DE19629561C2 - Segmentmesser für eine Rotationsschneidemaschine, dessen Umfang sich aus einer Vielzahl von Segmenten zusammengesetzt - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Segmentmesser für eine Rotationsschneidemaschine, dessen Umfang sich aus einer Vielzahl von Segmenten zusammensetzt.

Rotationsschneidemaschinen werden für unterschiedlichste Anwendungen verwendet. In der Papier verarbeitenden Indus­ trie kommen Rotationsschneidemaschinen in unterschiedlichen Einsatzgebieten zur Anwendung. Beispielsweise werden in Druckereibetrieben Rotationsschneidemaschinen verwendet, um die bereits bedruckten Seiten auf das gewünschte Format zu schneiden. Bei dieser Anwendung haben Rotationsschneide­ maschinen den großen Vorteil, dass mit diesen ein konti­ nuierlicher Produktionsablauf gewährleistet werden kann, während bei anderen Schneidemaschinen, beispielsweise Planschneidemaschinen, die zu schneidenden Produkte ange­ halten werden müssen, um den Schnitt durchzuführen. Bei einer Rotationsschneidemaschine kann dagegen bei konti­ nuierlichem Produktfluss, beispielsweise an einem Fließ­ band, das Schneiden des Produkts erfolgen.

Typischerweise werden in der Druckindustrie die zu be­ schneidenden Produkte in sogenannten Schuppen gefördert. Das heißt, mehrere Produkte sind übereinander gestapelt, jedoch überlappen die Produkte nicht vollständig, sondern nur zum Teil, so dass sich ein schuppenartiger Stapel, die sogenannte Schuppe ergibt.

Diese Schuppe ragt an den zu schneidenden Rändern über die Transporteinrichtung, beispielsweise ein Förderband, vor.

Wenn die Schuppe an der Rotationsschneidemaschine, deren Messer relativ zum Rand der Transporteinrichtung bzw. Schuppe einstellbar sind, vorbei gefördert wird, schneidet die Rotationsschneidemaschine den überstehenden Rand der Schuppe ab.

Die heute Verwendung findenden Rotationsschneidemaschinen arbeiten mit einem Obermesser, dessen Drehachse oberhalb der Förderebene der Schuppe angeordnet ist und das mit einem kleinen rotierenden Untermesser oder einer stehenden Gegenplatte zusammenwirkt. Dabei wird der Schnitt durch die Schuppe ausschließlich vom Obermesser ausgeführt, wohin­ gegen das Untermesser bzw. die Gegenplatte nur stützt. Die verwendeten Obermesser sind als einfache einstückige Messer ausgeführt oder als Segmentmesser, die an ihrem Umfang in bestimmten Abständen mit Segmenten versehen sind. Diese Messer können einen geraden Schliff oder einen Sägezahn­ schliff aufweisen.

Mit diesen Rotationsschneidemaschinen sind bei Verwendung von normalem Zeitschriftenpapier Schuppen bis etwa 60 Seiten problemlos mit ausreichender Genauigkeit schneidbar.

Bei dickeren Schuppen kommt es bei den herkömmlichen Rota­ tionsschneidemaschinen im Bereich der Überlappung der Seiten im Auslaufbereich zu Papiereinrissen, die in den meisten Fällen nicht toleriert werden können.

Die Schneidleistung sowie die Schneidqualität einer Rota­ tionsschneidemaschine hängt in hohem Maße von den verwen­ deten Messern ab. Die Messer sollen bei hoher Standzeit eine hervorragende Schneidqualität und Schneidleistung aufweisen sowie kostengünstig zu fertigen bzw. wieder in Stand zu setzen sein.

Aus der EP 0 450 338 A1 ist ein Segmentmesser bekannt, das aus einer Messersegmentaufnahme besteht, an der einzelne Segmentmesser aufgenommen werden, die nach außen vorstehen und im Außenbereich mit einer Schneidfläche versehen sind, die mit dem zu schneidenden Gut in Eingriff kommt und dieses durchtrennt. Bei diesem Segmentmesser sind die Messersegmente im wesentlichen rechteckiger Gestalt und stehen von der zentralen Messeraufnahme vor, so dass sich die Abstände zwischen den einzelnen Segmenten radial nach außen vergrößern.

