DE19925612B4

DE19925612B4 - Drehbare Messerwalze mit Folienmesser

Info

Publication number: DE19925612B4
Application number: DE19925612A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Fuchs
Original assignee: Winkler and Duennebier GmbH
Current assignee: Winkler and Duennebier GmbH
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2019-06-05
Also published as: ES2339030T3; US20020092399A1; DE29921967U1; EP1057597A2; US6494123B2; EP1057597A3; DE19925612A1; ATE319542T1; JP2001018191A; EP1057597B1; EP1655118A1; ES2259951T3; US20030019343A1; EP1655118B1; DE50015825D1; ATE452009T1; DE50012334D1; CA2310523A1

Abstract

Drehbare Messerwalze (2) vorzugsweise für die Herstellung von Briefhüllenrohlingen (4) mit mindestens einem drehfest auf einer drehbaren Welle (14) angeordneten Walzenkörperteil (19), in dessen Umfangsfläche (20) Magnetelemente (60) reihenförmig angeordnet sind und das mindestens ein Folienmesser (24) trägt, welches eine dünne flexible Basisplatte (61) aus einem magnetisch permeablen Material aufweist, auf der mindestens eine einstückig ausgebildete scharfe Schneidkante (28) hervorragt, die zu einer vorbestimmten Schneidform ausgebildet ist und wobei die Basisplatte (61) eine Vorder- und eine Hinterkante sowie zwei gegenüberliegende Seitenränder (62, 63, 64, 65) aufweist, und wobei das Folienmesser (24) mittels den Magnetelementen (60) auf der Umfangsfläche (20) flach aufliegend gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Walzenkörperteil (19) Halte- und Positionierzapfen (66) in einer Reihe (76) angeordnet sind, die in einer Höhe (h) radial aus der Umfangsfläche (20) herausragen, die in etwa einer Dicke (d₁) der Basisplatte entspricht und dass in die Basisplatte (61) in einem an die vordere...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messerwalze nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und einem Folienmesser nach dem Oberbegriff von Anspruch 12.
Eine derartige Messerwalze mit Folienmesser ist aus DE 33 02 038 A1 des gleichen Anmelders bekannt. Sie dient zum Ausschneiden von Fensteröffnungen in Rohlingen von Fensterbriefhüllen. Bei dieser Messerwalze wird ein Folienmesser nach der Art eines Druckklischees auf einer Stanzwalze aufgespannt und rein mechanisch gehalten. Das an seinen Enden abgekantete Folienmesser ist an seiner vorlaufenden Kante an einem Trägerteil eingehangen und an seinem nachlaufenden Ende mittels Halte- und Spannelementen geklemmt und gespannt. Diese Messer müssen immer eine bestimmte Länge zwischen ihren Befestigungselementen aufweisen und erfordern präzise ausgeführte Abkantungen. Zudem hat das Aufspannen bzw. das Wechseln eines Folienmessers einen erheblichen Zeitaufwand zur Folge.
Nach der DE 198 41 834 A1 des gleichen Anmelders ist ebenfalls bekannt, Folienmesser auf einer Messerwalze anzuordnen. Das Folienmesser wird hierbei mit einem abgekanteten, vorderen Ende mit Hilfe einer Klemmleiste in einem Walzenschlitz festgelegt, während der restliche Teil des Folienmessers mittels Magnetkraft auf der Peripherie eines schalenförmig aufgebauten Messerzylinders gehalten ist. Die Fertigung von Walzenschlitz und Klemmleiste sowie die Abkantung des Folienmessers verlangen eine hohe Präzision und Arbeitsaufwand. Zudem muss bei einem Messerwechsel stets die Klemmleiste ein- und ausgebaut werden.
In der EP 0 312 422 B1 ist eine rotierende Schneidvorrichtung offenbart, bei der ein Folienmesser zum Ausstanzen von Fensteröffnungen nur mittels Magnetkraft auf der Peripherie eines schalenartig aufgebauten Messerzylinders gehalten ist.
