DE2657792C2 - Pneumatisch betätigter Messerkopf für Längsschnittstationen an Papierverarbeitungsmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatisch betätigten Messerkopf für Längsschnittstationen an Papierverarbeitungsmaschinen mit einem auf einer in einem Träger axial verschiebbaren Achse frei drehbar gelagerten Kreismesser, wobei die Achse, die in dem Träger in zwei einen Abstand zueinander aufweisenden Lagern geführt ist, als Kolben und ein Innenraum des Trägers als Zylinder eines Stellgliedes für das Kreismesser ausgebildet sind, wobei eine Membran, die einerseits an dem Träger und andererseits an der Achse befestigt ist, zwei Kammern bildet, von denen zumindest eine über eine Leitung mit einer Druckluftquelle verbunden ist

Ein Messerkopf der vorgenannten Art ist durch die DE-AS 20 61 329 bekanntgeworden. Bei dem bekannten Messerkopf teilt eine Membran einen Innenraum eines Trägers ebenfalls in zwei Kammern, von denen eine über eine Leitung mit einer Druckluftquelle zum axialen Verschieben des Kreismessers verbunden ist Zur

!0 axialen Verschiebung des Kreismessers in der entgegengesetzten Richtung weist die bekannte Vorrichtung einen Druckraum auf, in dem sich die Stirnseite der Messerachse befindet, auf die der Verschiebedruck einwirkt Infolge der schiebebeweglichen Lagerung der Messerachse im Bereich des Druckraumes tritt in unerwünschter Weise Luft durch das Schiebelager aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Messerkopf der eingangs genannten Art, bei dem das Kreismesser leichtgängig gelagert und dadurch feinfüh-

2ö lig ünu uezüglicii ucs Anpfcuunickcä genau ζϊϊ sein Gegenmesser angestellt werden kann, Luftverluste beim Beaufschlagen mit Verschiebedruckluft ganz zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die dem Kreismesser benachbarte Kammer über eine Leitung mit 6er Druckluftquelle verbunden ist und gegen das dem Kreismesser benachbarte Lager durch eine weitere Membran abgedichtet ist die einerseits an dem Träger und andererseits an der Achse befestigtist

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die freien Querschnitte der beiden Membranen unterschiedlich.
Gänzlich auf reibende Dichtelemente kann bei dem Messerkopf gemäß der Erfindung verzichtet werden, indem das dem Kreismesser abgewandte Lager für die Achse stirnseitig vom Träger verschlossen ist und die Achse einen Kanal von ihrer Stirns.Jte zu der dem Kreismesser abgewandten Kammer aufweist Eine reibungsarme und wartungsfreie Lagerung der Achse wird gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung durch Ausbilden der Lager als trockene Gleitlager erreicht.
Die Steuerung des Messerkopfes erfolgt über ein Umschaltventil, an das die Kammern mit der Druckluftquelle verbindenden Leitungen angeschlossen sind, und welches eine Verbindung zu der Druckluftquelle und eine Verbindung zur Atmosphäre aufweist Ein feinfühliges Bewegen des Kreismessers und der es tragenden

so Achse sowie eine elastische, aber mit konstanter Kraft erfolgenden Anpressung des Kreismessers an sein Gegenmesser wird gemäß eines weiteren Kennzeichens der Erfindung dadurch erreicht, daß in der einen Leitung ein den Durchfluß in Richtung Kammer sperrendes Rückschlagventil und ein parallel zu diesem geschaltetes Regeldruckventil und in der anderen Leitung ein den Durchfluß in Richtung Umschaltventil sperrendes Rückschlagventil und eine parallel zu diesem geschaltete Drossel vorgesehen sind.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß bei Beaufschlagung des Verschiebemechanismus des Kreismessers keine Luftverluste durch ein Lager auftreten können.
Die Erfindung wird anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Messerkopf in vereinfachter Darstellung,
F i g. 2 ein pneumatisches Schaltschema für den Mes-

serkopf gemäß F i g. 1.

