WO1991016180A1 - Verfahren zur schnittqualitätserfassung einer schneidmaschine für papier, pappe oder dergleichen sowie schneidmaschine - Google Patents

Verfahren zur schnittqualitätserfassung einer schneidmaschine für papier, pappe oder dergleichen sowie schneidmaschine Download PDF

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WO1991016180A1
WO1991016180A1 PCT/DE1991/000355 DE9100355W WO9116180A1 WO 1991016180 A1 WO1991016180 A1 WO 1991016180A1 DE 9100355 W DE9100355 W DE 9100355W WO 9116180 A1 WO9116180 A1 WO 9116180A1
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WO
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cut
cutting
knife
stack
cutting machine
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PCT/DE1991/000355
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French (fr)
Inventor
Claus BOKÄMPER
Arnold Heidenreich
Olaf Pfeiffer
Gerd Schmitz
Original Assignee
Am Wohlenberg Gmbh
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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
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting

Definitions

  • the invention relates to a method for recording quality of a cutting machine for paper, cardboard or the like according to the preamble of claim 1.
  • paper, cardboard or the like is cut by cutting stacks of material to be cut by means of cutting machines, for example high-speed cutters or three-cutters with a smooth cut.
  • the cut quality essentially determines the quality and dimensional accuracy of the end product. If the cut quality is poor, the end product is usually no longer usable, which also means that all previous processing measures become obsolete and thus considerable damage occurs.
  • the cutting quality of a batch of material to be cut has been monitored from time to time by the operating personnel, and if the cutting quality has decreased, appropriate setting and maintenance measures have been carried out or maintenance measures have been carried out as a precaution at certain intervals or after a predetermined number of cuts.
  • the object of the invention is therefore to improve the method for recording the cutting quality of a cutting machine by automatically evaluating essential cutting parameters.
  • Cutting parameters which influence the course of the cut in various materials are the knife bevel angle, the knife sharpness, the insert height, the pressing pressure on the material to be cut 1, the fiber direction of the material to be cut and the cut length. Knife sharpness is a cutting parameter that changes in the course of processing cut material.
  • the sharpness of the knife steadily decreases due to wear, which both leads to an increase in the actuating force to be applied, which is necessary for severing the stack of cut material, and to a greater deflection of the cutting knife.
  • both the actuating force to be applied and the deflection form a criterion for the knife sharpness and can be automatically evaluated individually or in combination in order to assess the cutting quality.
  • the actuating force is preferably detected as an elongation or compression on an actuating rod.
  • the deflection can expediently be detected as a surface expansion on the surface of the cutting knife or the knife holder.
  • the value that occurs after touchdown and before cutting can be compared with a target value that depends on the stack height and the type of material to be cut.
  • the value measured at this point in time after compacting the stack of cut material represents the actuating force that must be applied to overcome the resistance to the cut material.
  • a sharp chisel knife taking into account the stack height and the type of material to be cut, there is a nominal resistance that corresponds to a tolerance Allowance to be used as setpoint. If the actual value deviates from the target value, this fact suggests an incorrect cutting parameter, in particular a diminishing knife sharpness.
  • a knife change signal is preferably triggered when the setpoint is exceeded.
  • This signal can indicate to the operating personnel optically or acoustically that a knife is due to be changed or can also stop the cutting machine if the knife change is not carried out after a warning time.
  • the temporal course of the value that occurs after touchdown can be compared with a target course that is dependent on the stack height and the type of material to be cut.
  • the course of the actuation force over time provides information about the elasticity of the visual tissue. Too high elasticity can lead to the cutting knife wedging or entrainment of the upper layers of the material to be cut, which can result in an oblique cut. If the time course of the value is shallower than the target course, the pressure on the stack of material to be cut is preferably increased or an application height reduction signal is triggered.
  • the elasticity of the material to be sliced can be changed automatically or manually to the value which ensures good cutting quality.
  • the value that occurs after touchdown and before cutting is compared with a target value that depends on the stack height and the type of material to be cut.
  • the pressing pressure on the stack of material to be cut can be reduced or, after the pressing pressure has been reduced, an insert height can be reduced. reduction signal or a knife change signal can be triggered after the height of use has been reduced.
  • the invention further relates to a cutting machine for paper, cardboard or the like according to the preamble of claim 10.
  • This object is achieved in a cutting machine according to the preamble of claim 10 by the measures specified in the characterizing part.
  • the invention makes use of the fact that the sharpness of the knife, as an essential cutting parameter, steadily decreases due to wear and both to increase the bringing actuating force, which is necessary for severing the cutting guide, as well as leading to a greater deflection of the cutting knife.
  • a size for assessing the cutting quality can be obtained by sensors which detect the actuating force to be applied or the deflection of the cutting knife or its knife holder.
  • An evaluation of the measured values of only one of the two sensors is sufficient.
  • the measured values of both sensors can also be evaluated together. In the latter case, an evaluation of further cutting parameters, such as knife bevel angle, insert height or pressing pressure on the stack of material to be cut, is then also made possible.
