispielsweise Ausfräsungen, aufweisen, welche durch einen Materialabtrag der jeweiligen Seitenfläche gebildet sind. Die Vertiefungen sind in einer Ausbildung geschlossen und können somit nicht von der Umgebungsluft durchströmt werden. In einer zweiten Ausbildung weisen die Vertiefungen Durchbrüche (Öffnungen) auf, welche von der Umgebungsluft durchströmt werden können.
- Eine weitere Massereduzierung ist durch den Einsatz geeigneter Werkstoffe erzielbar, beispielsweise durch Grauguss oder Leichtmetallguss, insbesondere Aluminiumguss, oder beispielsweise durch Strängpressprofile, insbesondere Aluminiumprofilmaterial. Weiterhin ist geschäumtes Aluminium einsetzbar. Alternativ kann ein derartiger Messerzylinder aus einem Kunststoff, einschließlich FKV (Faserkunststoffverbund) oder speziell CFK (hochfester Kunststoff mit eingebetteten Kohlefasern), gebildet sein. Ebenso ist geschäumter Kunststoff einsetzbar. Bei Bedarf sind entsprechende Versteifungen vorgesehen. Beispielsweise kann auf einem Kunststoffmaterial ein plattenförmiges Material mit einem hohen E-Modul (Elastizitätsmodul), wie ein Keramikmaterial (einzelne oder mehrere Keramikplatten) oder FKV, angeordnet sein, welches der Erhöhung der Steifigkeit dient.
- Ein zweiter Vorteil besteht darin, dass der Messerzylinder mittels eines Maschinenantriebes oder vorzugsweise mit einem Einzelantrieb, d.h. eigenmotorisch, antreibbar ist. In einer Ausbildung ist der Einzelantrieb schaltungstechnisch mit einer Maschinensteuerung der Verarbeitungsmaschine gekoppelt.
Mittels des Einzelantriebes und bedingt durch die Massenreduzierung kann der Messerzylinder, beispielsweise bei Vorliegen eines sicherheitsrelevanten Ereignisses, in sehr kurzer Zeit - ausgehend von der vorliegenden Verarbeitungsgeschwindigkeit - zum Stillstand gebracht werden. Alternativ kann der Messerzylinder - ausgehend vom Stillstand bzw. einer relativ niedrigen Verarbeitungsgeschwindigkeit - auf die maximale Verarbeitungsgeschwindigkeit beschleunigt werden. Hierzu werden dem Einzelantrieb seitens der Maschinensteuerung entsprechende Signale zugeführt. Der Messerzylinder ist jedoch nicht auf einen derartigen Antrieb beschränkt. Vielmehr kann ein derartiger Messerzylinder auch mit dem Hauptantrieb der Verarbeitungsmaschine, bevorzugt unter Verwendung eines Getriebes, gekoppelt sein. - Als dritter Vorteil ist anzuführen, dass mittels des Einzelantriebes und bedingt durch die relativ geringen Masseverhältnisse das Bahnmaterial unter Berücksichtigung gleicher oder ungleicher Formatlängen während des Verarbeitungsbetriebes getrennt werden kann. Bei der Trennung ungleicher Formatlängen bei einem mit Verarbeitungsgeschwindigkeit geförderten Bahnmaterial werden dem Einzelantrieb von der Maschinensteuerung entsprechende Signale zugeführt. Hierbei kann der Einzelantrieb verzögert oder beschleunigt zur Fördergeschwindigkeit des Bahnmaterials betrieben werden. Damit können beliebige Formatlängen aus dem geförderten Bahnmaterial getrennt werden.
- Ein vierter Vorteil ergibt sich daraus, dass durch die Kontur und trotz die Massereduzierung eine hohe Steifigkeit, insbesondere bei der Wirkung einer Kraft auf die Schneidkante eines Messers in radialer Zylinderachsrichtung, des Messerzylinders erzielbar ist. Dabei ist in vorteilhafter Weise die Ausbildung des Messerzylinders nicht auf die umfangsseitige Anordnung von lediglich einem Messer beschränkt. Bei der umfangsseitigen Anordnung von zwei Messern sind diese um 180°, bei der Anordnung von drei Messern sind diese um jeweils 120° bzw. bei der Anordnung von vier Messern sind diese um jeweils 90° versetzt angeordnet usw.
