DE4023997B4 - Cutting device for making straight cuts in paper and cardboard or comparable materials suitable for knife cutting - Google Patents

Abstract

Schneidvorrichtung zur Ausführung geradliniger Schnitte in Papier und Pappe oder vergleichbaren messerschneidfähigen Materialien, gekennzeichnet durch mindestens ein den Hauptschnitt bewirkendes Schneidmesser (14), das mit einem den Restschnitt bewirkenden, in Schnittführungsrichtung (19) hinter dem mindestens einen Schneidmesser (14) angeordneten Laser-Schneidkopf (20) kombiniert ist.Cutting device for making straight cuts in paper and cardboard or comparable materials that can be cut by a knife, characterized by at least one cutting knife (14) which effects the main cut and which has a laser cutting head arranged behind the at least one cutting knife (14) in the cutting guide direction (19) in the cutting guide direction (19) (20) is combined.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zur Ausführung geradliniger Schnitte in Papier und Pappe oder vergleichbaren messerschneidfähigen Materialien.The invention relates to a cutting device for execution straight cuts in paper and cardboard or comparable knife-cut materials.

Geradlinige Schnitte in messerschneidfähigen Materialien werden überlicherweise mittels Messerklingen oder Messerscheiben ausgeführt. Beim Einsatz solcher mechanischer Schneidorgane treten einige Nachteile auf. Entlang der Schnittränder ist eine Gratbildung unvermeidlich, die bei stärkeren Papierlagen oder Pappkörpern störend wirken kann. Außerdem tritt bei vielen messerschneidfähigen Materialien Schneidstaub auf. Beim Schneiden von Hohlkörperwandungen, beispielsweise beim Schneiden von Papierrohren, müssen Stützkörper eingesetzt werden, mit welchen die Schneidmesser beim Durchtrennen in Berührung kommen und dadurch rascher stumpf werden. Stumpfe Messer erfordern aber höhere Anpressdrücke beim Schneiden und verstärken die unerwünschte Gratbildung an den Schnitträndern. Es ist zwar möglich, auch bei messerschneidfähigen Materialien geradlinige Schnitte mit Laserstrahlen auszuführen. Beim Schneiden dicker Wandungen ist hierzu jedoch ein erheblicher Geräte-, Zeit- und spürbarer Energieaufwand erforderlich, und es besteht eine Gefahr der Überhitzung der Schnittränder. Bei geringen Materialstärken ist der Geräteaufwand einer Laser-Schneidvorrichtung im Vergleich zu einer mechanischen Schneideinrichtung viel zu hoch und daher ein Laserschnittverfahren unwirtschaftlich.Straight cuts in knife-cut materials are usually using knife blades or knife disks. When using such mechanical Cutting elements have some disadvantages. Along the cut edges is one Burr formation unavoidable, which is disruptive for thicker layers of paper or cardboard can. Moreover occurs with many knife-cutable Materials cutting dust on. When cutting hollow body walls, For example, when cutting paper tubes, support bodies must be used with which the cutting knives come into contact when cutting and become dull faster. But blunt knives require higher contact pressures when cutting and reinforcing the unwanted Burr formation on the cutting edges. It is possible even with knife-cutable Materials to make straight cuts with laser beams. At the However, cutting thick walls is a considerable device, time and and more noticeable Energy consumption is required and there is a risk of overheating Cut edges. With low material thicknesses is the device effort a laser cutter in Far too high compared to a mechanical cutter and therefore a laser cutting process is uneconomical.