  • the actuation force sensor is arranged on an actuation rod.
  • the bending sensor is expediently arranged on the surface of the cutting knife or the knife holder, preferably in the central region of the cutting knife or the knife holder.
  • the sensors are designed as strain gauges.
  • Strain gauges have already proven to be very robust and reliable sensors, which also allow conclusions to be drawn about tensile or compressive forces via the material elongation.
  • the small size of strain gauges and their lack of impairment of the cutting function have proven particularly advantageous in the cutting machine according to the invention.
  • the detection and evaluation device is preferably connected to a signal transmitter.
  • a knife change signal can be triggered as soon as the value of the actuating force that occurs after touchdown and before severing exceeds a setpoint value that depends on the stack height and the type of material to be cut.
  • the knife change signal can be indicated optically and / or acoustically or even stop the cutting machine after a certain warning period.
  • the detection and evaluation device can be connected to a baling pressure control device.
  • the pressure on the stack of material to be cut can be increased automatically as soon as the actuating force is evaluated, the temporal course of the value of the actuating force occurring after placement has a flatter temporal course than a target value dependent on the stack height and the type of material to be cut ⁇ has run.
  • Such a course indicates a spring of an elastic material to be cut, which can be automatically removed by increasing the pressing pressure.
  • This measure can be successful if, when evaluating the deflection, the value of the deflection that occurs after touchdown and before severing exceeds a setpoint value that depends on the stack height and the type of material to be cut. The success of this measure can be seen from the fact that the measured deflection is then lower.
  • a detection height reduction signal can be triggered by the detection and evaluation device by means of the signal transmitter.
  • the use height of the following stacks of material to be cut can be reduced manually or automatically. If this has been the cause of excessive deflection, the deflection will then be less.
  • the detection and evaluation device can finally use the A knife change signal can be triggered by the signal generator. There then only remains a poor knife sharpness as an insufficient cutting parameter, which can be eliminated by changing the knife.
  • Fig. 1 is a diagram with a
  • FIG. 2 is a diagram with a
  • FIG. 3 is a plan view of an in one
  • Cutting knife and Fig. 4 shows a cross section through the
  • Fig. 1 shows a diagram with a cutting force, as it is in a cutting machine, e.g. one
  • the cutting process is triggered before the time A in FIG. 1. Within the period from the triggering time to the time A, the material to be cut is compacted by means of a pressing device.
  • the drive device of the cutting knife is then actuated.
  • the cutting knife then moves from its starting position towards the stack of material to be cut.
  • the knife chamfer touches the stack of material to be cut.
  • the material to be cut is now deformed and compacted in the area of the knife action.
  • the cutting force overcomes the resistance of the material to be cut and the actual cutting process beginning.
  • time D After cutting through the last layer, time D has been reached.
  • the increase in force in the area between the times D and E is caused by the penetration of the knife bevel into a cutting bar, which is made of soft material and is enclosed in the cutting base in the cutting area.
  • the maximum force at time E results from the depth of penetration of the knife chamfer into the cutting bar.
  • the cutting knife has reached its lower reversal point and returns to tent point G in its starting position. If the course of the cutting force is continuously recorded with an initially sharp cutting knife while the cutting parameters are otherwise the same, the cutting force gradually increases at time C. A value can now be determined at which the cut quality is just sufficient and this value can be used as a setpoint for later comparison measurements. Exceeding the setpoint then indicates insufficient knife sharpness and can be output as a knife change signal.
  • Another parameter can be read from the curve, namely the pressing force on the stack of material to be cut. If the pressing force is set correctly, this results in a pre-compression of the stack of material to be cut and consequently a curve shape between times B and C with a characteristic steep course. This curve shape can also be saved as a setpoint.
  • a deviation from this curve shape indicates springs of an elastic material to be cut.
  • a correction signal can be obtained by comparison with the target value, with which the pressing pressure on the stack of material to be cut is automatically increased or, if that is not an improvement yields, the bet size can be reduced automatically or manually.
  • FIG. 2 shows a diagram with a deflection curve.
  • the knife holder bend is shown, plotted over a cutting path related to an insert height of 100%.
  • Below the graphic is a table with cutting parameters for curves A to E.
  • a bend can be caused by supporting the knife holder or the cutting knife on the material to be cut. Since the material to be cut is highly compacted, the cutting knife gives way e.g. with waste cuts. In the case of separating cuts, however, there is less deviation due to the counterforce of the material to be cut in front of the cutting knife.
  • the deflection of the cutting knife or knife holder can, in addition to indicating defective knife sharpness, also control the pressing pressure on the stack of material to be cut or control the insert height. For this purpose, a setpoint for maximum deflection is determined in test series and the actual deflection is later compared with this setpoint during operation.
  • FIG. 3 shows a plan view of a cutting knife 12 located in a knife holder 10.
