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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von
bahnartigem Material gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Erzeugung von Querschnitten in
einem bahnartigen Material gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 13.
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Bei
der Herstellung von Erzeugnissen aus z. B. Pappe oder Wellpappe
wird im Produktionsprozess von einem bahnartigem Material, welches
in der Regel in Form von Rollen bereitgestellt wird, ausgegangen.
Dieses bahnartige Material wird in einem kontinuierlichen Verarbeitungsprozess
zur Herstellung verschiedener Produkte zunächst mittels eines Längsschneiders
in mehrere Längsbahnen
(Nutzen) bestimmter Breite (erste Bahnaufteilung) längsgeschnitten
und anschließend
weiterverarbeitet. Eine Änderung
der Größe der Erzeugnisse
erfolgt im kontinuierlichen Ablauf dadurch, dass mittels des Längsschneiders
Schnitte für
Längsbahnen
(Nutzen) andersartiger Breite (zweite Bahnaufteilung nach Formatwechsel)
erzeugt werden. Im Übergangsbereich zwischen
erster und zweiter Bahnaufteilung wird mindestens ein Schnitt erzeugt,
der in Querrichtung verläuft.
Zur Erzeugung eines solchen Schnittes ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
sowie das erfindungsgemäße Verfahren
vorgesehen.
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US-A-5
152 205 zeigt eine Vorrichtung zum Schneiden von bahnartigem Material,
welche ein rotierendes Messer aufweist, das gegen einen umlaufenden,
aus elastischem Material bestehenden Gurt schneidet. Der Gurt wird
durch einen vertikal verfahrbaren Zylinder mit Stempel an der dem
rotierenden Messer gegenüberliegenden
Seite in der Aktivposition (Schnittposition) gestützt, in
der Passivstellung (Nicht-Schnittposition) jedoch nicht gestützt.
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Das
Schneiden gegen weiches Material bedingt einen hohen Verschleiß des Gurts
und als Folge davon geringe Standzeiten d. h. häufige Service-Intervalle. Außerdem ist
die Schnittsicherheit nicht gewährleistet.
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Aus
der EP-A-0 894 583 B1 ist eine Vorrichtung zum Schneiden von bahnartigem
Material bekannt, bei der einzelne Messerstücke aus einer rotierenden Walze
herausklappbar sind und diese Messer in Aktivposition gegen eine
Walze schneiden, die aus weichem Material, insbesondere Polyurethan,
besteht. Das weiche Material der Walze unterliegt einem hohen Verschleiß, der zu
geringen Standzeiten führt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die gattungsgemäße Vorrichtung
sowie das gattungsgemäße Verfahren
derart weiterzubilden, dass zum einen die Standzeiten der Vorrichtung erhöht werden,
zum anderen eine hohe Schnittsicherheit besteht.
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Die
vorstehende Aufgabe wird beim Gegenstand von Patentanspruch 1 dadurch
gelöst,
dass das Gegenwerkzeug zum Schneidwerkzeug in Aktivposition (Schnittposition)
eine stumpfe, unmittelbar mit dem bahnartigen Material in Verbindung
stehende, für
das Schneidwerkzeug nicht schnittfähige Gegenfläche bildet. „Nicht
schnittfähig" bedeutet das Gegenwerkzeug
soll keinem in Kauf genommenen Verschleiß unterliegen, wie dies beim
Stand der Technik der Fall ist. Das bahnartige Material wird demzufolge
unter Einsatz eines nicht schnittfähigen Gegenlagers geschnitten.
Dadurch, dass das Gegenlager nicht schnittfähig ist, entfällt ein
häufiger Austausch
desselben. Gleichzeitig wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine hohe Schnittsicherheit gewährleistet.
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Zweckmäßigerweise
besteht das Gegenwerkzeug aus Hartmaterial wie z. B. gehärtetem Stahl.