Aus der US 4,469,931 ist eine Kombination eines Sägeblatts mit einem Laser zum Sägen von Holz unter Vermeidung von spanenden oder splitternden Schnittkantenrändern bekannt. Der Laser dieser Vorrichtung schneidet ein oder zwei Rillen an denjenigen Stellen im Holz vor, an denen das Sägeblatt das Holzbrett verlässt. Das Durchtrennen des Holzbretts wird jedoch vollständig durch das Sägeblatt übernommen.From the US 4,469,931 a combination of a saw blade with a laser for sawing wood while avoiding cutting or splintering cut edge edges is known. The laser of this device cuts one or two grooves in the places in the wood where the saw blade leaves the wooden board. The cutting of the wooden board is, however, carried out entirely by the saw blade.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welcher bei Papier und Pappe oder vergleichbaren messerschneidfähigen Materialien saubere geradlinige Schnitte unter Vermeidung eines vorzeitigen Stumpfwerdens der Messer durch Kontakt mit einem Stützkörper ausführbar sind.The invention has for its object a To create cutting device of the type mentioned, with which for paper and cardboard or comparable materials that can be cut by a knife straight cuts avoiding premature blunting the knife can be executed by contact with a support body.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schneidvorrichtung gelöst, die durch mindestens ein den Hauptschnitt bewirkendes Schneidmesser gekennzeichnet ist, das mit einem den Restschnitt bewirkenden, in Schnittführungsrichtung hinter dem mindestens einen Schneidmesser angeordneten Laser-Schneidkopf kombiniert ist. Dabei kann vorteilhafterweise im Schneidaggregat die Arbeitsstelle des Laser-Schneidkopfs in Schnittführungsrichtung dicht hinter der Arbeitsstelle des letzten Schneidmessers liegen. Der Laser-Schneidkopf kann aber auch entfernt vom Schneidmesser angeordnet sein.The object is achieved according to the invention a cutting device released, by at least one cutting knife effecting the main cut is marked, which with a residual cut effecting in Cut direction behind the at least one cutting knife arranged laser cutting head is combined. It can advantageously in the cutting unit the working position of the laser cutting head in the cutting direction lie close behind the work place of the last cutting knife. The laser cutting head can also be removed from the cutting knife be arranged.

Bei dem Schneidaggregat gemäß der Erfindung wird mit einem oder mehreren mechanischen Schneidorganen, also Schneidmessern oder Schneidscheiben, ein Schnitt bis auf einen Restbereich der zu durchtrennenden Wandung geführt. Damit ist sichegestellt, daß die mechanischen Schneidorgane nicht mit einem Stützdorn oder einer anderen Gegenschnittfläche, welche die Messer frühzeitig stumpf werden lassen, in Berührung kommen können. Der verbleibende dünne restliche Wandungsbereich in der Schnittlinie läßt sich mittels eines relativ energiearmen Laserstrahles durchtrennen, der von einem relativ kleinen und preiswerten LaserSchneidkopf erzeugt werden kann und bei welchem auch nicht die Gefahr einer unerwünscht starken Wärmebeeinflussung der Schnnittränder besteht. Mit dem Schneidaggregat gemäß der Erfindung kann in vielen Anwendungsfällen auf einen Stützdorn für zu schneidende Rohre ganz vezichtet werden.In the cutting unit according to the invention with one or more mechanical cutting elements, i.e. cutting knives or cutting discs, a cut down to a remaining area of the led to severing wall. This ensures that the mechanical cutting elements not with a support mandrel or other counter-cutting surface, which the knives dull early be let in touch can come. The remaining thin The remaining wall area in the cutting line can be used with a relatively low energy Cut through the laser beam from a relatively small and inexpensive one Laser cutting head can and can not be generated the danger of an undesirable strong heat influence the cut edges consists. With the cutting unit according to the invention can in many applications a support mandrel for too cutting pipes are completely eliminated.