Die DE 37 19 721 C2 beschreibt ebenfalls ein Segmentmesser, das in seinem wesentlichen Aufbau dem in dem Dokument EP 0 450 338 A1 beschriebenen Segmentmesser entspricht. Die Messersegmente werden bei der Konstruktion gemäß der DE 37 19 721 C2 mittels zweier Schrauben an der Segmentaufnahme befestigt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein relativ kostengün­ stig zu fertigendes Messer für Rotationsschneidemaschinen zu schaffen, mit dem es möglich ist, auch dicke Papier­ schuppen mit einer ausreichenden Genauigkeit ohne Riss­ bildung zu schneiden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Merkmale des Anspruchs 1 weisen die Segmente die Form von Ringsegmenten auf und liegen kreisförmig aneinan­ der an. Durch diese Gestaltung ergibt sich eine im Ver­ gleich zu üblichen Segmentmessern geschlossene Schneid­ fläche, mit der hervorragende Schneidergebnisse erzielbar sind. Dennoch sind die einzelnen Messersegmente austausch­ bar und identisch gestaltet. Weiterhin ermöglicht es die ringsegmentartige Form, die Messersegmente relativ einfach und kostengünstig zu fertigen, indem diese aus einem ent­ sprechenden Ring herausgeschnitten werden. Ein derartiger Ring kann als rotationssymmetrisches Teil relativ kosten­ günstig gefertigt und bearbeitet werden.

Als vorteilhaft hat sich eine Abschrägung eines der Messer oder auch beider Messer am Umfang erwiesen, so dass die Umfangskante spitz zuläuft. Auf diese Weise lässt sich die Reibung, die entsteht, wenn das Messer durch das Papier schneidet, vermindern.

Ober- und Untermesser können am Umfang so abgeschrägt sein, dass die abgeschrägten Flächen einander gegenüberliegen. Eine solche Gestaltung wird im Zusammenhang mit der Be­ schreibung des konkreten Ausführungsbeispiels genauer be­ schrieben.

Die Messer können auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Es haben sich jedoch besondere Segmentmesser bewährt, die aus einer Vielzahl von Segmenten zusammengesetzt sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Messer selbst aus kreisförmig aneinander liegenden Hartmetall­ segmenten. Diese Segmente werden an einem Messerträger montiert und bilden den äußeren Bereich des Messers. Sind Ober- und Untermesser in dieser Weise ausgebildet, wirken die zusammentreffenden Segmente wie eine Schere und durch­ trennen die Schuppe sauber.

Der Aufbau der Messer als Segmentmesser hat zahlreiche Vorteile. Die Messer können im Werk eingestellt werden, so dass keine Einstellung dieser durch den Kunden erforderlich ist. Ein Nachschleifen der Messer durch den Kunden ist nicht erforderlich, da beschädigte oder verschlissene Seg­ mente einfach ausgetauscht werden können.

Beide Messer können als komplette Messereinheit ausgebildet werden, die lediglich auf der gewünschten Seite der Trans­ porteinrichtung montiert werden müssen, ohne dass irgend­ welche Einstellungen vorgenommen werden müssten.

Die Segmente können an einem Messerträger mittels Klemm­ schrauben festgeklemmt werden. Selbstverständlich sind auch andere Befestigungsarten, wie Verschrauben etc., möglich. Um die Position der Segmente festzulegen, können diese und der Messerträger über eine formschlüssige Verbindung ver­ fügen, die die Montage der Segmente lediglich in einer Position erlaubt. Hierzu können die Segmente mit Kehlen versehen sein, in die Vorsprünge des Messerträgers ein­ greifen. Werden die Segmente über Klemmstücke festgeklemmt, so können auch an diesen Vorsprünge vorgesehen sein, die mit Kehlen der Segmente in Eingriff kommen.

Bewährt hat sich eine Konstruktion mit 18 Segmenten pro Messer und die Herstellung der Messer aus Hartmetall.

Die Segmente können identisch beschaffen sein und kreis­ förmig aneinander anliegen. Durch eine sägezahnartige Ge­ staltung der Anlagefläche des Messerträgers für die Seg­ mente kann selbst bei einfacher Gestaltung eine sägezahn­ förmige Umfangskante des Messers erzielt werden, was anhand des Ausführungsbeispiels näher erläutert wird.

Die Segmente können im Bereich der Spitze mit einem Frei­ winkel versehen sein, mittels dem sich die beim Schneiden entstehende Reibung vermindern lässt. Für diesen Freiwinkel haben sich ca. 2,5° bewährt.

Folgend wird die Erfindung näher anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Fig. 1 zeigt den wesentlichen Teil einer Rotations­ schneidemaschine im Querschnitt.

