DE69915545T2

DE69915545T2 - Vorrichtung zum Schneiden von Bandmaterialrollen

Info

Publication number: DE69915545T2
Application number: DE69915545T
Authority: DE
Inventors: Renato Matteucci; Mauro Biagioni; Giuseppe Lupi
Original assignee: Paper Converting Machine Co SpA; Paper Converting Machine Co
Current assignee: Paper Converting Machine Co SpA; Paper Converting Machine Co
Priority date: 1998-07-09
Filing date: 1999-05-20
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2019-05-21
Also published as: ES2218902T3; ITMI981573A1; DE69915545D1; EP0970784B1; EP0970784A2; EP0970784A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Bandmaterialrollen, die besonders geeignet ist für Maschinen zum Zuschneiden von Langrollen (Stämmen) aus Bahnmaterial wie Papier, Toilettenpapier, Vliestuch (Nonwoven-Stoff), Kunststoff usw.
Bei der Produktion von Bandmaterialrollen werden zunächst Langrollen hergestellt, die dann zu Rollen der gewünschten Länge zerschnitten werden müssen. Hierzu dienen spezielle Abschneidemaschinen mit einer oder mehr umlaufenden Scheiben- oder Endlosmessern, die zyklisch auf die zu zerschneidenden Langrollen herab gelassen werden, die man in speziellen Kanälen führt. Die Schneidzyklen sind häufig, so dass bereits nach kurzer Zeit die Schneide reibungsbedingt verschleißt, im Durchmesser abnimmt und in regelmäßigen Abständen in der Position nachgestellt werden muss.
Bekannte Schneidmaschinen enthalten motorisierte Antriebe für die Umlaufbewegung, die schwingende Auf- und Abbewegung des Messers und die Zustellbewegung des Messers und der Ketten, die die Langrollen mittels spezieller Schieber ziehen.
Gewöhnlich entspricht die Umlaufbahn, der die Achse des Messers in der Arbeitsphase folgt, im wesentlichen einem Parallelogramm.
An sich sind auch Gelenkmechaniken bekannt, bei denen Steuerkurven- oder Stange-Kurbel-Werke dem Messer eine im wesentlichen kreisförmige Umlaufbahn erteilen.
Die Messerantriebe des Standes der Technik weisen verschiedene Nachteile auf. Sie erteilen der Schneidanordnung eine hohe träge Masse, die deren Bewegung kompliziert.
In Folge der erwähnten Umlaufbahnen verbleibt das Messer ziemlich lange in der zu zerschneidenden Langrolle; dadurch wird es übermäßig erhitzt, so dass es häufig nachgeschliffen werden muss und rasch und ausgeprägt verschleißt.
Die US-PS 3 540 338 beschreibt eine Schneidmaschine, in der das Messer relativ zum Schneidgut hin und her schwingt.
Die bekannten Messerantriebe sind nicht sehr vielseitig. In Folge der Umlaufbahn des Messers ist es nicht möglich, eine Anzahl von Schneidkanälen parallel einzusetzen, sofern nicht die Messeranordnung radikal anders ausgeführt wird; auch wirft jede Produktionsumstellung auf Rollen eines anderen Durchmessers Justierprobleme auf.
Ziel der Erfindung ist, diese Nachteile mit einer Schneidvorrichtung für Bahnmaterialrollen zu beseitigen, die praktisch, wirtschaftlich und leicht erstellbar ist.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine solche Schneidvorrichtung für Bahnmaterialrollen, die vielseitig einsetzbar ist.
Diese Ziele lassen sich erfindungsgemäß mit den im Hauptanspruch 1 angegebenen Merkmalen erreichen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Nebenansprüchen.
Die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung für Bahnmaterialrollen hat einen Antrieb, der denn Messer eine mehr oder weniger elliptische Umlaufbahn erteilt. Der Antrieb besteht aus einem Hauptarm, der die Schneidklinge trägt und der in einem Zwischenbereich mit einer ersten Verbindungsstange gelenkig und an dem der Klinge entgegengesetzten Ende mit einer zweiten verbindenden Stange verbunden ist, die ihrerseits mit einer Mechanik zum Ausregeln des Messerverschleißes verbunden ist.
Die elliptische Umlaufbahn des Messers ermöglicht eine Schneidanordnung mit gegenüber den bekannten Schneidvorrichtungen verringerter Trägheit. Daher bewegt sich die Schneidanordnung schneller, so dass sich die Produktion pro Zeiteinheit steigern lässt.
Weiterhin wird die elliptische Umlaufbahn des Messers so eingestellt, dass es in die zu zerschneidende Langrolle entsprechend den kleinsten Krümmungsradien der elliptischen Umlaufbahn eindringt, so dass es weniger lange in der Langrolle verbleibt als im Stand der Technik. So erwärmt es sich weniger stark, muss weniger häufig nachgeschliffen werden und verschleißt weniger.
Die Geometrie der elliptischen Umlaufbahn des Messers lässt sich zweckmäßigerweise länger ausbilden, so dass sich mehrere parallele Langrollen-Zufuhrkanäle bedienen lassen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich klarer aus der folgenden ausführlichen Beschreibung einer rein beispielhaften und daher die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsform derselben, die die beigefügten Zeichnungen zeigen.
1 ist ein Seitenriss der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung für Bahnmaterialrollen;
2 zeigt schaubildlich die von der Vorrichtung der 1 durchlaufenen Umlaufbahnen;