Der Messerkopf gemäß F i g. 1 weist einen Träger 1 auf, der aus Segmenten la, 16 und Ic zusammengesetzt ist und der an einem, nicht zum Gegenstand der Erfindung gehörenden, an sich bekannten pneumatisch in Richtung von Doppelpfeil 2 bewegbaren Halter 3 befestigt ist In dem Träger 1 ist in trockenen Gleitlagern 4 und 6 eine Achse 7 gelagert. Die Gleitlager 4 und 6 bestehen jeweils aus einer in den Segmenten la bzw. Ic befestigten, im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Buchpe 8 bzw. 9, in der die in diesen Bereichen verchromte und polierte Achse 7 geführt ist An der Achse 7 sind Buchsen 11 und 12 befestigt, z. B. mittels einer auf die Achse 7 aufgeschraubten Mutter, mit deren Hilfe zwei dünne Membranen 13 und 14 an der Achse 7 festgeklemmt sind. Die Membranen 13 und 14 sind auf der anderen Seite zwischen den Segmenten la und \b bzw. Ib und Ic festgeklemmt Die Membranen 13 und 14 können z. B. aus einem zwischen 0,2 und 0,3 mm dicken, gewebeveretärkten Kunststoff gefertigt sein. Die Membran 13 teilt den Innenraum des Trägers 1 in zwei Kammern 16 und 17 und dient als druckbeaufschlagter Kolben für die Achse 7. Natürlich kann durch entsprechende Ausgestaltung der Buchsen 11 und 12 auch eine ringförmige feste Kolbenfläche an der Achse 7 geschaffen und der freie Querschnitt der Membran entsprechend verkleinert werden. Der freie Querschnitt der Membran 14 ist kleiner als der der Membran 13, weil das Segment \b einen ringförmigen Absatz 18 in der Kammer 17 aufweist. Die Membran 14 dient ausschließlich zur Abdichtung der Kammer 17 gegen das Lager 4. Eine Abdichtung der Kammer 16 gegen das Lager 6 ist nicht erforderlich, weil eine die Buchse 9 aufnehmende Bohrung als Sackloch 19 im Segment Ic ausgeführt ist und die Achse 7 zum Druckausgleich eine Verbindung in Form von Bohrungen 21,22 vom Sackloch 19 zur Kammer 16 aufweist Ein Kanal zur Druckentlastung kann natürlich auch in Teil Ic angeordnet werden.

Die mit A un^ B strichpunktiert gezeichneten Linien deuten die Anschlüsse von in Fig.2 dargestellten Leitungen an.

Auf der Achse 7 ist auf Kugellagern 23 und 24 eine Messeraufnahme 26 frei drehbar gelagert, an der ein Kreismesser 27 befestigt ist. Ein Gegenmesser ist mit 28 bezeichnet unr¹ in bekannter Weise auf ?iner angetriebenen Welle 29 befestigt. Das Kreismesser 27 kann gegebenenfalls auch angetrieben werden.

Im Schaltschema der Fig.2 ist der Messerkopf aus Fig. 1 nur schematisch angedeutet. Von den Anschlüssen A und F der Kammern 17 bzw. 16 sind Leitungen 31 bzw. 32 parallel zu einem von Hand betätigbaren Umschaltventil 33 geführt. Auf der anderen Seite ist das Umschaltventil 33 über eine Leitung 34 mit einer Druckluftquelle 36 verbunden, und es sind zwei weitere Leitungen 37 und 38 angeschlossen, die jeweils über einen Schalldämpfer 39 bzw. 41 mit der Atmosphäre in Verbindung stehen. Die Leitung 31 weist ein Präzisionsdruckregelventil 42 auf, dem ein Monomeier 43 zum Einstellen des gewünschten Ausgangsdruckes zugeordnet ist. Parallel zu dem Präzisionsdruekregelventil 42 ist ein Rückschlagventil 44 geschaltet, welches Luft nur in Richtung auf das Umschaltventil 33 zu durchläßt, in der Leitung 32 ist ein Drosselrückschlagventil angeordnet, welches, wie schon der Name sagt, au:, einer Drossel 46 und einem parallelgeschalteten Rückschlagventil 47 besteht. Durch das Rückschlagventil 47 kann Luft nur in Richtung auf die Kammer J6 zu strömen.

Von der Leitung 31 zweigt eine Leitung 48 zu einem einfach wirkesden Arbeitszylinder 49 mit Rückholfeder

51 ab. Eine Kolbenstange 52 des Arbeitszylinders 49 ist mit dem in Fig. 1 gezeigten Halter 3 für den Messerkopf verbunden. In die Leitung 48 ist ebenfalls ein Drosselrückschlagventil, bestehend aus einer Drossel 53 und einem Rückschlagventil 54, eingelassen.
Wirkungsweise der Anordnung gemäß F i g. 1 und 2:
Es wird von dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten Zustand ausgegangen, bei dem also der Halter 3 über die

ίο Kolbenstange 52 von der Druckfeder 51 hochgefahren und das Kreismesser 27 in axialer Richtung einen Abstand zu dem Gegenmesser 28 aufweist, in dem also die Kammer 16 über die Leitung 34, das Umschaltventil 33 und die Leitung 32 mit Druckluft aus der Druckluftquel-Ie 36 beaufschlagt ist Zum Inbetriebsetzen des Messerkopfes wird das Umschaltventil 33 in seinen anderen Schaltzustand bewegt wodurch die Leitung 3ϊ nunmehr mit der Leitung 34 und die Leitung 32 mit der Leitung 38 und somit mit der Atmosphäre verbunden werden. Über die Leitung 31 strömt Druckluft in die leitung 48, die sofort durch das Rückschlagventil 54 hindurch in den Arbeitszylinder 49 gelangt, wodurch die Kolbenstange

52 den Halter 3 des Messerkopfes sofort abwärts bewegt Über die Leitung 31 selbst kann die Druckluft ausschließlich durch das Präzisionsdruekregelventil 42 in die Kammer 17 strömen, weil in diese Richtung das parallelgeschaltete Rückschlagventil 44 sperrt. Infolge des in der Kammer 17 aufgebauten Druckes wird die Membran 13 mit der Achse 7 in Richtung auf das Lager 6 zu bewegt wodurch die Luft in der Kammer 16 durch die Leitung 32 in die Atmosphäre gedruckt wird. Die Ausströmgeschwindigkeit der Luft aus der Kammer 16 wird durch die Drossel 46 bestimmt weil in diese Richtung das parallelgeschaltete Rückschlagventil 47 sperrt.