Ein wesentlicher Vorteil einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schneidvorrichtung besteht darin, daß der LaserSchneidkopf gleichzeitig mit dem mechanischen Schneidteil des Schneidaggregats betrieben werden kann, also keinen gesonderten Arbeitsdurchlauf erforderlich macht. Dabei werden von den mechanischen Schneidorganen erzeugter Schneidstaub und Schneidfusselen bei brennbaren Materialien vorbrannt und dadurch beseitigt. Außerdem wird bei endlosen geradlinigen Schnitlinien, wie sie beim Durchtrennen von Rohrkörpern auftreten und die im allgemeinen mehrfach von dan Schneidwerkzeugen bis zum vollständigen Durchtrennen durchlaufen werden, bereits ab dem ersten Durchlauf eines mechanischen Schneidorganes eine den Schneidvorgang der mechanischen Schneidorgane unterstützende Beeinflussung des Schnittbereiches durch den Laserstrahl bewirkt, wobei durch eine passende Einstellung des Laserstrahles auch ein Abzundern unerwünchter Schnittgrate an den Schnitträndern erreicht werden kann.A major advantage of a trained according to the invention Cutting device is that the laser cutting head at the same time operated with the mechanical cutting part of the cutting unit can be, so no separate workflow required makes. Cutting dust generated by the mechanical cutting elements and pre-burned lint on combustible materials and thereby eliminated. Moreover becomes with endless straight cut lines, like when cutting of tubular bodies occur and generally several times by dan cutting tools until complete Be cut through, from the very first run of one mechanical cutting element the cutting process of mechanical Cutting organs supporting Influencing the cutting area by the laser beam, with an appropriate setting of the laser beam Unwanted scaling Burrs on the cutting edges can be achieved.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Schneidvorrichtung anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung näher erläutert.An exemplary embodiment of a trained according to the invention Cutting device based on the accompanying schematic drawing explained in more detail.

Die schematische zeigt ein Schneidaggregat 10 zum Abtrennen von Abschnitten von einem aus Papierbahnen gewickelten Rohr 11, das auf einem drehbaren Wickeldorn 12 angeordnet ist. Das Schneidaggregat 10 weist ein Gehäuse 13 auf, in welchem ein Scheibenmesser 14 um eine Achse 15 frei drehbar gelagert ist. Das Gehäuse 13 ist über einen Arm 16 mit einer nicht dargestellten Verstellvorrichtung versehen, mit welcher einerseits auf das Gahäuse 13 ein Druck in Richtung des eingetragenen Pfeiles 17 ausübbar ist, andererseits aber auch eine Begrenzung der Verstellbewegung des Gehäuses 13 in Richtung des Pfeiles 17 bewirkt wird. Diese Begrenzung der Verstellbewegung ist so eingestellt, daß das Scheibenmesser 14 nur bis auf die in der Zeichnung gezeigte Tiefe in das Wickelrohr 11 eindringen kann, mit seiner Schneide 14.1 also nicht auf den Wickeldorn 12 auftreffen kann.The schematic shows a cutting unit 10 for separating sections from a tube wound from paper webs 11 that on a rotating mandrel 12 is arranged. The cutting unit 10 has a housing 13 on, in which is a disc knife 14 around an axis 15 is freely rotatable. The housing 13 is over an arm 16 provided with an adjusting device, not shown, with which on the one hand on the housing 13 a pressure in the direction of the arrow 17 is exercisable, but also a limitation of the adjustment movement of the housing 13 in the direction of the arrow 17 is effected. This limitation of the adjustment movement is set so that the disc knife 14 only to the depth shown in the drawing in the winding tube 11 can penetrate with its cutting edge 14.1 not on the mandrel 12 can hit.