  • the cutting knife 12 with the knife holder 10 is part of a cutting cutter which imparts a vertical movement superimposed on it by a horizontal longitudinal movement during a cutting process.
  • An actuating rod 18, which is laterally connected to the knife holder, of an actuating device (not shown in more detail) specifies this movement.
  • An actuating force sensor 14 in the form of a strain gauge is arranged on the actuating rod 18. Electrical signals of the strain gauge are fed to a detection and evaluation device, not shown. With the actuating force sensor 14, the course of the cutting force, as it is exemplarily shown in FIG. 1, can be recorded via the expansion or compression of the actuating rod 18 and evaluated as explained above.
  • a bending sensor 16 is arranged on the cutting knife 12 or the knife holder 10. This bending sensor 16 detects the expansion or occurring on the surface of the cutting knife 12 or the knife holder 10 Upsetting the deflection of the cutting knife 12 or the knife holder 10. The bending sensor 16 is arranged in the central region of the cutting knife 12 or knife holder 10, where the deflection is greatest and the measurement accuracy is accordingly best.
  • the bending sensor 16 is also designed as a strain gauge and, like the actuating force sensor, is connected to the detection and evaluation device (not shown). With the bending sensor 16, the deflection, as it is exemplarily shown in FIG. 2, can be recorded and evaluated as explained above.
  • FIG. 4 shows a cross section through the representation according to FIG. 3 for the sake of completeness and reveals the local position of the bending sensor 16.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Schnittqualitätserfassung einer Schneidmaschine für Papier, Pappe oder dergleichen beschrieben. Die Schneidmaschine umfasst ein in einem Messerhalter (10) befindliches keilförmiges Schneidmesser (12), mit dem ein Schneidgutstapel durchtrennt werden kann. Das Verfahren wird durch automatische Auswertung wesentlicher Schnittparameter verbessert, indem die nach dem Aufsetzen der Messerschneide auf dem Schneidgutstapel und beim Durchtrennen des Schneidgutstapel aufzubringende Betätigungskraft und/oder eine auf das Schneidmesser (12) oder einen Messerhalter (10) einwirkende Durchbiegung erfasst und ausgewertet wird.

Description

Verfahren zur Schnittqualitätserfassung einer Schneidmaschine für Papier, Pappe oder dergleichen sowie
Sehneidmaschine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schnittquali¬ tätserfassung einer Schneidmaschine für Papier, Pappe oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In der Buchbinderei werden Papier, Pappe oder dergleichen geschnitten, indem Schneidgutstapel mittels Schneidma¬ schinen, z.B. Schnellschneidern oder Dreischneidern mit glattem Schnitt zerteilt werden. Die Schnittqualität bestimmt dabei wesentlich die Qualität und Maßhaltigkeit des Enderzeugnisses. Bei schlechter Schnittqualität ist das Enderzeugnis meist nicht mehr verwertbar, wodurch auch säm liche vorangegangenen Bearbeitungsmaßnahmen hinfällig werden und somit ein erheblicher Schaden eintritt . Bisher wurde die Schni tqualität einer SchneidgutCharge von Zeit zu Zeit durch das Bedienungspersonal überwacht und bei abnehmender Schnittqualität wurden entsprechende Einstell- und Wartungsmaßnahmen vorgenommen oder Wartungsmaßnahmen wurden vorsorglich in bestimmten Zeitabständen oder nach einer vorgegeben Anzahl von Schnitten durchgeführt.
Dies ist jedoch unökonomisch, denn im ersten Fall kann bereits ein erheblich Teil des geschnittenen Nutzens unbrauchbar geworden sein, ehe die mangelhafte Schnitt¬ qualität entdeckt wird, während im zweiten Fall unnötig hohe Stillstandszeiten und Wartungskosten entstehen können.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Verfahren zur Schnittqualitätserfassung einer Schneidma¬ schine durch automatische Auswertung wesentlicher Schnittparameter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbe¬ griff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Maßnahmen gelöst. Schnittparameter, die den Schnittverlauf bei verschie¬ denen Materialien beeinflussen, sind der Messerfasenwin¬ kel, die Messerschärfe, die Einsatzhöhe, der Preßdruck auf den Sehneidgutstape1 , die Faserrichtung des Schneid- gutes sowie die Schnitt länge. Ein sich im Laufe der Bear¬ beitung von Schneidgut ändernder Schnittparameter ist die Messerschärfe.
Die Messerschärfe nimmt durch Verschleiß stetig ab, was sowohl zu einer Erhöhung der aufzubringenden Betätigungs¬ kraft, die zum Durchtrennen des Schneidgutstapels erfor¬ derlich ist, als auch zu einer größeren Durchbiegung des Schneidmessers führt .
Daher bilden sowohl die aufzubringende Betätigungskraft als auch die Durchbiegung ein Kriterium für die Messer¬ schärfe und können einzeln oder in Kombination zur Beur¬ teilung der Schnittqualität automatisch ausgewertet werden.
Vorzugsweise wird die Betätigungskraft als Dehnung oder Stauchung an einer Betä igungsstange erfaßt.