Der Messerzylinder kann die Messer mit Schneide in je einer Nut aufnehmen. In einer weiteren,Ausbildung kann der Messerzylinder mit wenigstens einem Messer mit Schneide ausgebildet sein, welches unmittelbar am Messerzylinder, d.h. ohne Nut für dessen Aufnahme, angeordnet ist. Dabei kann das Messer bzw. können die Messer lösbar am Messerzylinder angeordnet sein. In einer weiteren Ausbildung kann jede Schneide in den Zylinderkörper des Messerzylinders integriert ausgeführt sein. Dem Messerzylinder bzw. den Messern ist eine Gegeneinrichtung zugeordnet, die entsprechend der Ausbildung der Messer zum Trennen des Bahnmaterials angepasst ist. - Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei zeigen schematisch:
- Fig. 1
- einen Messerzylinder mit einer Nut zur Aufnahme eines Messers,
- Fig. 2
- einen Messerzylinder mit zwei Nuten zur Aufnahme je eines Messers,
- Fig. 3
- den Messerzylinder gemäß
Fig. 2 in Vorderansicht, - Fig. 4
- eine Weiterbildung des Messerzylinders gemäß
Fig. 2 , - Fig. 5 a
- eine Rotationsfigur eines Messerzylinders mit schraubenförmig angeordnetem Messer,
- Fig. 5 b
- eine Rotationsfigur eines Messerzylinders mit hyperbolisch angeordneten Messern,
- Fig. 6 a
- ein Messerzylinder gemäß
Fig. 2 oder4 mit geneigten Seitenflächen, - Fig. 6 b
- eine Darstellung der Relativlage einer Schneide zur Zylinderachse,
- Fig. 7
- eine Darstellung zweier Seitenflächen eines Messerzylinders (Draufsicht).
- Ein Bahnmaterial 9 durchläuft in Förderrichtung 10 einen Spalt 16 in einer Verarbeitungsmaschine. Das Bahnmaterial 9 ist vorzugsweise aus Papier, einschließlich Wellpappe, Metall, Folie, einschließlich Kunststoff, bzw. Gewebe etc. Der Spalt 16 ist aus einem rotierbar angeordneten Messerzylinder 20 und einer Gegeneinrichtung 15 gebildet. Die Gegeneinrichtung 15 kann in einer Ausbildung ein drehbar gelagerter Gegendruckzylinder sein, der teilweise von dem Bahnmaterial 9 umschlungen ist. In einer weiteren Ausbildung kann die Gegeneinrichtung 15 eine feststehende Fläche sein, über die das Bahnmaterial in Förderrichtung 10 transportiert wird. Alternativ kann die Gegeneinrichtung 15 eine feststehende Schneideinrichtung umfassen, wie dies in
Fig. 1 und2 gezeigt ist. In einer weiteren Ausbildung kann die Gegeneinrichtung 15 ein baugleicher zweiter Messerzylinder 20 mit entsprechender Anzahl von Schneiden 25 bzw. Messern 14 mit Schneiden 25 sein. - Der Messerzylinder 20 dient dem Trennen von Bahnmaterial 9, wobei der Begriff "Trennen" das Schneiden, Perforieren, Lochen etc. umfasst. Hierzu ist der Messerzylinder 20 in einem Gestell 11 beidseitig mit seinen Zylinderzapfen in je einer Lagerung 12 drehbar gelagert und mit einem Antrieb der Verarbeitungsmaschine oder einem separaten Antrieb gekoppelt. Dazu sind die Zylinderzapfen zu einer Zylinderachse 3 fluchtend angeordnet.
- Der Messerzylinder 20 weist ferner mindestens eine Schneide 25 oder mindestens eine an einem Messer 14 vorhanden Schneide 25 (Schneidkante) aus einem Schneidmaterial zum Trennen des Bahnmaterials 9 auf. Der nachstehend verwendete Begriff "Messer" schließt stets wenigstens eine am Messer 14 angeordnete Schneide 25 ein.
- Dabei erstreckt sich jede Schneide 25 bzw. jedes Messer 14 in Richtung der Zylinderachse 3 und ist zu dieser Zylinderachse 3 in einem Abstand 24 mit einer die Zylinderachse 3 in einem Winkel β kreuzenden Relativlage angeordnet. Bevorzugt sind zumindest die Schneiden 25 bzw. die Messer 14 mit Schneiden 25 geringfügig schraubenförmig oder schräg (bei hyperbolischer Ausbildung) im Winkel β geneigt angeordnet. Die Gegeneinrichtung 15 ist in der Kontur der gewählten Anordnung der Schneiden 25 bzw. der Messer 14 entsprechend angepasst ausgeführt. Beispielsweise kann der Messerzylinder 20 je eine Nut 1 (bzw. 2 etc.) für die Aufnahme eines angeordneten Messers 14 mit wenigstens einer Schneide 25 aufweisen.
- Die Messer 14 können eine oder mehrere, durchgehende oder unterbrochene Schneiden 25 aufweisen. Bei einem Messer 14 mit durchgehender Schneide 25 wird bekanntlich das Bahnmaterial 9 beim Durchlaufen des Spaltes 16 in einzelne Bogen quer geschnitten. Bei einem Messer 14 mit unterbrochener Schneide 25 wird bekanntlich das Bahnmaterial 9 beim Durchlaufen des Spaltes 16 in Formatlänge querperforiert. Durch die Querperforation des Bahnmaterials 9 kann anschließend das Bahnmaterial in Bogen, beispielsweise durch Abreißen, getrennt werden bzw. kann sich der Querperforation ein Falzvorgang anschließen.