Dadurch, dass das Gegenwerkzeug im wesentlichen horizontal von der
Aktivposition in eine Passivposition (Nicht-Schnittstellung) und
umgekehrt verfahrbar ist, wird einerseits ein reduzierter Raumbedarf
ermöglicht,
andererseits kann das Gegenwerkzeug in Passivposition zur Abstützung des bahnartigen
Materials herangezogen werden, da die Verfahrbewegung des Gegenwerkzeugs
parallel zur Ebene des bahnartigen Materials erfolgt.
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Zweckmäßigerweise
umfasst das Gegenwerkzeug einzelne Werkzeugsegmente, die im wesentlichen
horizontal einzeln oder in Gruppen von der Aktiv- in die Passivstellung
und umgekehrt gezielt verfahrbar sind. Hierdurch können je
nach Auswahl der betreffenden Werkzeugsegmente beliebige Teilschnitte
in beliebiger Länge
und Anordnung in Querrichtung zum bahnartigen Material vorgenommen werden.
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In
vorteilhafter Weise ist eine Stützvorrichtung
für das
Gegenwerkzeug vorgesehen, die beispielsweise als mindestens eine
ortsfeste Traverse, entlang derer die einzelnen Werkzeugsegmente
sich befinden, vorgesehen sein kann.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Gegenwerkzeug
gedämpft,
insbesondere gefedert. Hierdurch wird das Messer in Aktivposition
etwas entlastet.
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Zweckmäßigerweise
ist das Gegenwerkzeug härter
als das Schneidwerkzeug. Gemäß einer
alternativen Ausgestaltung können
Gegenwerkzeug und Schneidwerkzeug etwa auch die gleiche Härte besitzen.
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In
einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung ist als Schneidwerkzeug ein rotierender
Messerbalken oder ein pendelnder Messerbalken vorgesehen.
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Zur
Erzeugung von Querschnitten in diskreter Größe und Anordnung weist das
Schneidwerkzeug in einer alternativen Ausführung einzelne Schneidwerkzeugsegmente
auf, die von einer Aktivposition in eine Passivposition und umgekehrt
bringbar sind. Das Gegenlager ist in diesem Fall nicht segmentiert.
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Zur
Lösung
der patentgemäßen Aufgabe werden
beim erfindungsgemäßen Verfahren
folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen:
- – Positionieren
eines Schneidwerkzeugs auf einer ersten Seite des Längsweges
des bahnartigen Materials,
- – Positionieren
eines Gegenwerkzeugs auf einer zweiten Seite des Längsweges
des bahnartigen Materials,
- – Auswählen wenigstens
eines Abschnitts des bahnartigen Materials,
- – Querschneiden
des bahnartigen Materials im Bereich des wenigstens einen ausgewählten Abschnittes
und
- – zum
Schneiden das Schneidwerkzeug mit einer stumpfen, vom Schneidwerkzeug
nicht schnittfähigen
Gegenfläche
des Gegenwerkzeugs in direkten Kontakt tritt.
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Hierbei
kann das Querschneiden über
die gesamte Breite des bahnartigen Materials oder aber nur über einen
Teil desselben erfolgen, d. h. ohne Unterbrechung des bahnartigen
Materials.
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Zur
Erzeugung von Querschnitten definierter Länge sowie Position umfasst
das Gegenwerkzeug zweckmäßigerweise
eine Mehrzahl von Gegenwerkzeugsegmenten, die einzeln oder in Gruppen
zusammengefasst im wesentlichen horizontal von einer Aktiv- in eine
Passivposition und umgekehrt verfahrbar sind.
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Aufgrund
der horizontalen Verfahrbarkeit ist es möglich, dass das bahnartige
Material auch in Passivposition des Gegenwerkzeugs bzw. des jeweiligen
Gegenwerkzeugsegments eine Auflage für das bahnartige Material begründet.