Hier treten die den Schneidwiderstand überwindenden resultierenden Kräfte auf und Veränderungen des Schneid- Widerstandes wirken sich eindeutig als Betragsveränderung der Betätigungskraft aus. Aus geometrischen Gründen ist die Dehnung oder Stauchung in der Betätigungsstange am größten, wodurch sich eine hohe Meßgenauigkeit ergibt.
Die Durchbiegung läßt sich zweckmäßig als Oberflächendeh- nung an der Oberfläche des Schneidmessers oder des Messerhalters erfassen.
Dies beruht auf der Überlegung, daß bei endlicher Dicke eines durchgebogenen Körpers die Oberfläche auf der einen Seite gedehnt wird, während sie auf der gegenüberliegen¬ den Seite gestaucht wird.
Bei der Auswer-tung der Betätigungskraft kann einmal der nach dem Aufsetzen und vor dem Durchtrennen auftretende Wert mit einem von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängigen Sollwert verglichen werden.
Der in diesem Zeitpunkt gemessene Wert stellt nach Verdichten des Schneidgutstapels die Betätigungskraf dar, die zur Überwindung des Schneidgutwiderstandes aufgebracht werden muß. Bei scharfem Sehneir-messer gibt es unter Berücksichtigung der Stapelhöhe und der Schneid¬ gutart einen Nennwiderstand, der sich mit einem Toleranz- Zuschlag als Sollwert verwenden läßt. Weicht der tatsäch¬ liche Wert vom Sollwert ab, so läßt dieser Umstand auf einen fehlerhaften Schnittparameter, Insbesondere auf nachlassende Messerschärfe schließen.
Vorzugsweise wird bei Überschreiten des Sollwertes ein Messerwechsel-Signal ausgelöst.
Dieses Signal kann das Bedienungspersonal optisch oder akustisch auf einen fälligen Messerwechsel hinweisen oder auch die Schneidmaschine stillsetzen, wenn der Messer¬ wechsel nicht nach einer Warnzeit vorgenommen wird.
Alternativ oder zusätzlich kann auch bei der Auswertung der Betä igungskraft der nach dem Aufsetzen auftretende zeitliehe Verlauf des Wertes mit einem von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängigen Sollverlauf verglichen werden.
Der zeitliche Verlauf der Betätigungskraft gibt Aufschluß über die Elastizität des Sehneidgutstapeis. Eine zu hohe Elastizität kann zu einem Verkeilen des Schneidmessers oder zu einer Mitnahme der oberen Lagen des Schneidgutes führen, wodurch ein schräger Schnitt Zustandekommen kann. Vorzugsweise wird bei einem flacheren zeitlichen Verlauf des Wertes als dem Sollverlauf eine Erhöhung des Pre߬ druckes auf den SchneidgutStapel vorgenommen oder ein Einsatzhöheverringerungs-Signal ausgelöst .
Hierdurch läßt sich automatisch oder manuell die Elasti¬ zität des Schneidgutstapeis auf denjenigen Wert verän¬ dern, der eine gute Schnittqualität gewährleistet.
Bei der Auswertung der Durchbiegung kann der nach dem Aufsetzen und vor dem Durchtrennen auftretende Wert mit einem von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängigen Sollwert verglichen werden.
Eine zu hohe Durchbiegung des Schneidmessers führt auch zu einer mangelhaften Maßhaltigkeit des Nutzens. Neben abnehmender Messerschärfe kann ein zu hoher Preßdruck auf den Schneidgutstapel oder eine zu große Einsatzhöhe für die Durchbiegung verantwortlich sein. Eine differenzierte Diagnose wird durch gemeinsame Auswertung der Betäti¬ gungskraft und der Durchbiegung erleichtert.
Bei überschreiten des Sollwertes kann dann eine Verminde¬ rung des Preßdruckes auf den Schneidgutstapel vorgenommen oder nach Verminderung des Preßdruckes ein Einsatzhöhe- verringerungs-Signal oder nach Verringerung der Einsatz¬ höhe ein Messerwechsel-Signal ausgelöst werden.
Es wird so ermöglicht, zuerst automatisch eine Verände¬ rung der Schnittparameter herbeizuführen, um die Schnitt¬ qualität zu optimieren. Schlägt dies fehl, so lassen sich andere Ursachen überprüfen, bis die maßgebliche Ursache gefunden und beseitigt ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Schneidmaschine für Papier, Pappe oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Diesbezüglich liegt ihr die Aufgabe zugrunde, eine Schneidmaschine dahingehend zu verbessern, daß eine Erfassung ihrer Schnittqualität durch automatische Auswertung wesentlicher Schnittparameter ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Schneidmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10 durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Maßnahmen gelöst.
Die Erfindung nutzt den Umstand, daß die Messerschärfe als ein wesentlicher Schnittparameter durch Verschleiß stetig abnimmt und sowohl zu einer Erhöhung der aufzu- bringenden Betä igungskraf , die zum Durchtrennen des Schneidgu stapeis erforderlich ist, als auch zu einer größeren Durchbiegung des Schneidmessers führt.