Zum Positionieren eines Folienmessers auf dem Messerzylinder wird die vorlaufende Kante des Folienmessers an einer leicht aus der Zylinderperipherie herausragenden Leiste angeschlagen und ausgerichtet. Diese Schneidvorrichtung erlaubt wohl eine schnelle Positionierung und Festlegung eines Folienmessers auf dem Messerzylinder, hat aber den Nachteil, dass sich das Folienmesser bei ungünstigen Schneidbedingungen auf dem Messerzylinder verschieben kann, im schlimmsten Fall sogar zerstört wird. So ist mit dieser Messerwalze nur ein Schneiden gegen eine mitlaufende Gegenwalze möglich, nicht aber ein Schneiden gegen eine stationäre Gegenleiste.
Aus der DE 298 05 004 U1 ist eine Messerwalze mit einer Anzahl von aus der Mantelfläche herausragenden Positionierungsstiften bekannt mit deren Hilfe ein Folienmesser sehr genau auf dem Walzenkörper positioniert werden kann. Ein axiales Versetzen oder Verschieben ist nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messerwalze sowie auf ihrem Walzenmantel angeordneten Folienmesser, insbesondere für die Herstellung von Briefhüllen, so zu gestalten, dass Folienmesser auf dem Messerwalzenmantel mit ausreichender Genauigkeit radial positionier- und festlegbar sind und axial umsetz- und verschiebbar sind.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale der kennzeichnenden Teile von Anspruch 1 und Anspruch 12. Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen in Zusammenhang mit der Beschreibung und Zeichnung hervor.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass die Folienmesser schnell und komfortabel auf der Messerwalze zu wechseln und zu positionieren sind. Hierbei sind die Folienmesser durch das Eingreifen der Halte- und Positionierzapfen in die Schlitze der Basisplatte formschlüssig und durch magnetische Haltekräfte kraftschlüssig auf der Umfangsfläche der Messerwalze gehalten. Vorteilhaft ist auch, dass während dem Einfädeln der Halte- und Positionierzapfen in die Schlitze das Folienmesser achsparallel auf der Messerwalze verschiebbar ist. In Verbindung mit einer leicht asymmetrischen Anordnung der Halte- und Positionierzapfen auf einer Leiste ist eine variable achsparallele Positionierung des Folienmessers möglich. Ein weiterer Vorteil ist auch, dass sich bei der erfinderischen Messerwalze auch herkömmliche Folienmesser, wie in der parallelen Anmeldung DE 198 41 834 A1 beschrieben, mit winklig abgekanteten vorlaufenden Enden und mit dafür angepassten Klemmleisten einsetzen lassen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigen:
1 eine Prinzipskizze einer Schneidstation mit einer Messerwalze und einem stationären Gegenwerkzeug
2 eine Prinzipskizze einer Schneidstation mit einer Messerwalze und einer rotierenden Gegenwalze
3 im Schnitt wesentliche Teile der Messerwalze und ihre Lagerung
4 Teilschnitt des Walzenkörperteiles der Messerwalze mit Folienmesser
5 eine Abwicklung des Walzenkörperteiles mit Folienmesser und Briefhüllenrohling
6 Seitenansicht einer Leiste
7 vergrößerter Ausschnitt einer Leiste
8 Variante eines Halte- und Positionierzapfens
9 Variante eines Halte- und Positionierzapfens
10 Variante eines Halte- und Positionierzapfens
11 Befestigung der Leiste
Gemäß dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst eine Schneidstation 1 für Fensterbriefhüllen eine Messerwalze 2 und eine als Gegenwerkzeug dienende stationäre Schneidleiste 3, zwischen denen eine Folge von Briefhüllenrohlingen 4 oder eine Briefhüllenbahn hindurchgeführt und bearbeitet wird. Die Schneidleiste 3 ist mit einer Leiste 6 geklemmt in einem Träger 5 gelagert und zusammen mit diesem zur Messerwalze 2 hin- und von dieser weg bewegbar.