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Identische,
wiederkehrende Merkmale werden der Übersichtlichkeit halber lediglich
einmal mit einem Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung sind anhand von Zeichnungsfiguren nachstehend
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen
Formatbreitenwechsel zwischen einer ersten Bahnaufteilung und einer
zweiten Bahnaufteilung während
der Bearbeitung von bahnartigem Material in einem kontinuierlichen
Arbeitsprozess;
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2 eine
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Schneiden unter Verwendung einzelner Schneidwerkzeugsegmente
in perspektivischer Darstellung;
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3 eine
etwas vergrößerte Ausschnittsdarstellung
aus 2 zur Verdeutlichung der unterschiedlichen Stellungen
der Schneidwerkzeugsegmente;
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4 eine
Darstellung der Anordnung der Schneidwerkzeugsegmente gemäß der Ausführungsform
nach 3 aus rückwärtiger,
perspektivischer Sicht sowie
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5 eine
Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schneiden
von bahnartigem Material gemäß der vorstehenden
Ausführungsform.
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Bezugsziffer 1 in 1 kennzeichnet
ein bahnartiges Material, wie z. B. Wellpappe, welches in einem
kontinuierlichen Prozess bearbeitet wird. Zur gleichzeitigen Herstellung
unterschiedlich großer
Erzeugnisse (z. B. Faltschachteln aus Wellpappe) wird das bahnartige
Material 1 durch Längsschnitte 4 in mehrere
Bahnen („Nutzen") aufgeteilt. Der
in 1 rechte Abschnitt stellt einen ersten Formatbreitenbereich
mit mehreren Nutzen 2 dar. Dieser erste Formatbreitenbereich
wird durch eine (in 1 nicht dargestellte) Messeranordnung
geschnitten.
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Bei
einem Wechsel der Formatbreiten auf Erzeugnisse einer andersartigen
Größe erfolgt über die Messeranordnung
ein Formatbreitenwechsel von der ersten Bahnaufteilung zu einer
zweiten Bahnaufteilung mit Nutzen 3, welche durch die Schnittlinien 5 gekennzeichnet
ist. Dieser Formatbreitenwechsel erfolgt ebenfalls im kontinuierlichen
Herstellungsprozess.
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Um
einen störungsfreien Übergang
des ersten Formatbreitenbereichs zu dem zweiten Formatbreitenbereich
sicherzustellen, sind im Übergangsbereich
Querschnitte 6 vorgesehen. Der Querschnitt 6 in 1 verbindet
einen Längsschnitt 4 des
ersten Formatbreitenbereichs mit einem Längsschnitt 5 des zweiten
Formatbreitenbereichs. Zwei weitere, im Randbereich positionierte Querschnitte
liegen im Bereich des Versatzes des jeweils randseitigen Schnittes
(Trimm).
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2 zeigt
eine zweckmäßige Ausgestaltung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 7 zur
Erzeugung des Querschnitts 6 in 1.
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Die
Vorrichtung 7 umfasst ein Gestell 15, innerhalb
dessen das (in 2 nicht dargestellte) bahnartige
Material 1 in Transportrichtung A kontinuierlich fortbewegt
wird. Zum Schneiden des bahnartigen Materials 1 ist ein
Schneidwerkzeug 8 in Form eines mit einem Messer 9 (vgl. 5)
versehenen, rotierenden Zylinder vorgesehen. Das Messer 9 erstreckt
sich bei dieser Ausgestaltung über
die gesamte Breite des bahnartigen Materials 1.
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Die
Vorrichtung 7 umfasst ein Gegenwerkzeug 10, welches
bei der Ausgestaltung nach 2 eine Vielzahl
einzelner Schneidwerkzeugsegmente 11 aufweist, die in horizontaler
Richtung individuell oder in Gruppen zusammengefasst von einer Aktivposition
in eine Passivposition und umgekehrt durch geeignete (in der Figur
nicht dargestellte) Ansteuerungsmittel bewegbar sind.
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Abgestützt werden
die einzelnen Gegenwerkzeugsegmente 11 entlang einer quer
verlaufenden Traverse 14, die mit dem Gestell 15 verbunden ist.