Daher läßt sich durch Sensoren, die die aufzubringende Betätigungskraf oder die Durchbiegung des Schneidmessers oder seines Messerhalters erfassen, eine Größe zur Beur¬ teilung der Schnittqualität gewinnen. Hierbei reicht bereits eine Auswertung der Meßwerte nur eines der beiden Sensoren aus. Es können jedoch auch die Meßwerte beider Sensoren gemeinsam ausgewertet werden. Im letzteren Fall wird dann auch noch eine Auswertung weiterer Schnittpara¬ meter, wie Messerfasenwinkel, Einsatzhöhe oder Preßdruck auf den Schneidgutstapel ermöglicht.
Gemäß einer prak ischen Ausgestaltung ist der Betäti¬ gungskraf sensor an einer Betätigungsstange angeordnet.
An dieser Stelle wirken sich die den Schneidwiderstand überwindenden resul ierenden Kräfte bei Veränderungen des Schneidwiderstandes besonders stark als Betragsverände¬ rung der Betä igungskraf aus. Entsprechend ist bei Abnahme der Dehnungs- und Stauchungswerte an diesem Teil eine hohe Meßgenauigkeit erzielbar. Zweckmäßig ist der Biegesensor an der Oberfläche des Schneidmessers oder des Messerhalters angeordnet, und zwar bevorzugt im mittleren Bereich des Schneidmessers oder des Messerhalters.
Bei endlicher Dicke eines durchgebogenen Körpers treten an der Oberfläche auf der einen Seite Dehnungen und an der Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite Stauchun¬ gen auf. Diese sind im mittleren Bereich des Schneidmes¬ sers oder des Messerhalters am größten, wodurch die Meßgenauigkeit hier auch am besten ist.
Bei einer praktischen Ausführung sind die Sensoren als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet.
Dehnungsmeßstreifen haben sich bereits als sehr robuste und zuverlässige Sensoren erwiesen, die über die Materi¬ aldehnung auch einen Rückschluß auf Zug- oder Druckkräfte gestatten. Besonders vorteilhaft bei der Schneidmaschine nach der Erfindung erweist sich die geringe Baugröße von Dehnungsmeßstreifen und ihre fehlende Beeinträchtigung der Schneidfunktion.
Vorzugsweise sind die Erfassungs- und Auswertevorrichtung mit einem Signalgeber verbunden. Hierdurch ist ein Messerwechsel-Signal auslösbar, sobald bei der Auswertung der Betätigungskraft der nach dem Aufsetzen und vor dem Durchtrennen auftretende Wert der Betätigungskraf einen von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängigen Sollwert überschreitet. Das Messerwechsel-Signal kann optisch und/oder akustisch angezeigt werden oder auch nach einer bestimmten Warndauer die Schneidmaschine stillsetzen.
Ferner kann die Erfassungs- und Auswertevorrichtung mit einer Preßdrucksteuervorrichtung verbunden sein.
Hierdurch läßt sich automatisch eine Erhöhung des Pre߬ druckes auf den Schneidgutstapel vornehmen, sobald bei der Auswertung der Betätigungskraft der nach dem Aufset¬ zen auftretende zeitliche Verlauf des Wertes der Betäti¬ gungskraft einen flacheren zeitlichen Verlauf als ein von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängiger Sollver¬ lauf aufweist. Ein solcher Verlauf deutet nämlich auf ein Federn eines elastischen Schneidgutstapeis hin, der auto¬ matisch durch Erhöhung des Preßdruckes beseitigt werden kann.
Bei Auswertung der Durchbiegung ist ferner möglich, durch die Erfassungs- und Auswertevorrichtung mittels der Pre߬ drucksteuervorrichtung eine Verminderung des Preßdruckes auf den Schneidgutstapel vorzunehmen.
Diese Maßnahme kann erfolgreich sein, wenn bei der Auswertung der Durchbiegung der nach dem Aufsetzen und vor dem Durchtrennen auftretende Wert der Durchbiegung einen von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängige Sollwert überschreitet. Der Erfolg dieser Maßnahme wird daran erkennbar, daß anschließend die gemessene Durchbie¬ gung geringer ist.
Ist die Durchbiegung nicht geringer, so kann gemäß einer Weiterbildung durch die Erfassungs- und Auswertevorrich¬ tung mittels des Signalgebers ein Einsatzhöheverringe- rungs-Signal ausgelöst werden.
In diesem Fall kann manuell oder automatisch die Einsatz¬ höhe der folgenden SchneidgutStapel verringert werden. Ist dies die Ursache einer zu starken Durchbiegung gewe¬ sen, so wird die Durchbiegung anschließend geringer ausfallen.