- In einer bevorzugten Ausbildung ist die Zylinderachse 3 bzw. ein Zylinderzapfen an einem Ende mit einem, bevorzugt elektrischen Einzelantrieb 13 gekoppelt. Der Einzelantrieb 13 ist schaltungstechnisch mit einer vorgeordneten Maschinensteuerung gekoppelt, so dass der Messerzylinder 20 eigenmotorisch in vorgebbarer Weise zur Verarbeitungsmaschine bzw. zum Bahnmaterial 9 antreibbar ist. Mittels der Maschinensteuerung ist der Einzelantrieb 13 während der Verarbeitung des Bahnmaterials 9 derart steuerbar, dass unterschiedliche Formate getrennt werden können.
- Gemäß
Figur 1 weist in einer ersten Ausbildung der Messerzylinder 20 eine am Umfang angeordnete erste Nut 1 und einen der Nut 1 diametral gegenüberliegend angeordnet einen die Zylinderachse 3 umschließenden Zylinderkern 4 auf. Bevorzugt ist an dem Zylinderkern 4 - zur Nut 1 diametral gegenüberliegend - ein Massenausgleich 5 angeordnet. Die Nut 1 nimmt ein eingangs beschriebenes Messer 14 mit wenigstens einer Schneide 25 auf, welches in der Nut 1 angeordnet ist.
Alternativ kann das Messer 14 mit wenigstens einer Schneide 25 oder die Schneide 25 selbst unmittelbar an dem Messerzylinder 20 (ohne Nut) angeordnet sein. Beispielsweise kann wenigstens eine Schneide 25 oder ein Messer 14 mit wenigstens einer Schneide 25 am Messerzylinder 20 haftfest oder lösbar angeordnet sein. In einer Weiterbildung kann eine keilförmige Kante (Schneide) des Messerzylinders 20 selbst als Schneide 25 ausgebildet sein. - Innerhalb des Zylinderumfangs des Messerzylinders 20 mit einem theoretischen Durchmesser 6 sind in radialer Richtung zwischen der Schneide 25 oder wenigstens einer Schneide 25 am Messer 14 und dem Zylinderkern 4 und in axialer Richtung zwischen vorderer und hinterer Seitenflächenkante 27, 28 sich erstreckende erste und zweite Seitenflächen 7, 8 angeordnet. Die benachbarten Seitenflächen 7, 8 sind - ausgehend vom Zylinderkern 4 - innerhalb des Durchmessers 6 entsprechend der Ausbildung der Schneide 25, speziell schräg im Winkel β geneigt oder verlaufen schraubenförmig (mit verändernden Winkel β), vom Zylinderkern 4 zur Schneide 25 hin jeweils in einem Winkel α schräg geneigt angeordnet. In der Position des Messerzylinders 20 mit zwei Schneiden 25 gemäß
Fig. 6a ist der Winkel α mit Bezug zur in dieser Position vorliegenden Vertikalen V gezeigt. Dabei umschließt der Zylinderkern 4 innerhalb des Durchmessers 6 die Zylinderachse 3 und geht in den bevorzugt angeordneten Massenausgleich 5 bzw. in die Zylinderkontur mit den beschriebenen Seitenflächen 7, 8 über. Je nach Neigung der jeweiligen Schneide 25 bzw. der jeweiligen Nut 1, 2 bzw. des jeweiligen Messers 14 im Winkel β (zur Zylinderachse 3) verlaufen dazu die Seitenwände 7, 8 bevorzugt parallel. - Jeder Zylinderkern 4 ist unabhängig von der jeweiligen Ausbildung stets innerhalb des Zylinderumfangs mit einem Durchmesser 6 angeordnet. Bei auftretender Umgebungswärme kann zum Ausgleich der Wärmedehnung im Messerzylinder 20 an dessen Massenausgleich 5 ein thermisches Ausgleichsmaterial 23 angeordnet sein. Alternativ ist der Massenausgleich 5 selbst aus einem thermischen Ausgleichsmaterial 23 ausgeführt. Das thermische Ausgleichsmaterial 23 ist diametral gegenüberliegend der Nut 1 bzw. Schneide 25 angeordnet.