3 zeigt als Seitenriss die Vorrichtung der 1 mit verschleißbedingt verringertem Durchmesser; und
4 zeigt schaubildlich weitere mögliche Umlaufbahnen für die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung.
Die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung wird anhand der Figuren beschrieben. Eine Schneidmaschine weist ein tragendes Gestell 1 auf, auf dem ein Förderer 2 – gewöhnlich ein Kettenförderer – gelagert ist. Die Anordnung in den beigefügten Figuren hat einen einzigen – durchgezogen dargestellten – Kanal 3 zur Aufnahme und Zufuhr der Langrollen 4, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen können, wie in den Figuren gezeigt. Die erfindungsgemäße Anordnung lässt sich jedoch an eine Vielzahl von Schneidkanälen anpassen; so zeigt die 1 parallel zum ersten gestrichelt zwei andere Kanäle 3. Die im Kanal 3 zugeführten Langrollen 4 werden einem scheiben- bzw. kreisförmigen umlaufenden Messer 5 zugeführt, das sie zur Solllänge zerschneidet.
Das Messer 5 wird von einem Motor über ein Getriebe – bspw. einem als bekannt erachteten Riemengetriebe (nicht gezeigt) – um die eigene Achse X in Drehung versetzt.
Das Messer 5 ist am Ende eines Armes 6 gelagert. Eine Kurbel 8 läuft um eine Achse O des das Messer tragenden Armes 6.
Mit dem anderen Ende ist der Messertragearm 6 auf einer Achse Z gelenkig mit einem Nebenarm 9 so verbunden, dass der Lagerpunkt Z, falls erforderlich, sich entlang des Armes 9 verschieben lässt. Nahe des freien Endes des Nebenarms 9 läuft eine zweite Kurbel 10 um eine Achse O' und wirkt auf einen Zapfen V auf dem Gestell 1 der Schneidemachine. Ebenfalls auf dem Zapfen V gelagert ist eine Stange 11, die mittels eines Gelenks 12 mit einer zweiten Stange 13 verbunden ist, die ihrerseits mit ihrem freien Ende gelenkig auf der Achse Z sitzt.
Auf diese Weise bildet das System aus dem Nebenarm 9, der Stange 11 und der Stange 13 ein Gelenkdreieck 14, das bei arbeitender Maschine starr bleibt und von der Kurbel 10 bewegt wird. Zusammen mit der Verschiebbarkeit des Lagerpunkts Z auf der Stange 9 ermöglicht das Gelenk 12, den Winkel zwischen den Stangen 11, 13 und so die Neigung des Messertragearms 6 je nach dem Verschleiß des Messers 5 zu verändern, wie in den 1 und 3 klar ersichtlich.
Miteinander gleichphasige Antriebseinrichtungen versetzen die Kurbel um die Achse O bzw. die Kurbel 10 um die Achse O' in Drehung. Bei den Antrieben kann es sich vorzugsweise um bürstenlose Motoren handeln, die über Wellenkodierer miteinander phasengekoppelt sind.
Wird die Kurbel 8 in Richtung des Pfeils F_A gedreht, läuft der Kurbelbolzen Y auf der Kreisbahn 15. Wird entsprechend die Kurbel 10 in der gleichen Richtung gedreht wie die Kurbel 8 (vergl. den Pfeil F_B), läuft der Kurbelzapfen V auf der Kreisbahn 16 (2) und bewirkt eine Bewegung des Gelenkdreiecks 14. Wie die 2 zeigt, erzwingt die Bewegung des Gelenkdreiecks 14 eine elliptische Umlaufbahn 17 des mit dem Ende des Armes 6 einteiligen Gelenklagers Z; folglich läuft der Gelenklagerpunkt X entsprechend der Achse des Messers auf einer elliptische Umlaufbahn 18. Die Hauptachse der elliptischen Umlaufbahn 18 liegt im wesentlichen rechtwinklig zur Hauptachse der elliptischen Umlaufbahn 17. Daher folgt das Messer 5 der Hüllkurve von Umlaufbahnen 19, die einen im wesentlichen elliptischen Umriss aufweist.
Die 3 zeigt eine erfindungsgemäße Schneidvorrichtung, bei der das – wiederum mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnete – Messer einen kleineren Durchmesser als in der 1 hat; entsprechend hat die Langrolle 4 einen kleineren Durchmesser als in 1. Wie ersichtlich, ist in diesem Fall der Lagerpunkt Z vom Ende des Nebenarms 9 zu dessen Mitte hin verschoben, um eine elliptische Umlaufbahn des Messers 5 zu erhalten, die ein Zerschneiden der Langrollen 4 gewährleistet.
Zum Verschieben des Lagerpunkts Z auf dem Nebenarm 9 ist ein Antrieb vorgesehen, der sich von einem Mikroprozessor ansteuern lässt, der vom Benutzer oder aus einer Fühleinrichtung den Durchmesser des Messers 5 darstellende Daten kontinuierlich aufnehmen kann.
Die 4 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung für Bahnmaterialrollen, bei der die Drehung F_B' der Kurbel 10 um den eigenen Lagerpunkt O' bezüglich der Drehrichtung F_B der 1 umgekehrt erfolgt. Wie in 4 ersichtlich, läuft die Achse X des Messers 5 auf einer – wiederum mit 18 bezeichneten – Umlaufbahn in Form einer unregelmäßigen Ellipse um. Trotzdem hat die Hüllkurve der Umlaufbahnen 19, denen das Messer 5 folgt, weiterhin einen im wesentlichen elliptischen Umriss; auch in diesem Fall erbringt die erfindungsgemäße Vorrichtung alle oben aufgeführten Vorteile.
Sowohl im Fall der 1–3 und in dem der 4 sind die Winkelgeschwindigkeiten der Drehung der Kurbeln 8, 10 gleich.
Durch Verändern der Länge der Kurbeln 8, 10 lässt sich die Geometrie der Umlaufbahn 18 so ändern, dass diese länger wird und so eine mehrere Schneidkanäle bedienen kann, wie sie in 1 gestrichelt gezeigt sind.