Der in 2 nicht sichtbare, mit einem Messer 9 versehene
Zylinder, wird über
einen seitlich am Gestell 15 vorgesehenen Antrieb 16 angetrieben.
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Aus
der vergrößerten Darstellung
nach 3 wird die jeweilige Stellung der Gegenwerkzeugsegmente 11 innerhalb
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 7 deutlich.
So stehen diejenigen Gegenwerkzeugsegmente 11, die in Transportrichtung
A weiter stromab liegen, in der Aktivposition, d. h. Schneidposition,
wohingegen sich die Übrigen
in der Passivposition befinden.
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Bewegt
werden die Gegenwerkzeugsegmente 11 über jeweils mit diesen verbundene
Antriebselemente in Form von Zylindern 17, die zwei Stellungen,
nämlich
eine ausgefahrene sowie eine eingefahrene Stellung, ermöglichen.
Sie werden einzeln über
(in 3 nicht dargestellte) Steuereinrichtungen unmittelbar
angesteuert.
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Aus
der Darstellung gemäß 4 wird
die rückseitige
Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 7 ersichtlich.
Die in Transportrichtung A vorgerückten Gegenwerkzeugsegmente 11 sind
diejenigen, die sich in Aktivposition befinden.
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5 zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform im Schnitt.
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Unmittelbar
benachbart zu dem Schneidwerkzeug 8 befindet sich das Gegenwerkzeug 10.
In dem zwischen Schneidwerkzeug 8 und Gegenwerkzeug 10 gebildeten
Spalt verläuft
das bahnartige Material 1. Das Gegenwerkzeug 10 erstreckt
sich ebenfalls über
die gesamte Breite des bahnartigen Materials 1.
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Unter
Spalt ist zu verstehen, dass eine Annäherung zwischen dem Messer 9 des
Schneidwerkzeugs 8 und dem Gegenwerkzeug 10 durch
eine Messereinstellvorrichtung auf der Seite des Schneidwerkzeugs 8 und/oder
durch eine Höhenverstellvorrichtung
des Gegenwerkzeugs 10 realisiert werden kann. Wenn nicht
geschnitten wird, ist zwischen dem Messer 9 und dem Gegenwerkzeug 10 ein
Spalt. Während
des Schnittes stehen Messer 9 und Gegenwerkzeug 10 in
direktem Kontakt. Zweckmäßigerweise
ist hierbei eine Anpresskraft vorgesehen, beispielsweise mindestens
5000 N, vorzugsweise 7000 – 13000
N, vorzugsweise 9000 – 11000
N.
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Das
Gegenwerkzeug 10 wird von einer Stützvorrichtung 13 getragen,
die an deren Ober- sowie Unterseite je eine Traverse 14 aufweist.
Die Traverse 14 besitzt zweckmäßigerweise eine (in 5 nicht
dargestellte) Höhenverstellung,
mit der der Spalt zwischen Schneidwerkzeug 8 und Gegenwerkzeug 10 verändert werden
kann.
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An
der Oberseite der Stützvorrichtung 13 ist eine,
leicht erhöhte
Gegenfläche 12 für das Messer 9 des
Schneidwerkzeugs 8 vorgesehen. Das Gegenwerkzeug 10 bzw.
die Gegenfläche 12 desselben
ist durch das Messer 9 des Schneidwerkzeugs 8 nicht schnittfähig. Bezüglich der
Materialhärte
erfüllt
das Gegenwerkzeug 10 zweckmäßigerweise in etwa folgende
Bedingung: HärteGegenwerkzeug ≥ HärteMesser.
Beispielsweise kann das Gegenwerkzeug 10 aus gehärtetem Stahl
bestehen.
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Das
jeweilige Messer 9 des Schneidwerkzeugs 8 wird
zweckmäßigerweise
mittels einer (in 5 nicht dargestellten) Schmiereinrichtung
z. B. mit Öl
geschmiert. Auch oder zusätzlich
hierzu kann eine Nachstellvorrichtung für das jeweilige Messer 9 des
Schneidwerkzeugs 8 vorgesehen sein, damit die Messer mehrfach
nachgestellt werden können,
bevor sie ausgetauscht werden.