- Gemäß
Figur 2 weist in einer zweiten Ausbildung der Messerzylinder-20 zwei am Umfang angeordnete Nuten 1, 2 bzw. Messer 14 jeweils mit wenigsten einer Schneide 25 auf. Die Messer 14 mit Schneiden 25 sind bzw. die erste Nut 1 ist dabei zur zweiten Nut 2 diametral gegenüberliegend, den Zylinderkern 4 einschließend angeordnet, d.h. umfangsseitig um 180° versetzt angeordnet. Jede Nut 1, 2 nimmt je ein eingangs beschriebenes Messer 14 (mit wenigstens einer Schneide 25) auf, welches in der jeweiligen Nut 1, 2 angeordnet ist. Die um 180° versetzt angeordneten Schneiden 25 am Messer 14 bzw. Nuten 1, 2 sind mit Bezug zur Zylinderachse 3 sich in einem Winkel β kreuzend (spiegelbildlich versetzt) am Messerzylinder 20 angeordnet (Fig. 6b ). Bevorzugt ist ebenso ein derartiger Messerzylinder 20 als Modul ausgeführt und kann bei Bedarf gegen einen anderen Messerzylinder ausgetauscht werden. Insbesondere sind neben dem Messerzylinder 20 weitere Baugruppen, beispielsweise die Lagerung 12, sowie die Gegeneinrichtung 15 als komplette Baueinheit innerhalb der Verarbeitungsmaschine gegen eine weitere Baueinheit mit Messerzylinder, Lagerung und Gegeneinrichtung austauschbar. - Innerhalb des Zylinderumfangs des Messerzylinders 20 mit einem theoretischen Durchmesser 6 sind in radialer Richtung zwischen den beiden Schneiden 25 bzw. Schneiden 25 an Messern 14 und dem Zylinderkern 4 und in axialer Richtung zwischen vorderen und hinteren Seitenflächenkanten 27, 28 sich erstreckende jeweils erste und zweite Seitenflächen 7, 8 entsprechend der speziellen Anordnung der Schneiden 25 angeordnet.
- Die jeweils benachbarten Seitenflächen 7, 8 sind - ausgehend vom Zylinderkern 4 - zur jeweiligen Schneide 25 hin in einem Winkel α geneigt angeordnet (
Fig. 6a ). In der Position gemäßFig. 6a des Messerzylinders 20 mit zwei Schneiden 25 ist der Winkel α mit Bezug zur in dieser Position vorliegenden Vertikalen V gezeigt. Dabei umschließt der Zylinderkern 4 innerhalb des Durchmessers 6 die Zylinderachse 3 und geht in die jeweilige Zylinderkontur mit den beschriebenen Seitenflächen 7, 8 über. Je nach Neigung der jeweiligen Schneide 25 bzw. der jeweiligen Nut 1, 2 bzw. des jeweiligen Messers 14 im Winkel β (zur Zylinderachse 3) verlaufen die Seitenwände 7, 8 dazu parallel. - In einer Ausbildung sind die sich dem Zylinderkern 4 jeweils anschließenden Seitenflächen 7, 8 schraubenförmig verlaufend bei schraubenförmig angeordneten Schneiden 25 bzw. geradlinig verlaufend bei hyperbolisch angeordneten Schneiden 25 schräg geneigt angeordnet. Dabei ist bei schraubenförmig verlaufenden Seitenflächen 7, 8 der Winkel β von je einer vorderen Seitenflächenkante 27 zu je einer hinteren Seitenflächenkante 28 ansteigend ausgebildet oder umgekehrt.
In einer weiteren Ausbildung sind die sich dem Zylinderkern 4 jeweils anschließenden Seitenflächen 7, 8 zusätzlich zur schraubenförmigen oder schräg geneigten, hyperbolischen Ausbildung konvex gekrümmt zu den Schneiden hin geneigt angeordnet. Alternativ sind die Seitenflächen 7, 8 - ausgehend vom Zylinderkern 4 - konkav gekrümmt. Die konkave Krümmung der Seitenflächen 7, 8 ist beispielsweise von Vorteil, wenn am Messerzylinder 20 mehrere Schneiden 25, beispielsweise zwei Messer 14 mit je einer Schneide 25 in einer oder je einer Nut 1, 2, für den Doppelschnitt angeordnet sind. In einer Ausbildung weisen die benachbarten Seitenflächen 7, 8 gleiche Neigungswinkel bzw. gleiche Krümmungen auf. - Die Seitenflächen 7, 8 können als volle Flächen oder alternativ durch Stege mit jeweils dazwischen liegenden kommunizierenden Durchbrüchen 19 gebildet sein.
- Der Zylinderkern 4 kann unabhängig von den Ausführungsformen an den freien Stellen in einer Ausbildung geradlinige Teilflächen 17, 18 aufweisen. In einer weiteren Ausbildung kann der Zylinderkern 4 konvex oder konkav gekrümmte (bevorzugt mit gleicher Krümmung) Teilflächen 17, 18 aufweisen.