Die Schneidstation 1a gemäß 2 weist eine rotierende Gegenwalze 3a als Gegenwerkzeug zur Messerwalze 2 auf, zwischen denen eine Folge von Briefhüllenrohlingen 4 oder eine Briefhüllenbahn hindurchgeführt und bearbeitet wird. Die Gegenwalze 3a ist in einem nicht gezeigten Träger gelagert und ist gemeinsam mit diesem zur Messerwalze 2 hin- und von dieser weg bewegbar. Ein von einer geradlinigen Transportbahn kommender Briefhüllenrohling 4 wird von der Messerwalze 2 ergriffen und längs einer Kreisbahn unter dem Gegenwerkzeug, Schneidleiste 3 oder Gegenwalze 3a, hindurchgeführt, wobei eine Fensteröffnung 8' ausgeschnitten wird. Zur Übernahme und zum Transport eines Briefhüllenrohlings 4 und eines aus einer Fensteröffnung 8' ausgeschnittenen Fensterausschnittes bzw. Materialstückes 8, weist die Messerwalze 2 (4 und 5) an ihrem Umfang 9 eine Vielzahl von in Reihen 10 angeordneten Saugöffnungen 11 auf. Der Briefhüllenrohling 4 wird über einen Ansaug- und Transportwinkelbereich α mittels Saugluft auf der Messerwalze 2 gehalten und sodann an eine Walze 12 übergeben. Das Materialstück 8 wird mittels Saugluft in der Fenstermesserperipherie gehalten und nach einem Ansaug- und Transportwinkelbereich β in einen Absaugtrichter 13 abgegeben.
Die 3 zeigt die Messerwalze 2, ihre Lagerung sowie ihre wesentlichen Teile im Schnitt, jedoch ohne Folienmesser und ohne die zum Befestigen und Ausrichten eines Folienmessers dienenden Teile.
Die Messerwalze 2 umfasst eine Trägerwelle 14, die mit Hilfe von Kugellagern 15 in Maschinengestellen 16,18 gelagert und mittels eines Zahnrades 17 antreibbar ist. Zwischen den Maschinengestellen 16,18 ist ein zylindrisches Walzenkörperteil 19 auf der Trägerwelle 14 drehfest gelagert, an dessen Umfang 20 die Saugöffnungen 11 angeordnet sind. Im Walzenkörperteil 19 sind im Abstand d von der Rotationsachse 2' der Messerwalze 2 Saugkanäle 21 achsparallel angeordnet, die mit den Saugöffnungen 11 in luftleitender Verbindung stehen. Stirnseitig am Walzenkörperteil 19 ist ein Saugluftsteuerventil 31 angeordnet, das mittels einer Distanz- und Zentrierbuchse 32 drehfest an der Gestellwand 18 gelagert ist. Das Saugluftsteuerventil 31 weist zwei separate, konzentrisch angeordnete Saugluftkanäle 39, 40 auf, denen Frischluftkanäle 36, 37 nachgeordnet sind. Die Saugluftkanäle 39, 40 sind via einer Saugluftzuführung 38 mit einer nicht gezeigten Saugluftquelle verbunden. Vom Saugluftkanal 39 bzw. 40 aus sind die Saugluftkanäle 21 über den Ansaug- und Transportwinkelbereich α bzw. β mit Saugluft beaufschlagbar. Zum Saugluftsteuerventil 31 hin ist jedem Saugkanal 21 ein 3/3-Wegeventil 41 im Walzenkörperteil 19 zugeordnet. Mit einem 3/3-Wegeventil ist ein Saugkanal 21 absperrbar oder über die Durchgangsbohrung 42 bzw. 43 mit dem Saugluftsteuerkanal 39 bzw. 40 verbindbar. Die Saugluftsteuerung inklusive der 3/3-Wegeventile 41 ist Gegenstand der parallelen deutschen Anmeldung DE 198 41 834 A1 des gleichen Anmelders. Den Saugluftkanälen 39 bzw. 40 ist je ein Frischluftkanal 36 bzw. 37 nachgeordnet, von wo aus ein Abbau des Unterdruckes in den Saugkanälen 21 und den Saugöffnungen 11 erfolgt.