Die Einstellung der Drossel 46 bestimmt folglich die Geschwindigkeit, mit der die Achse 7 und somit das Kreismesser 27 auf das Gegenmesser 28 zu bewegt wird. Es ist also ein sehr sanftes Anstellen des Kreismessers 27 an das Gegenmesser 28 möglich, zumal die Bewegunr der das Kreismesser 27 tragenden Achse 7 nicht durch größere Reibungen behindert wird. Das Steuern der Bewegung der Achse 7 beim Anstellen des Kreismessers 27 durch Begrenzen der Geschwindigkeit der aus der Kammer 16 herausgepreßten Luft, sowie der Fortfall von Druckelementen mit Haftreibung, wirkt außerdem den sonst häufig auftretenden »stick-slips« (ruckweise Bewegung) entgegen. Der Anpreßdruck, mit dem das Kreismesser 27 nach dem Heranführen an das Gegenmesser 28 an dieses angedrückt wird, ist abhängig von der jeweiligen Einstellung des Präzisionsdruckregelventils42.

Soll das Kreismesser 27 von der Arbeitsposition wieder ii. die Kuheposition gebracht werden, so wird das Umschaltventil 33 wieder in die gezeichnete Stellung zurückbewegt, wodurch Druckmittel sofort über die Leitung 32 durch das Rückschlagventil 47 hindurch in die Kammer 16 strömt. Die Membran 13 bewegt die Achse 7 mit dem Kreismesser 27 sofort von dem Gegenmesser 28 in axialer Richtung fort, weil die Luft aus der Kammer 17 ungehindert durch das Rückschlagventil 44 in der Leitung 31 ausströmen kann. Die Aufwärtjbewegung des Halters 3 mittels der Rückholfeder 51 erfolgt verzögert und langsam, weil die Geschwindigkeit der aus dem Arbeitszylinde.· 49 ausströmenden Luft durch

b5 die Drossel 53 in der Leitung 48 begrenzt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Pneumatisch betätigter Messerkopf für Längsschnittstationen an Papierverarbeitungsmaschinen mit einem auf einer in einem Träger axial verschiebbaren Achse frei drehbar gelagerten Kreismesser, wobei die Achse, die in dem Träger in zwei einen Abstand zueinander aufweisenden Lagern geführt ist, als Kolben und ein Innenraum des Trägers als Zylinder eines Stellgliedes für das Kreismesser ausgebildet sind, wobei eine Membran, die einerseits an dem Träger und andererseits an der Achse befestigt ist, zwei Kammern bildet, von denen zumindest eine über eine Leitung mit einer Druckluftquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kreismesser (27) benachbarte Kammer (17) über eine Leitung (31) mit der Druckluftquelle (36) verbunden ist und gegen das dem Kreismesser (27) benachbarte Lager (4) durch eine weitere Membran (14) abgedichici ist, die einerseits an dem Träger (1) und andererseits an der Achse (7) befestigt ist

2. Messerhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Querschnitt der beiden Membranen (13,14) unterschiedlich ist

3. Messerhalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Kreismesser (27) abgewandte Kammer (16) über eine Leitung (32) mit der Druckluftquelle (36) verbunden ist.

4. Messerhalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, ·Ί0 das dem Kreismesser (27) abgewandte Lager (6) für die Achse (7) stirnseitig vom Träger (1) verschlossen ist und die Achse (7) einen Kanal (21,22) von ihrer Stirnseite ?u der dem Kreismesser (27) abgewandten Kammer (16) aufweist.

5. Messerkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (4, 6) für die Achse (7) als trockene Gleitlager ausgebildet sind.

6. Messerkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kammern (16,17) mit der Druckluftquelle (36) verbindenden Leitungen (31, 32) an ein Umschaltventil (33) angeschlossen sind, welches eine Verbindung (34) zu der Druckluftquelle (36) und eine Verbindung (38) zur Atmosphäre aufweist.

7. Messerkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Leitung (31) ein den Durchfluß in Richtung der dem Kreismesser (27) benachbarten Kammer (17) sperrendes Rückschlagventil (44) und ein parallel zu diesem geschaltetes Regeldruckventil (42) und in der anderen Leitung (32) ein den Durchfluß aus Richtung der dem Kreismesser (27) abgewandten Kammer (16) sperrendes Rückschlagventil (47) und eine parallel zu diesem geschaltete Drossel (46) vorgesehen sind.