- In einer Weiterbildung weisen die Seitenflächen 7, 8 kommunizierende Durchbrüche 19 (Öffnungen) auf, d.h. diese erstrecken sich quer zur Zylinderachse 3. Die Durchbrüche 19 können dabei von gleicher oder ungleicher Geometrie sein. Bei Rotation des Messerzylinders 20 werden die Durchbrüche 19 von Umgebungsluft durchströmt. Je nach Drehrichtung des Messerzylinders 20 strömt beispielsweise in die Durchbrüche 19 an den Seitenflächen 7 die Luft ein und an den Seitenflächen 8 aus. Die Durchbrüche 19 können zum Verschließen, beispielsweise durch aufsetzbare Kappen, ausgebildet sein. Bei der Ausbildung mit Stegen befinden sich die Durchbrüche 19 zwischen den Stegen.
- Alternativ kann statt der Durchbrüche 19 jede Seitenfläche 7,8 Vertiefungen, beispielsweise Ausfräsungen, Sicken, kassettenförmige Taschen, aufweisen, welche beispielsweise durch einen Materialabtrag der jeweiligen Seitenfläche 7, 8 gebildet sind. Die Vertiefungen sind geschlossen und können somit nicht von der Umgebungsluft durchströmt werden. Bevorzugt sind die Vertiefungen auf den jeweils benachbarten Seitenflächen 7, 8 spiegelbildlich angeordnet.
- In Weiterbildung von
Fig. 2 zeigtFig. 4 einen Messerzylinder 20 mit erhöhter Steifigkeit. Danach weist dieser ein in Richtung Zylinderachse 3 konzentrisch zu dieser angeordnetes Tragrohr 21, beispielsweise aus Stahl, Keramik, Kohlefaserwerkstoff (CFK) auf. Das Tragrohr 21 nimmt endseitig die Zylinderzapfen auf oder ist selbst als Zylinderzapfen in der Lagerung 12 beidseitig abgestützt. Auf dem Tragrohr 21 sind der Zylinderkern 4 sowie die je nach Ausbildung angeordneten Seitenflächen 7, 8 analog zuFig. 2 angeordnet. Zylinderkern 4 sowie die Seitenflächen 7, 8 sind bevorzugt aus einem Material mit geringerem Schubmodul (G) als das Tragrohr 21 ausgeführt. In einer Weiterbildung kann zusätzlich zum Tragrohr 21 oder separat (ohne Tragrohr 21) am Zylinderkern 4 - beispielsweise symmetrisch je eine Keramikplatte 22 (oder eine Platte aus FKV), alternativ können mehrere Keramikplatten 22 (bzw. mehrere Platten aus FKV), angeordnet sein. Die Keramikplatten 22 sind haftfest mit dem Zylinderkern 4 verbunden und erhöhen die Steifigkeit des Messerzylinders 20. Diese Platten weisen bevorzugt einen höheren E-Modul als der Zylinderkern 4 auf. Alternativ sind derartige Platten aus Kohlefaserwerkstoff einsetzbar. - Der Messerzylinder 20 ist nicht auf die Anordnung einer Schneide 25 bzw. eines Messers 14 mit wenigstens einer Schneide 25 bzw. einer Nut 1 oder zweier Schneiden 25, Messer 14 mit wenigstens einer Schneide 25 bzw. Nuten 1, 2 beschränkt. Vielmehr sind umfangsseitig weitere Schneiden 25, Messer 14 mit wenigstens einer Schneide 25 bzw. Nuten 1, 2 etc. anordenbar (nicht gezeigt).
- So kann in einer weiteren Ausbildung der Messerzylinder 20 drei am Umfang angeordnete Schneiden 25, mit oder ohne Nuten 1, 2, .... bzw. Messer 14 aufweisen, die jeweils um 120° (strahlenförmig) versetzt den Zylinderkern 4 einschließend angeordnet sind. Innerhalb des Zylinderumfangs mit einem theoretischen Durchmesser 6 sind zwischen den Schneiden 25 bzw. drei Nuten 1, 2, ... bzw. Messern 14 sich jeweils in Richtung des Zylinderkerns 4 , erstreckende Seitenflächen 7, 8 angeordnet. Diese einander benachbarten Seitenflächen 7, 8 sind ausgehend von dem Zylinderkern 4 jeweils zu den drei Schneiden 25 bzw. Nuten 1, 2, ... (weitere nicht gezeigt) bzw. Messern 14 mit Schneiden 25 hin schräg geneigt angeordnet.
Ausgehend von dem Zylinderkern 4 liegen bei dieser Ausbildung somit je drei Paare benachbarter Seitenflächen 7, 8 vor. - In einer weiteren Ausbildung kann der Messerzylinder 20 vier am Umfang angeordnete Schneiden 25, mit oder ohne Nuten 1,2, .... bzw. Messer 14 aufweisen, die jeweils um 90° (strahlenförmig) versetzt den Zylinderkern 4 einschließend angeordnet sind. Innerhalb des Zylinderumfangs mit einem theoretischen Durchmesser 6 sind zwischen den vier Schneiden 25 bzw. Nuten 1, 2, ...bzw. Messer 14 sich in Richtung des Zylinderkerns 4 erstreckende Seitenflächen 7, 8 angeordnet. Diese einander benachbarten Seitenflächen 7, 8 sind ausgehend von dem Zylinderkern 4 jeweils zu den vier Schneiden bzw. Nuten 1, 2, ... (weitere nicht gezeigt) bzw. Messern 14 mit Schneide 25 hin schräg geneigt angeordnet. Ausgehend von dem Zylinderkern 4 liegen bei dieser Ausbildung somit je vier Paare benachbarter Seitenflächen 7, 8 vor.