War auch diese Maßnahme erfolglos, kann schließlich durch die Erfassungs- und Auswertevorrichtung mittels des Signalgebers ein Messerwechsel-Signal ausgelöst werden. Es verbleibt dann nur noch eine mangelhafte Messerschärfe als unzureichender Schnittparameter, der durch Messer¬ wechsel beseitigt werden kann.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der weiteren Beschreibung und der Zeichnung, anhand der die Erfindung erläutert wird.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm mit einem
Schneidkraftverlauf, Fig. 2 ein Diagramm mit einem
Durchbiegungsverlauf, Fig. 3 eine Draufsicht auf ein in einem
Messerhalter befindliches
Schneidmesser und Fig. 4 einen Querschnitt durch die
Darstellung gemäß Fig. 3.
Fig. 1 zeigt ein Diagramm mit einem Schneidkraf verlauf, wie er bei einer Schneidmaschine, z.B. einem
Schnei Ischneider oder Dreischneider auftritt und von einer Betätigungsvorrichtung aufgebracht werden muß. Der qualitative Schneidkraftverlauf ist bei jedem Schneidgut im wesentlichen gleich.
Das Auslösen des Schneidvorganges liegt bereits zeitlich vor dem Zeitpunkt A in Fig. 1. Innerhalb des Zeitraums vom Auslösezeitpunkt bis zum Zeitpunkt A wird das Schneidgut mittels einer Preßeinrichtung verdichtet.
Im Zeitpunkt A wird dann die Antriebsvorrichtung des Schneidmessers betätigt. Das Schneidmesser bewegt sich darauf von seiner Ausgangslage auf den Schneidgutstapel zu.
Im Zeitpunkt B setzt die Messerfase auf den Schneidgutstapel auf. Das Schneidgut wird nun im Bereich der Messerwirkung verformt und verdichtet .
Hierdurch steigt die Betätigungskraf im Bereich zwischen den Zeitpunkten B und C stark an. In dieser Phase wird die für den eigentlichen Schneidvorgang notwendige Starrheit erzeugt.
Im Zeitpunkt C überwindet die Schnittkraft den Widerstand des Schneidgutes und der eigentliche Schneidprozeß beginn .
Innerhalb des Bereichs zwischen den Zeitpunkten C und D werden die einzelnen Lagen des Schneidgu Stapel zerteilt, wobei nach einem anfänglichen Rückgang der Schnittkraft anschließend wieder ein Kraftanstieg zu beobachten ist. Der Verlauf dieses Kurvenbereichs ist entspechend dem Schneidgut unterschiedlich.
Nach Durchtrennen der letzten Lage ist der Zeitpunkt D erreicht .
Der Kraftanstieg im Bereich zwischen den Zeitpunkten D und E ist durch das Eindringen der Messerfase in eine Schneidleiste verursacht, die aus weichem Material besteht und in die Schneidunterlage im Schneidbereich eingefaßt ist .
Die maximale Kraft im Zeitpunkt E ergibt sich aus der Eindringtiefe der Messerfase in die Schneidleiste.
Im Zeitpunkt F hat das Schneidmesser seinen unteren Umkehrpunkt erreicht und kehrt zum Zeltpunkt G in seine Ausgangsläge zurück. Wird der Schneidkraftverlauf mit einem anfangs scharfen Schneidmesser bei ansonsten gleichbleibenden Schneidparametern fortlaufend aufgezeichnet, so steigt die Schneidkraft im Zeitpunkt C allmählich an. Es kann nun ein Wert ermittelt werden, bei dem die Schnittqualität gerade noch ausreicht und dieser Wert als Sollwert für spätere Vergleichsmessungen verwendet werden. Ein überschreiten des Sollwertes weist dann auf unzureichende Messerschärfe hin und kann als Messerwechsel-Signal ausgegeben werden.
Aus dem Kurvenverlauf läßt sich noch ein weiterer Parameter, nämlich die Preßkraft auf den SchneidgutStapel ablesen. So ergibt sich bei richtig eingestellter Preßkraft eine Vorverdichtung des Schneidgutstapels und demzufolge eine Kurvenform zwischen den Zeitpunkten B und C mit einem charakteristischen steilen Verlauf. Auch diese Kurvenform kann als Sollwert gespeichert werden.
Eine Abweichung von dieser Kurvenform, z.B. ein flacherer oder sprunghafter Verlauf, läßt auf Federn eines elastischen Schneidgutes schließen. Durch Vergleich mit dem Sollwert kann ein Korrektursignal gewonnen werden, mit dem der Preßdruck auf den Schneidgutstapel automatisch erhöht wird oder, wenn das keine Verbesserung erbringt, die Einsatzhöhe automatisch oder manuell verringert werden.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm mit einem Durchbiegungsverlauf. Dargestellt ist die Messerhalterbiegung, aufgetragen über einem auf eine Einsatzhöhe von 100% bezogenen Schnittweg. Unterhalb der Grafik befindet sich eine Tabelle mit Schnittparametern für die Kurven A bis E.