Claims

Eine Schneidevorrichtung zum Schneiden von Rollen von Gewebematerial von Stämmen (4), die in einem oder mehreren parallelen Kanälen (3) vorgeschoben werden und mindestens ein Schneidemesser (5) umfasst, das drehend um eine Drehachse (X) getrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente zum Antrieb des genannten Messers (4) vorgesehen sind, die einen Messerhaltearm (6) umfassen, der durch ein Kurbelpaar (8) und (10) in Bewegung gesetzt wird und in der Lage ist, der genannten Drehachse (X) eine im wesentlichen elliptische Bahn zu verleihen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kurbeln (8) und (10) phasengleich zueinander betrieben werden.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kurbeln (8) und (10) sich in derselben Richtung oder in entgegen gesetzten Richtungen drehen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kurbeln (8) und (10) jeweils an einem Zwischenpunkt (Y) des Messerhaltearms (6) und an einer Enddrehachse (Z) des genannten Arms (6) über ein Stangensystem (14) tätig sind.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Stangensystem (14) ein Gelenkdreieck ist, das einen Nebenarm (9) umfasst, über den die genannte Drehachse (Z) des Messerhaltearms (6) gleiten kann und auf dem der Zapfen (V) der Kurbel (10) arbeitet, sowie zwei Stangen (10, 13), die miteinander durch eine Gelenkverbindung (12) und jeweils an den freien Enden mit den genannten Achsen (Z) und (V) drehbar über Scharniere verbunden sind.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Drehachsen (Z) und (X) in einer vollständigen Drehung der genannten Kurbeln (8) und (10) im wesentlichen elliptische Bahnen zurücklegen, deren jeweilige größere Achsen im wesentlichen im rechten Winkel zueinander liegen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass Elemente, die durch einen Mikroprozessor gesteuert werden, der an Elemente zum Ertasten der Durchmesseränderung der Messer (5, 5') angeschlossen ist, vorgesehen sind, um die genannte Drehachse (Z) zu veranlassen, am Nebenarm (9) entlang zu gleiten.
Eine Vorrichtung gemäß einem beliebigen der Ansprüche von 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Kurbeln (8) und (10) mit Hilfe eines Encoders durch bürstenlose Motoren angetrieben werden, die phasengleich zueinander sind.
Eine Schneidemaschine zum Schneiden von Rollen von Gewebematerial von Stämmen (4), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Schneidevorrichtung gemäß einem beliebigen der vorausgegangenen Ansprüche umfasst.