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Um
die Vorrichtung zum Schneiden von einer Aktivposition (Schnittposition)
in eine Passivposition (Nicht-Schnitposition) und umgekehrt zu bringen,
ist das Gegenwerkzeug 10 (im vorliegenden Ausführungsbeispiel
jedes Gegenwerkzeugsegment 11 als Teil des Gegenwerkzeugs 10)
in horizontaler Richtung bzw. etwa parallel zur Ebene des bahnartigen Materials 1 verfahrbar.
Hierzu ist das Gegenwerkzeug 10 auf einem (nicht dargestellten)
Schlitten mittels eines zugehörigen
Zylinders 17, der pneumatisch verfahrbar sein kann über einen
(ebenfalls nicht dargestellten) Stellzylinder bewegbar. Hierdurch kann
die Gegenfläche 12 des
Gegenwerkzeugs 10 in die Aktiv- oder Passivposition gebracht
werden und zwar je nachdem, ob ein Schnitt des bahnartigen Materials 1 gewünscht ist
oder nicht.
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Gemäß der Erfindung
wird der Schnitt durch direkte Anlage des Messers 9 an
der Gegenfläche 12 des
aus Hartmaterial bestehenden Gegenwerkzeugs 10 gewährleistet.
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Bei
der in den 2 – 4 dargestellten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist das Gegenwerkzeug 10 in eine Vielzahl von Gegenwerkzeugsegmenten 11 unterteilt,
die jeweils einzeln und/oder in Gruppen angesteuert sind und je nach
Bedarf in die jeweilige Aktiv- oder Passivposition verfahrbar sind.
Hierdurch können
beliebige Schnittpositionen und/oder Schnittlängen über die Breite des bahnartigen
Materials 1 realisiert werden.
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Die
horizontale, d. h. parallel zur Ebene des bahnartigen Materials 1 erfolgende,
Verschiebung des Gegenwerkzeugs 10 bzw. der Gegenwerkzeugsegmente 11 gewährleistet
den Vorteil, dass das Gegenwerkzeug 10 bzw. die Gegenwerkzeugsegmente 11 in
Passivstellung als Auflage für
das bahnartige Material 1 dient bzw. dienen. Im Übrigen erfordert
diese Konstruktion lediglich eine geringe Bautiefe.
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Gemäß einer
weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Ausführungsform
kann anstelle der Segmentierung des Gegenwerkzeugs 10 auch
eine Segmentierung des Schneidwerkzeugs 8, beispielsweise
durch einzelne, individuell ansteuerbare Messer vorgesehen sein.
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Mit
der vorliegenden Erfindung wird eine erhebliche Verlängerung
der Standzeiten der gattungsgemäßen Vorrichtung
zum Schneiden von bahnartigem Material erreicht. Darüber hinaus
wird eine erhöhte
Schnittsicherheit gewährleistet.
Schließlich
erfordert die erfindungsgemäße Vorrichtung
einen vergleichsweise geringen Raumbedarf für die Konstruktion. Alles in
allem stellt die Erfindung infolgedessen eine ganz besondere Bereicherung
des diesbezüglichen
Standes der Technik dar.
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- 1
- bahnartiges
Material
- 2
- Nutzen
im ersten Formatbreitenbereich
- 3
- Nutzen
im zweiten Formatbreitenbereich
- 4
- Längsschnitt
(erster Formatbreitenbereich)
- 5
- Längsschnitt
(zweiter Formatbreitenbereich)
- 6
- Querschnitt
- 7
- Vorrichtung
zum Schneiden
- 8
- Schneidwerkzeug
- 9
- Messer
- 10
- Gegenwerkzeug
- 11
- Gegenwerkzeugsegmente
- 12
- Gegenfläche
- 13
- Stützvorrichtung
- 14
- Traverse
- 15
- Gestell
- 16
- Antrieb
- 17
- Zylinder