- Diese beispielhaften Ausführungen sind ebenso für die Anordnung von fünf (jeweils um 72° versetzt), sechs (jeweils um 60° versetzt) oder eine weitere Anzahl am Umfang angeordneter Schneiden 25 bzw. Nuten 1, 2, ... (weitere nicht gezeigt) bzw. Messern 14 übertragbar. Der Messerzylinder 20 weist beispielsweise fünf am Umfang angeordnete Schneiden 25 bzw. Nuten 1, 2, ... bzw. Messer 14 auf, die jeweils um 72° versetzt den Zylinderkern 4 einschließend angeordnet sind. Innerhalb des Zylinderumfangs mit einem theoretischen Durchmesser 6 zwischen den fünf Schneiden 25 bzw. Nuten 1, 2, bzw. Messern 14 mit Schneiden 25 sind sich in Richtung des Zylinderkerns 4 erstreckende Seitenflächen 7, 8 angeordnet und die Seitenflächen 7, 8 sind ausgehend von dem Zylinderkern 4 jeweils zu den fünf Schneiden 25 bzw. Nuten bzw. Messern 14 hin schräg geneigt. Alternativ weist beispielsweise der Messerzylinder 20 sechs am Umfang angeordnete Schneiden 25 bzw. Nuten 1, 2, .... bzw. Messer 14 auf, die jeweils um 60° versetzt den Zylinderkern 4 einschließend angeordnet sind. Innerhalb des Zylinderumfangs mit einem theoretischen Durchmesser 6 sind zwischen den sechs Schneiden 25 bzw. Nuten 1, 2, ... bzw. Messern 14 sich in Richtung des Zylinderkerns 4 erstreckende Seitenflächen 7, 8 angeordnet und die Seitenflächen 7, 8 sind ausgehend von dem Zylinderkern 4 jeweils zu den sechs Schneiden 25 bzw. Nuten 1, 2, .... bzw. Messern 14 hin schräg geneigt.
- Bei jeder der vorstehend genannten Ausführungen sind stets die Seitenflächen 7, 8 zueinander benachbart angeordnet und erstrecken sich entsprechend der Anzahl der Schneiden 25 bzw. Nuten 1, 2, ... bzw. Messer 14 mit Schneiden 25 sowie deren Anordnung mehrfach zu diesen.
Die Seitenflächen 7, 8 sind analog der vorstehenden Ausführungen ausgebildet. - In bevorzugter Ausbildung erstreckt sich jede Schneide 25 über die Formatbreite des Bahnmaterials in Richtung der Zylinderachse 3 und ist in einem Abstand 24 zur Zylinderachse 3 und mit einer die Zylinderachse 3 kreuzenden Relativlage (d.h. geringfügig geneigt) am Umfang des Messerzylinders 20 angeordnet. Dabei sind wie bereits beschrieben vorzugsweise zwei spezielle Ausbildungen realisierbar.