Die Messerschärfe ist bei dieser Darstellung nicht als veränderlicher Parameter aufgeführt, es würde sich jedoch auch hier eine Abhängigkeit erkennen lassen.
Es wurde festgestellt, daß noch weitere Einflüsse auf die Durchbiegung einwirken. So kann eine Biegung durch Abstützen des Messerhalters oder des Schneidmessers an dem Schneidgut hervorgerufen werden. Da das Schneidgut hochverdichtet ist, weicht das Schneidmesser z.B. bei Abfallschnitten aus. Bei Trennschnitten hingegen ergibt sich durch die Gegenkraft des vor dem Schneidmesser liegenden Schneidgutes eine geringere Abweichung.
Außerdem wurde eine Abhängigkeit zur
Schneidgutverdichtung und zur Einsatzhöhe beobachtet. Hierfür liefert die Darstellung Beispiele: So ist bei einem geringeren Preßdruck mit einer geringeren Schneidmesser- oder Messerhalterbiegung zu rechnen, wie der Vergleich der Kurven A, C und D zeigt.
Bei geringerer Einsatzhöhe wird die Schneidmesser- oder Messerhalterbiegung ebenfalls geringer, wie der Vergleich der Kurven A und B zeigt .
über die Durchbiegung des Schneidmessers oder Messerhalters kann neben einer Anzeige mangelhafter Messerschärfe auch eine Steuerung des Preßdruckes auf den SchneidgutStapel oder eine Steuerung der Einsatzhöhe erfolgen. Dazu wird in Versuchsreihen ein Sollwert für eine maximale Durchbiegung ermittelt und im Betrieb später die tatsächliche Durchbiegung mit diesem Sollwert vergl ichen.
Bei Überschreitung des Sollwertes kann zunächst die Vorverdichtung des Schneidgutstapels über den Preßdruck verringert werden. Führt diese Maßnahme zu keinem Erfolg, läßt sich die Einsatzhöhe verringern. Ist auch dieser Schritt erfolglos, kann ein Messerwechsel-Signal ausgegeben werden, da als mögliche Ursache dann auch ein falscher Schneidfasenwinkel in Betracht kommt. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf ein in einem Messerhalter 10 befindliches Schneidmesser 12. Das Schneidmesser 12 mit dem Messerhalter 10 ist Bestandteil eines SchneiIschneiders, der dem Schneidmesser während eines Schneidprozesses eine von einer horizontalen Längsbewegung überlagerte Vertikalbewegung aufprägt. Eine mit dem Messerhalter seitlich verbundene Betätigungsstange 18 einer nicht näher dargestellten Betätigungsvorrichtung gibt diese Bewegung vor.
Auf der Betätigungsstange 18 ist ein Betätigungs¬ kraftsensor 14 in Form eines Dehnungsmeßstreifen angeordnet. Elektrische Signale des Dehnungsmeßstreifens werden einer nicht dargestellten Erfassungs- und Auswertevorrichtung zugeführt. Mit dem Betätigungs¬ kraftsensor 14 läßt sich der Schneidkraftverlauf, wie er in Fig. 1 bespielhaft dargestellt ist, über die Dehnung oder Stauchung der Betä igungsstange 18 aufnehmen und wie oben erläutert auswerten.
Ferner ist auf dem Schneidmesser 12 oder dem Messerhalter 10 ein Biegesensor 16 angeordnet . Dieser Biegesensor 16 erfaßt über die an der Oberfläche des Schneidmessers 12 oder des Messerhalters 10 auftretende Dehnung oder Stauchung die Durchbiegung des Schneidmessers 12 oder des Messerhalters 10. Der Biegesensor 16 ist im mittleren Bereich des Schneidmessers 12 oder Messerhalters 10 angeordnet, wo die Durchbiegung am größten und die Meßgena igkeit dementsprechend am besten ist.
Auch der Biegesensor 16 ist als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet und ebenso wie der Betätigungskraftsensor mit der nicht dargestellten Erfassungs- und Auswertevorrichtung verbunden. Mit dem Biegesensor 16 läßt sich die Durchbiegung, wie sie in Fig. 2 bespielhaft dargestellt ist, aufnehmen und wie oben erläutert auswerten.