Fig. 2a und 2b zeigen ein Segmentmesser der erfindungs­ gemäßen Rotationsschneidemaschine im Querschnitt.

Fig. 3 zeigt einen Messerhalter des Segmentmessers in der Draufsicht.

Fig. 4 zeigt ein Segment des Segmentmessers im Quer­ schnitt.

In Fig. 1 ist der wesentliche Teil der Rotationsschneide­ maschine im Querschnitt dargestellt. Die beschriebene Schneidemaschine dient zum Schneiden von sogenannten Schuppen. Die zu schneidende Schuppe und die Transport­ einrichtung, mittels der die Schuppe der Schneidemaschine zugeführt wird, ist nicht dargestellt.

Die Transporteinrichtung ist jedoch so angeordnet, dass die Schuppe senkrecht zur Bildebene zugeführt wird, wobei die Schuppe so gefördert wird, dass ihre neutrale Linie in der dargestellten Ebene 3 liegt. Unter neutraler Linie versteht man die Linie, die durch das mittlere Blatt der Schuppe definiert wird, d. h. die Schuppe erstreckt sich hinsicht­ lich der Höhe gleich weit unter und über dieser Linie.

Ein Obermesser 1 ist oberhalb der Ebene 3 angeordnet und ein Untermesser 2 unterhalb dieser Ebene 3. Das Obermesser 1 ist über eine zentrale Schraube 8 mit der oberen An­ triebswelle 6 verbunden und das Untermesser 2 ist über eine zentrale Schraube 9 mit der unteren Antriebswelle 7 ver­ bunden. Die Antriebswellen 6, 7 sind im Gehäuse der Schnei­ demaschine gelagert und werden mittels Zahnrädern 10 und 11 angetrieben.

Beide Messer 1, 2 weisen einen Messerhalter 13 auf, der im äußeren Bereich mit Segmenten 5 bestückt ist. Diese Segmen­ te 5 sind aus Hartmetall gefertigt und bilden die Schneide der Messer 1, 2. Die Segmente 5 werden über Klemmstücke 14, die mittels Klemmschrauben 15 an den Messerhaltern 13 befestigt werden, festgeklemmt.

An der Seite der nicht dargestellten Transporteinrichtung, an der sich auch die dargestellten Messer 1, 2 befinden, ist eine Presseinrichtung 4 angeordnet, die über ein oberes Pressband 16 und ein unteres Pressband 17 verfügt. Diese Pressbänder 16, 17 werden von Führungen 18 geführt. Um die Position der Messer 1, 2 mit der erforderlichen Präzision fest­ legen zu können und dennoch Fertigungstoleranzen zu erlau­ ben, die eine ökonomische Fertigung gewährleisten, sind vier Abdruckschrauben 19 vorgesehen, mittels denen eine Justage der Messer 1, 2 möglich ist.

Folgend wird der Aufbau der Messer 1, 2 beschrieben. Fig. 2a und 2b zeigen ein Messer 1, 2 im Querschnitt. Der Messerhalter 13 ist für Ober- und Untermesser 1, 2 iden­ tisch, so dass lediglich die unterschiedliche Bestückung mit Segmenten 5 darüber entscheidet, ob das Messer als Obermesser 1 oder als Untermesser 2 eingesetzt werden soll.

Das in Fig. 2a oben dargestellte Segment 5 ist so am Messerhalter 13 montiert, wie dies für das Obermesser 1 erforderlich ist, wohingegen das in Fig. 2b dargestellte Segment 5 für den Einsatz als Untermesser 2 dargestellt ist. Selbstverständlich werden an einem Messerhalter 13 die Segmente 5 nur in der einen oder anderen Weise montiert. Mit der gewählten Darstellung soll lediglich verdeutlicht werden, dass der Messerhalter 13 sowohl für Obermesser 1 als auch für Untermesser 2 verwendbar ist.

Die Segmente 5 werden über Klemmstücke 14 und Klemmschrau­ ben 15 am Messerhalter 13 befestigt. Um die Position der Segmente 5 genau festzulegen, ist jedes Segment 5 beidseitig mit Kehlen 23 versehen, in die korrespondierende Vorsprünge 20 am Messerhalter 13 und Klemmstücke 14 eingreifen.