In den 4 und 5 ist die Anordnung und Befestigung eines Folienmessers 24 auf dem Walzenkörperteil 19 einer in einer Drehrichtung 23 umlaufenden Messerwalze 2 gezeigt. Ein Folienmesser 24 weist eine dünne Basisplatte 61 aus magnetisch permeablem Material mit einer Dicke d₁ auf, sowie eine Vorder- und eine Hinterkante 62, 63 und Seitenkanten 64, 65. Auf der Basisplatte 61 ist mindestens eine einstückig ausgebildete scharfe Schneidkante 28 angeordnet, die eine bestimmte Schneidform bildet. Im Folienmesser 24, dessen Schneidkante 28 zum Ausschneiden einer Fensteröffnung 8' in einem Briefhüllenrohling 4 ausgebildet ist, sind Durchbrüche 75 angeordnet, die mit Saugbohrungen 11 in luftleitender Verbindung stehen. In Umlaufrichtung 23 der Messerwalze 2 gesehen, in einem an die vordere Kante 62 angrenzenden Bereich 67, sind Schlitze 68 in die Basisplatte 61 eingebracht. Die Schlitze 68 sind in einer Flucht angeordnet und weisen eine Breite b, eine Länge d₅ und einen Abstand d₆ untereinander auf. Die Schlitze 68, die Schneidkante 28 und auch die Vorderkante 62 weisen eine vorbestimmte fixe Lagebeziehung zueinander auf.
Auf der Umfangsfläche 20 des Walzenkörperteils 19 ist mindestens eine Reihe 76 Halte- und Positionierzapfen 66 angeordnet, die mit einer Höhe h radial aus der Umfangsfläche 20 herausragen, die in etwa der Dicke d₁ der Basisplatte 61 entspricht. Die Halte- und Positionierzapfen 66 weisen dabei eine Breite b₁ und einen Abstand d₂ untereinander auf. Die Breite b₁ ist so bemessen, dass sie der Schlitzbreite b entspricht.
Auf der Umfangsfläche 20 des Walzenkörperteiles 19 sind zudem rundum Magnetelemente 60 in Reihen 74 angeordnet, wobei sich jeweils eine Reihe 74 mit einer Reihe 10 von Saugluft Öffnungen 11 abwechselt.
Zum lagemäßig genauen Positionieren und Festlegen eines Folienmessers 24 auf dem Walzenkörperteil 19 wird dieses an den Halte- und Positionierzapfen 66 eingehängt, so dass die Halte- und Positionierzapfen 66 in die Schlitze 68 hineinragen. Während des Einhängevorganges ist das Folienmesser 24 im Bereich der Schlitzlänge d₅ axial verschiebbar. Größere axiale Veränderungen sind durch Umsetzen des Folienmessers 24 in der Reihe 74 der Halte- und Positionierzapfen 66 erreichbar. Nach dem Einhängevorgang ist das Folienmesser 24 mittels der Halte- und Positionierzapfen 66 in Umfangsrichtung formschlüssig und mittels der Magnetelemente kraftschlüssig auf dem Walzenkörperteil festgelegt, so dass selbst bei schwierigen Schneidbedingungen ein Verschieben des Folienmessers 24 auf der Umfangsfläche 20 nicht stattfindet.
In den 8-10 sind einige Formvarianten der Halte- und Positionierzapfen 66 gezeigt.