Fig. 4 zeigt der Vollständigkeit halber noch einen Querschnitt durch die Darstellung gemäß Fig. 3 und läßt die örtliche Lage des Biegesensors 16 erkennen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Schnittqualitätserfassung einer Schneidmaschine für Papier, Pappe oder dergleichen bei der ein in einem Messerhalter befindliches keilförmiges Schneidmesser einen SchneidgutStapel durchtrennt, dadurch gekennzeichnet , daß die nach dem Aufsetzen der Messer¬ schneide auf dem Schneidgutstapel und beim Durchtrennen des SchneidgutStapel aufzubringende Betätigungskraft und/oder eine auf das Schneidmesser oder einen Messerhal¬ ter einwirkende Durchbiegung erfaßt und ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, daji_urc_h_ gekennzeiςhne , daß die Betä igungskraft als Dehnung oder Stauchung an einer Betätigungsstange erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d_ajiurch jekenn- zeichnet , daß die Durchbiegung als Oberflächendehnung an der Oberfläche des Schneidmessers oder des Messerhalters erfaßt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswertung der Betätigungskraft der nach dem Aufsetzen und vor dem Durchtrennen auftretende Wert mit einem von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängigen Sollwert verglichen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten des Sollwertes ein Messerwechsel- Signal ausgelöst wird.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch qekennzeichnet , daß bei der Auswertung der Betätigungskraft der nach dem Aufsetzen auftretende zeitliche Verlauf des Wertes mit einem von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängigen Sollverlauf verglichen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem flacheren zeitlichen Verlauf des Wertes als dem Sollverlauf eine Erhöhung des Preßdruckes auf den Schneidgutstapel vorgenommen oder ein Einsatzhöheverrin- gerungs-Signal ausgelöst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswertung der Durchbiegung der nach dem Aufsetzen und vor dem Durchtrennen auftretende Wert mit einem von der S apelhöhe und der Sehneidgutart abhängigen Sollwert verglichen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten des Sollwertes eine Verminderung des Preßdruckes auf den Schneidgutstapel vorgenommen oder nach Verminderung des Preßdruckes ein Einsatzhöheverrin- gerungs-Signal oder nach Verringerung der Einsatzhöhe ein Messerwechsel-Signal ausgelöst wird.
10. Schneidmaschine für Papier, Pappe oder dergleichen mit einem in einem Messerhalter (10) angeordneten keil¬ förmigen Schneidmesser (12) und einer am Messerhal¬ ter (10) angreifenden Betätigungsvorrichtung (14) , dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrich¬ tung (14) einen Betätigungskraftsensor (16) und/oder das Schneidmesser (12) oder der Messerhalter (10) einen Biegesensor (18) umfaßt und daß der Sensor bzw. die Sensoren (16, 18) mit einer Erfassungs- und Auswertevor¬ richtung verbunden sind.
11. Schneidmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekenn- zeichnet , daß der Betätigungskraftsensor (16) an einer Betätigungsstange (20) angeordnet ist.
12. Schneidmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Biegesensor (18) an der Oberflä¬ che des Schneidmessers (12) oder des Messerhalters (10) angeordnet ist .
13. Schneidmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekenn¬ zeichnet , daß der Biegesensor (18) im mittleren Bereich des Schneidmessers (12) oder des Messerhalters (10) angeordnet ist .
14. Schneidmaschine nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Senso¬ ren (16, 18) als Dehnungsmeßstrei en ausgebildet sind.
15. Schneidmaschine nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfas¬ sungs- und Auswertevorrichtung mit einem Signalgeber verbunden ist, durch welchen ein Messerwechsel-Signal auslösbar ist, sobald bei der Auswertung der Betätigungs¬ kraft der nach dem Aufsetzen und vor dem Durchtrennen auftretende Wert der Betätigungskraft einen von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängigen Sollwert überschreitet .
16. Schneidmaschine nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfas¬ sungs- und Auswertevorrichtung mit einer Preßdrucksteuer¬ vorrichtung verbunden ist, durch welche eine Erhöhung des Preßdruckes auf den Schneidgutstapel vornehmbar ist, sobald bei der Auswertung der Betätigungskraft der nach dem Aufsetzen auftretende zeitliche Verlauf des Wertes der Betätigungskraft einen flacheren zeitlichen Verlauf als ein von der Stapelhöhe und der Sehneidgutart abhängi¬ ger Sollverlauf aufweist.
17. Schneidmaschine nach einem oder mehreren der Ansprü¬ che 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Erfassungs- und Auswertevorrichtung mittels der Pre߬ drucksteuervorrichtung eine Verminderung des Preßdruckes auf den Schneidgutstapel vornehmbar ist, sobald bei der Auswertung der Durchbiegung der nach dem Aufsetzen und vor dem Durchtrennen auftretende Wert der Durchbiegung einen von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängige Sollwert überschreitet.
18. Schneidmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekenn¬ zeichnet , daß durch die Erfassungs- und Auswertevorrich- tung mittels des Signalgebers ein Einsatzhöheverringe- rungs-Signal auslösbar ist, sofern bei Verringerung des Preßdruckes der nach dem Aufsetzen und vor dem Durchtren¬ nen auftretende Wert der Durchbiegung einen von der Stapelhöhe und der Schneidgutart abhängigen Sollwert weiterhin überschreitet.
19. Schneidmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß durch die Erfassungs- und Auswertevorrich¬ tung mittels des Signalgebers ein Messerwechsel-Signal auslösbar ist, sofern auch bei Verringerung der Stapel¬ höhe der nach dem Aufsetzen und vor dem Durchtrennen auftretende Wert der Durchbiegung einen von der Stapel¬ höhe und der Schneidgutart abhängigen Sollwert über¬ schreitet .
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