Am unteren Segment 5 sind das Klemmstück 14, die Klemmschraube 15 sowie die Kehlen 23 nicht dargestellt. Das beschriebene Aus­ führungsbeispiel arbeitet mit Messern 1, 2, die ein Säge­ zahnprofil aufweisen. Dieses Sägezahnprofil lässt sich durch eine entsprechende Form der Segmente 5 erzielen. Jedoch würde dies die Herstellung der Segmente 5 aufwendig gestalten, da die Segmente 5 in diesem Fall nicht einfach aus einem ringförmigen Element mit dem entsprechenden Durchmesser herausgeschnitten werden können.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellen die Seg­ mente 5 Elemente eines Ringes dar, die Ringsegmenten ent­ sprechen. Das heißt, die äußere Umfangslinie ist parallel zur inneren Umfangslinie. Um dennoch die gewünschte Säge­ zahnform zu erhalten, ist die radiale Anlagefläche, an der die Segmente 5 radial innen an dem Messerhalter 13 anlie­ gen, sägezahnförmig ausgebildet. Diese Gestaltung ist gut aus Fig. 3 zu sehen.

Der Messerhalter 13 weist eine seitliche Anlagefläche 21 für die Segmente 5 und eine radiale Anlagefläche 22 für die Segmente 5 auf. Wenn die Segmente 5 an diesen Anlageflächen 21, 22 montiert werden, ergibt sich automatisch die ge­ wünschte sägezahnartige Schneidfläche der Messer 1, 2.

Ein Segment 5 ist im Querschnitt in Fig. 4 dargestellt. Die Kehlen 23 sind aus Gründen der Einfachheit nicht dar­ gestellt. Wie bereits den Fig. 1 bis 3 zu entnehmen, ist jedes Segment 5 im äußeren Bereich abgeschrägt und läuft zu einer Spitze zu. Auf der der schrägen Fläche gegenüberlie­ genden Seite des Segments 5 ist ein Freiwinkel von ca. 2,5° vorgesehen, so dass auch auf dieser Seite des Segments 5 das Segment 5 im Bereich der Spitze abgeschrägt ist. Durch diese Gestaltung wird erreicht, dass die Reibung, die beim Durchtrennen der Schuppe entsteht, vermindert wird, wodurch einerseits die erforderliche Antriebsleistung vermindert wird und andererseits das Schnittergebnis verbessert wird.

Die Anordnung der Segmente 5 erfolgt so, dass beim Ober­ messer 1 die stark abgeschrägte Seite der Schuppe zugewandt ist, wohingegen beim Untermesser 2 die gegenüberliegende Seite der Schuppe zugewandt ist. Bei dem beschriebenen Aus­ führungsbeispiel beträgt die Überlappung der beiden Messer ca. 3 mm.

Sollte ein Messer 1, 2 beschädigt oder verschlissen sein, so kann dieses einfach abgenommen werden und gegen ein Er­ satzmesser ausgetauscht werden. Die Stillstandszeit der Schneidemaschine ist daher gering. Das demontierte Messer 1, 2 kann ohne Schwierigkeiten vom Anwender mit neuen Segmenten 5 ausgerüstet und anschließend wieder eingesetzt werden. Ein aufwendiges und kompliziertes Nachschleifen ist nicht erforderlich.

Die Segmente 5 sind für das Ober- und Untermesser 1, 2 bei dieser Ausführungsform identisch, so dass auch nur eine geringe Anzahl an Segmenten 5 auf Lager gehalten werden muss. Die Herstellung der Segmente 5 ist relativ günstig, da diese auch bei Realisierung eines Messers 1, 2 mit säge­ zahnförmiger Schneide als einfache Ringsegmente leicht her­ zustellen sind.

Claims (10)

1. Segmentmesser für eine Rotationsschneidemaschine, dessen Umfang sich aus einer Vielzahl von Segmenten (5) zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (5) die Form von Ringsegmenten aufweisen und kreisförmig aneinander anliegen.

2. Segmentmesser nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Messer (1, 2) eine sägezahnartige Schneide aufweist.

3. Segmentmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (5) am Umfang abgeschrägt sind.

4. Segmentmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (5) an einem Messerträger (13) befestigt sind.

5. Segmentmesser nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Segmente (5) am Messerträger (13) festklemmbar sind.

6. Segmentmesser nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Segmente (5) am Messerträger (13) mittels eines Klemmstücks (14) und Klemmschrauben (15) festklemmbar sind.

7. Segmentmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass 18 Segmente pro Messer (1, 2) vorgesehen sind.

8. Segmentmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (5) aus Hart­ metall oder Keramik hergestellt sind.

9. Segmentmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (5) am Umfang mit einem Freiwinkel versehen sind.

10. Segmentmesser nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Freiwinkel ca. 2,5° beträgt.