In einer besonderen Ausbildung der Messerwalze 2 sind die Halte- und Positionierzapfen 66 an einer Leiste 27 angeformt, die passgenau in einem achsparallelen Kanal 25 des Walzenkörperteils 19 angeordnet und dort mittels Befestigungselementen 69 fixiert ist. An den Endbereichen des Kanals 25 sind, wie 11 zeigt, verbreiternde Aussparungen 70 ausgebildet, in die in etwa radial ausgerichtete Gewinde einmünden, in die Klemmschrauben 71 eingeschraubt sind, welche mit Ihren Köpfen 72 auf endseitig an den Leisten 27 angeformten Ansatzflächen 73 drücken und so die Leiste 27 im Kanal 25 festlegen. Auf der Leiste 27 weisen die Halte- und Positionierzapfen 66 zueinander gleiche Abstände d₂ auf, zu den Ansatzflächen 73 hin jedoch unterschiedliche Endabstände d₃ und d₄. Dabei ist d₄ um d₂/2 größer als d₃. In Bezug auf ihre Endabstände d₃, d₄ ist die Leiste 27 im Kanal 25 um 180° wendbar. Durch das Wenden der Leiste 27 in Verbindung mit dem seitlichen Verschieben und Umsetzen eines Folienmessers 24 relativ zu den Halte- und Positionierzapfen 66 ist in axialer Richtung jede Messerposition auf dem Walzenkörperteil 19 erreichbar.
In einer weiteren, jedoch nicht gezeigten Ausbildung der Messerwalze 2 sind auf der Umfangsfläche 20 verteilt mehrere Kanäle 25 angeordnet, in denen je nach Bedarf, abhängig von Anzahl und Größe der Folienmesser 2, Leisten 27 oder nur Füllstücke angeordnet sind.
Der Einsatz der mit der Erfindung offenbarten Technik ist schließlich nicht auf das konkrete Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr sind noch weitere Abwandlungen und Ergänzungen möglich, ohne vom grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims

Drehbare Messerwalze (2) vorzugsweise für die Herstellung von Briefhüllenrohlingen (4) mit mindestens einem drehfest auf einer drehbaren Welle (14) angeordneten Walzenkörperteil (19), in dessen Umfangsfläche (20) Magnetelemente (60) reihenförmig angeordnet sind und das mindestens ein Folienmesser (24) trägt, welches eine dünne flexible Basisplatte (61) aus einem magnetisch permeablen Material aufweist, auf der mindestens eine einstückig ausgebildete scharfe Schneidkante (28) hervorragt, die zu einer vorbestimmten Schneidform ausgebildet ist und wobei die Basisplatte (61) eine Vorder- und eine Hinterkante sowie zwei gegenüberliegende Seitenränder (62, 63, 64, 65) aufweist, und wobei das Folienmesser (24) mittels den Magnetelementen (60) auf der Umfangsfläche (20) flach aufliegend gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Walzenkörperteil (19) Halte- und Positionierzapfen (66) in einer Reihe (76) angeordnet sind, die in einer Höhe (h) radial aus der Umfangsfläche (20) herausragen, die in etwa einer Dicke (d₁) der Basisplatte entspricht und dass in die Basisplatte (61) in einem an die vordere Kante anschließenden vorderen Bereich (67) eine Anzahl von zur Schneidkante (28) ausgerichteten Schlitzen (68) in einer Flucht eingebracht sind, deren Breite (b) einer Breite (b₁) der Halte- und Positionierzapfen (66) entspricht, die in diese Schlitze (68) hineinragen, so dass das Folienmesser (24) im Bereich einer Schlitzlänge (d₅) axial verschiebbar und umsetzbar, in Umfangsrichtung des Walzenkörperteils (19) jedoch fest und reproduzierbar positioniert ist.
Messerwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Walzenkörperteil (19) mindestens ein achsparalleler Kanal (25) ausgeformt ist, der zur Umfangsfläche (20) hin offen ist und dass in dem Kanal (25) eine Leiste (27) passgenau angeordnet und mittels Befestigungselementen (69) fixiert ist und dass auf der die Umfangsfläche (20) tangierenden Oberseite (27') der Leiste (27) reihenförmig Halte- und Positionierzapfen (66) in einer Flucht angeformt sind.
Messerwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Endbereichen des Kanals (25) verbreiternde Aussparungen (70) ausgebildet sind, in die in etwa radial ausgerichtete Gewinde einmünden, in die Klemmschrauben (71) eingeschraubt sind, welche mit ihren Köpfen (72) auf endseitig an den Leisten (27) angeformten Ansatzflächen (73) drücken und die Leiste (27) im Kanal (25) festlegen.
Messerwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und Positionierzapfen (66) einen Abstand d₂ untereinander aufweisen, sowie auf einer Seite einen Endabstand d₃ und auf der anderen Seite einen Endabstand d₄, der um d₂/2 größer ist als d₃.
Messerwalze nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiste (27) bezogen auf ihre Endabstände d₃, d₄ um 180° umsetzbar im Kanal (25) festlegbar ist.
Messerwalze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Walzenkörperteil (19) mehrere Kanäle (25) ausgeformt sind in denen je nach Bedarf Leisten (27) oder nur Füllstücke angeordnet sind.
Messerwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kanal (25) jeweils zwischen zwei Reihen (74) von Magnetelementen (60) angeordnet ist.
Messerwalze nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienmesser (24) eine Schlitzlänge d₅ < Abstand d₂ und einen Abstand d₆ von Schlitz zu Schlitz aufweisen, wobei d₆ = d₂ – d₅.
Messerwalze nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzenkörperteil (19) zum Transport von Briefhüllenrohlingen (4) und/oder Materialstücken (8) zur Umfangsfläche (20) hin offene Saugluftöffnungen (11) aufweist, die über verschiedene Versorgungs- und Steuerkanäle mit vorgesteuertem Vakuum beaufschlagbar sind.
Messerwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugluftöffnungen (11) in achsparallelen Reihen (10) angeordnet sind, die mittels Ventilen (31,41) mit einer Saugluftzuführung (36) verbindbar bzw. von dieser absperrbar sind.
Messerwalze nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Folienmesser (24) Durchbrüche (75) vorgesehen sind, die mit den Säugöffnungen (11) des Walzenkörperteils (19) in luftleitender Verbindung stehen.
Folienmesser zum Anbringen an einer drehbaren Messerwalze (2), welches eine dünne flexible Basisplatte (61) aus einem magnetisch permeablen Material aufweist, auf der mindestens eine scharfe Schneidekante (28) hervorragt, die zu einer vorbestimmten Schneidform ausgebildet ist, und wobei die Basisplatte (61) eine Vorder- und eine Hinterkante (62, 63) sowie zwei gegenüberliegende Seitenränder (64, 65) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (61) eine Dicke (d₁) aufweist, die in etwa einer Höhe (h) entspricht, um welche an der Messerwalze (2) vorgesehene Halte- und Positionierzapfen (66) radial aus dieser herausragen, und dass in einem an die Vorderkante (62) anschließenden vorderen Bereich (67) der Basisplatte (61) eine Anzahl von zur Schneidkante (28) ausgerichteten Schlitzen (68) in einer Flucht eingebracht ist, wobei die Schlitze (68) eine Breite (b), die einer Breite (b₁) der Halte- und Positionierzapfen (66) entspricht, und eine solche Schlitzlänge (d₅) aufweisen, dass das Folienmesser (24) im Bereich der Schlitzlänge (d₅) axial verschiebbar und umsetzbar, in Umfangsrichtung der Messerwalze (2) jedoch fest und reproduzierbar an dieser positionierbar ist.
Folienmesser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzlänge (d₅) kleiner ist als ein Abstand (d₂) der Halte- und Positionierzapfen (66) und dass die Schlitze (68) einen Abstand (d₆) voneinander aufweisen, welcher der Differenz aus dem Abstand (d₂) der Halte- und Positionierzapfen (66) und der Schlitzlänge (d₅) entspricht.
Folienmesser nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass Durchbrüche (75) vorgesehen sind, die mit an der Messerwalze (2) vorgesehenen Saugöffnungen (11) in Luft leitende Verbindung gebracht werden können.