- In einer ersten Ausbildung gemäß
Fig. 5a ist jede Schneide 25, hier am Beispiel des Messers 14 mit Schneide 25 gezeigt, mit kreuzender Relativlage zur Zylinderachse 3 in einem gleichen Abstand 24 zur Zylinderachse 3 angeordnet. Diese Ausbildung wird erreicht, indem jede Schneide 25 schraubenförmig entlang des Umfangs des Messerzylinders. 20 verläuft. Es liegt somit jeweils eine schraubenförmig angeordnete Schneide 25 bzw. ein entsprechendes Messer 14 mit wenigstens einer Schneide 25 vor. GemäßFig. 5 a ist der Messerzylinder 20 mit lediglich einer schraubenförmigen Schneide 25 am Messer 14 gezeigt. Alternativ können wie bereits beschrieben mehrere derartige Schneiden 25 am Messerzylinder 20 angeordnet sein. Für den Doppelschnitt können zwei in geringem Abstand parallel angeordnete schraubenförmige Schneiden 25 an bevorzugt einem Messer 14 am Messerzylinder 20 angeordnet sein. - In einer zweiten Ausbildung gemäß
Fig. 5b ist jede Schneide 25, hier am Beispiel des Messers 14 mit Schneide 25 gezeigt, mit kreuzender Relativlage (Winkel β) zur Zylinderachse 3 in einem sich verändernden Abstand 24 zur Zylinderachse 3 angeordnet. Diese Ausbildung wird erreicht, indem jede Schneide 25 als schräg am Umfang des Messerzylinders 20 verlaufende Gerade angeordnet ist, deren Abstand zur Zylinderachse 3 als Hyperbel ausgebildet ist. Es liegt somit jeweils eine hyperbolisch angeordnete Schneide 25 vor. InFig. 5b ist der Messerzylinder 20 mit zwei am Umfang angeordneten Schneiden 25, beispielsweise Messern 14 und 14' mit Schneiden 25, 25', gezeigt. Dabei sind beide Messer 14 mit Schneide 25 (volle Linie) bzw. 14' (gestrichelte Linie) diametral um 180° versetzt gegenüberliegend angeordnet. Alternativ können wie bereits beschrieben mehrere derartige Schneiden 25, beispielsweise Messer 14 mit Schneide 25, am Messerzylinder 20 angeordnet sein. Für den Doppelschnitt können zwei in geringem Abstand parallel angeordnete hyperbolische Schneiden 25 an bevorzugt einem Messer 14 am Messerzylinder 20 angeordnet sein. - In
Fig. 6b ist eine Schneide 25 an einem Messer 14 gezeigt dargestellt und das Messer 14 ist in einer Nut 1 aufgenommen. Bei dieser Ausbildung gehen die beiden Seitenflächen 7, 8 in eine beidseitig zum Messer 14 verlaufende Verdickung 26 über, welche der Stabilisierung der Schneide 25 dienen. - In
Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die Seitenflächen 7, 8 bei einem Messerzylinder 20 mit zwei um 180° versetzt angeordneten, schräg am Umfang des Messerzylinders 20 gerade verlaufenden Schneiden 25 gezeigt. Hierbei ist erkennbar, dass die Seitenflächen 7, 8 im Bereich des Zylinderkerns 4 bzw. der Teilfläche 17 von einer vorderen Seitenflächenkante 27 zu einer hinteren Seitenflächenkante 28 in einem Winkel γ zur Zylinderachse 3 verlaufen. -
- 1 -
- Nut (erste)
- 2 -
- Nut (zweite)
- 3 -
- Zylinderachse
- 4 -
- Zylinderkern
- 5 -
- Massenausgleich
- 6 -
- Durchmesser (theoretisch)
- 7 -
- Seitenfläche (erste)
- 8 -
- Seitenfläche (zweite)
- 9 -
- Bahnmaterial
- 10 -
- Förderrichtung
- 11 -
- Gestell
- 12 -
- Lagerung
- 13 -
- Einzelantrieb
- 14 -
- Messer
- 15 -
- Gegeneinrichtung (Zylinder, Fläche, Trenneinrichtung)
- 16 -
- Spalt
- 17 -
- Teilfläche (erste)
- 18 -
- Teilfläche (zweite)
- 19 -
- Durchbruch (Öffnungen)
- 20 -
- Messerzylinder
- 21 -
- Tragrohr
- 22 -
- Keramikplatte
- 23 -
- thermisches Ausgleichsmaterial
- 24 -
- Abstand
- 25 -
- Schneide
- 26 -
- Verdickung
- 27 -
- vordere Seitenflächenkante
- 28 -
- hintere Seitenflächenkante
- α -
- Winkel
- β -
- Winkel
- γ -
- Winkel
- V -
- Vertikale
Claims (20)
- Messerzylinder zum Trennen von Bahnmaterial mit mindestens einer umfangsseitig angeordneten Schneide (25), wobei der Messerzylinder (20) einen der Schneide (25) diametral gegenüberliegenden, die Zylinderachse (3) umschließenden Zylinderkern (4) aufweist und innerhalb des Zylinderumfangs mit einem theoretischen Durchmesser (6) zwischen Schneide (25) und Zylinderkern (4) sich in Richtung Zylinderachse (3) erstreckende Seitenflächen angeordnet sind, wobei jede Schneide (25) in einem Abstand (24) zur Zylinderachse (3) und mit einer die Zylinderachse (3) in einem Winkel (β) kreuzenden Relativlage angeordnet ist, und die Seitenflächen (7, 8) ausgehend vom Zylinderkern (4) zur Schneide (25) hin jeweils in einem Winkel (α) schräg geneigt sind, und wobei die Seitenflächen (7, 8) in axialer Richtung schräg in einem Winkel (β) geneigt oder schraubenförmig mit sich veränderndem Winkel (β) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (7, 8) im Bereich des Zylinderkern (4) von einer vorderen Seitenflächenkante (27) zu einer hinteren Seitenflächenkante (28) in einem, Winkel (γ) zur Zylinderachse (3) verlaufen.
- Messerzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schneiden (25) in einem sich verändernden Abstand (24) zur Zylinderachse (3) angeordnet ist.
- Messerzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schneiden (25) in einem gleichen Abstand (24) zur Zylinderachse (3) angeordnet ist.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerzylinder (20) zwei am Umfang diametral gegenüberliegend angeordnete, den Zylinderkern (4) einschließende Schneiden (25) aufweist, dass innerhalb des Zylinderumfangs mit einem theoretischen Durchmesser (6) zwischen den Schneiden (25) sich in Richtung des Zylinderkerns (4) erstreckende Seitenflächen (7, 8) angeordnet sind, und dass die Seitenflächen (7, 8) ausgehend von dem Zylinderkern (4) jeweils zu den Schneiden (25) hin schräg in einem Winkel (α) geneigt sind.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerzylinder (20) drei am Umfang angeordnete Schneiden (25) aufweist, die jeweils um 120° versetzt den Zylinderkern (4) einschließend angeordnet sind, dass innerhalb des Zylinderumfangs mit einem theoretischen Durchmesser (6) zwischen den drei Schneiden (25) sich in Richtung des Zylinderkerns (4) erstreckende Seitenflächen (7, 8) angeordnet sind, und dass die Seitenflächen (7, 8) ausgehend von dem Zylinderkern (4) jeweils zu den drei Schneiden (25) hin schräg in einem Winkel (α) geneigt sind.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messzylinder (20) vier am Umfang angeordnete Schneiden (25) aufweist, die jeweils um 90° versetzt den Zylinderkern (4) einschließend angeordnet sind, dass innerhalb des Zylinderumfangs mit einem theoretischen Durchmesser (6) zwischen den vier Schneiden (25) sich in Richtung des Zylinderkerns (4) erstreckende Seitenflächen (7, 8) angeordnet sind, und dass die Seitenflächen (7, 8) ausgehend von dem Zylinderkern (4) jeweils zu den vier Schneiden (25) hin schräg in einem Winkel (α) geneigt sind.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerzylinder (20) fünf am Umfang angeordnete Schneiden (25) aufweist, die jeweils um 72° versetzt den Zylinderkern (4) einschließend angeordnet sind, dass innerhalb des Zylinderumfangs mit einem theoretischen Durchmesser (6) zwischen den fünf Schneiden (25) sich in Richtung des Zylinderkerns (4) erstreckende Seitenflächen (7, 8) angeordnet sind, und dass die Seitenflächen (7, 8) ausgehend von dem Zylinderkern (4) jeweils zu den fünf Schneiden (25) hin schräg in einem Winkel (α) geneigt sind.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerzylinder (20) sechs am Umfang angeordnete Schneiden (25) aufweist, die jeweils um 60° versetzt den Zylinderkern (4) einschließend angeordnet sind, dass innerhalb des Zylinderumfangs mit einem theoretischen Durchmesser (6) zwischen den sechs Schneiden (25) sich in Richtung des Zylinderkerns (4) erstreckende Seitenflächen (7, 8) angeordnet sind, und dass die Seitenflächen (7, 8) ausgehend von dem Zylinderkern (4) jeweils zu den sechs Schneiden (25) hin schräg in einem Winkel (α) geneigt sind.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 und 2 oder 3 und einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Zylinderkern (4) sich anschließenden Seitenflächen (7, 8) geradlinig oder konvex gekrümmt oder konkav gekrümmt zur jeweiligen Schneide (25) hin geneigt sind.
- Messerzylinder nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkern (4) geradlinige oder konvex gekrümmte oder konkav gekrümmte Teilflächen (17, 18) aufweist.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (7, 8) kommunizierende Durchbrüche (19) aufweisen, die bei Rotation des Messerzylinders (20) von Umgebungsluft durchströmt werden.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (7, 8) Vertiefungen aufweisen, welche kommunizierende Durchbrüche (19) aufweisen, die bei Rotation des Messerzylinders von Umgebungsluft durchströmt werden.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflächen (7, 8) Vertiefungen aufweisen, welche geschlossen sind und nicht von Umgebungsluft durchströmt werden.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schneide (25) in je einer am Messerzylinder (20) angeordneten Nut (1) aufgenommen ist.
- Messerzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneide (25) diametral gegenüberliegend ein Massenausgleich (5) angeordnet ist.
- Messerzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerzylinder (20) endseitig mit einem Einzelantrieb (13) gekoppelt ist.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Einzelantrieb (13) schaltungstechnisch mit einer Maschinensteuerung gekoppelt und in vorgebbarer Weise antreibbar ist.
- Messerzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneide (25) diametral gegenüberliegend ein thermisches Ausgleichsmaterial (23) angeordnet ist.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Ausgleichsmaterial (23) am Massenausgleich (5) angeordnet ist.
- Messerzylinder nach Anspruch 1 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass das thermische Ausgleichsmaterial (23) gleichzeitig der Massenausgleich (5) ist.
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