Der Wickeldorn 12 mit dem Wickelrohr 11 dreht sich in Richtung des eingetragenen Pfeiles 18. Dadurch ergibt sich am Wickelrohr 11 eine zu dieser Drehbewegung entgegengesetzte Schnittrichtung in Richtung des Pfeiles 19. Im Gehäuse 13 des Schneidaggregates 10 ist in der Schnittrichtung 19 gesehen hinter dem Scheibenmesser 14 ein Laser-Schneidkopf 20 mit der zugehörigen Strahlerzeugungseinrichtung 20.1 angeordnet. Der Laserstrahl 21 des LaserSchneidkopfes 20 ist auf die durch das Scheibenmesser 14 gezogene Schnittlinie ausgerichtet. Mit dem Laserstrahl 21 wird der vom Scheibenmesser 14 verbleibende Wandungsrest 22 in der Schnittlinie messerscharf bis auf die Dornoberfläche 12 durchgetrennt.The mandrel 12 with the winding tube 11 turns in the direction of the arrow 18 , This results in the winding tube 11 a cutting direction opposite to this rotary movement in the direction of the arrow 19 , In the housing 13 the cutting unit 10 is in the cutting direction 19 seen behind the disc knife 14 a laser cutting head 20 with the associated beam generating device 20.1 arranged. The laser beam 21 of the laser cutting head 20 is on through the disc knife 14 drawn cutting line aligned. With the laser beam 21 the disc knife 14 remaining wall remnant 22 in the cutting line razor-sharp down to the mandrel surface 12 cut.

Der Laser-Schneidkopf 20 kann während des gesamten Schneidvorganges aktiviert und auf die Schnittlinie gerichtet sein, wodurch entstehender Schneidstaub verbrannt und entstehende Grate an den Schnitträndern abgezundert werden können.The laser cutting head 20 can be activated and directed towards the cutting line during the entire cutting process, which means that cutting dust can be burned and burrs can be cut off at the cutting edges.

Das Schneidaggregat 10 kann einen unterschiedlichen Aufbau haben, beispielsweise mit mehreren mechanischen Schneidmessern 14 bestückt sein. Hierbei kann der Laser-Schneidkopf 20 einem dieser Schneidmesser 14 in Schnittrichtung 19 nachgeordnet sein.The cutting unit 10 can have a different structure, for example with several mechanical cutting knives 14 be equipped. Here, the laser cutting head 20 one of these cutting knives 14 in the cutting direction 19 be subordinate.

Claims (3)

Schneidvorrichtung zur Ausführung geradliniger Schnitte in Papier und Pappe oder vergleichbaren messerschneidfähigen Materialien, gekennzeichnet durch mindestens ein den Hauptschnitt bewirkendes Schneidmesser (14), das mit einem den Restschnitt bewirkenden, in Schnittführungsrichtung (19) hinter dem mindestens einen Schneidmesser (14) angeordneten Laser-Schneidkopf (20) kombiniert ist.Cutting device for making straight cuts in paper and cardboard or comparable knife-cutting materials, characterized by at least one cutting knife effecting the main cut ( 14 ), which with a residual cut in the cutting direction ( 19 ) behind the at least one cutting knife ( 14 ) arranged laser cutting head ( 20 ) is combined. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schneidaggregat (10) die Arbeitsstelle des Laser-Schneidkopfs (20) in Schnittführungsrichtung (19) dicht hinten der Arbeitsstelle des letzten Schneidmessers (14) liegt.Cutting device according to claim 1, characterized in that in the cutting unit ( 10 ) the working place of the laser cutting head ( 20 ) in the cutting direction ( 19 ) right behind the working place of the last cutting knife ( 14 ) lies. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Abtrennen von aus Papierbahnen gewickelten Rohren das Schneidmesser (14) mindestens ein den Hauptschnitt bewirkendes, an sich bekanntes drehbar gelagertes Scheibenmesser ist, und der mit seiner Arbeitsstelle dicht auf die Eindringstelle des Scheibenmessers folgende Laser-Schneidkopf (20) während des gesamten Einsatzes des Scheibenmessers aktivierbar ist.Cutting device according to claim 1 or 2, characterized in that for cutting pipes wound from paper webs, the cutting knife ( 14 ) is at least one rotatably mounted disc knife which makes the main cut and is known per se, and the laser cutting head with its working position closely following the penetration point of the disc knife ( 20 ) can be activated during the entire use of the disc knife.