Die Erfindung bezieht sich auf einen Querschneider zum Schneiden von bahnartigem Material, insbesondere Wellpappe, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Querschneider ist zum Beispiel aus der Offenlegungsschrift DE-A-3523603 bekannt.
In Querschneidern für Wellpappenfertigungsanlagen werden üblicherweise Messerwellenpaare verwendet, bei denen jede Welle mindestens ein Messer hält mit einer stetig verlaufenden Schneidkante, die gleichen Abstand von der Wellenachse aufweist. Das Messerblatt verläuft entweder parallel zur Wellenächse oder es ist schraubenlinienförmig angeordnet. Die schraubenlinienförmige Anordnung hat den Vorteil, daß während des Schneidvorgangs in einem einzigen Augenblick immer nur ein kurzer Abschnitt der Schneidkanten miteinander in Eingriff ist, wodurch die Belastung der Messer, der Messerhalterung und der Wellen gering gehalten wird. Die Schneidkanten der Messer beschreiben Kreise, die sich geringfügig schneiden. Die Schneidkante des einen Messers liegt im voreilenden und die andere im nacheilenden Bereich des Messerblatts. Der Umlaufradius der Schneidkante im nacheilenden Bereich wird etwas grösser gewählt als der Radius des anderen Schneidmessers, so daß nur eine einmalige Berührung der Schneidkanten während eines Umlaufs stattfindet und nach dieser Berührung ein relativ rasches Auseinanderbewegen der Schneidkanten erfolgt.
Das Messer mindestens einer Welle ist an einer Reihe von Punkten verstellbar befestigt. Ist durch Verschleiß eine Berührung der Messerkanten nicht mehr gewährleistet, muß mindestens ein Messer nachgestellt werden. Dieser Vorgang erfordert eine Produktionsunterbrechung und ist mit einem großen zeitlichen Aufwand verbunden. Bei zäherem Material oder ab einer bestimmten Grammatur der Wellpappe oder auch bei feuchter oder beschichteter Wellpappe muß eine nicht unerhebliche Vorspannung zwischen den Messern eingestellt werden, um einen einwandfreien Schnitt zu erhalten. Eine größere Vorspannung bedingt hohe Schnittkräfte. Hohe Schnittkräfte wiederum machen in relativ kurzen Intervallen ein Nachstellen der Messer erforderlich, was zu unerwünschter Produktionsunterbrechung führt. Hohe Schnittkräfte führen ferner zu einem raschen Verschleiß der Messer. Da schweres Schneidgut nicht so häufig vorkommt, wäre es im Hinblick auf die Standzeit der Messer günstiger, die einmal eingestellte hohe Vorspannung wieder zurückzustellen. Da aber das übliche Einstellen der Messer eine zeitaufwendige und komplizierte Arbeit ist, wird in der Praxis auch bei leichten Qualitäten mit relativ hoher Messervorspannung gefahren. Dies bedeutet hohen Messerverschleiß und geringe Messerlebensdauer, die weniger auf das Material als auf die hohe Vorspannung zurückzuführen sind.
Wie diese Vorspannung erzeugt werden kann ist es aus der obengenannten DE-A-3523603 nicht entnehmbar.
Die Offenlegungsschrift US-A-3,448,684 beschreibt einen Querschneider zum Schneiden von bahnartigem Material. Dieser Querschneider weist jedoch nicht zwei Messer auf, die sich während des Schneidvorgangs kurzzeitig berühren, sondern nur ein einziges Messer, welches mit einem Gegenwerkzeug aus weichem Material zusammenwirkt. Wenn weiter auch ein regelbares Biegemoment an den Enden der Kerne der Messerwellen aufgebracht ist, wird jedoch dieses Biegemoment in der Beschreibung von US-A-3,448,684 nicht erwähnt, sondern nur durch eine Figur in gestrichelten Linien dargestellt. Dieses Biegemoment wird durch die Kraft von Federn erzeugt. Aus der Beschreibung kann nur entnommen werden, dass die Funktion der Feder darin besteht, die Kerne mit genügend Kraft nach unten zu drücken, so dass einerseits ein Kern immer in Kontakt mit dem unteren Teil des Lagers steht und anderseits die Keile immer in Kontakt mit dem Grundgestell bleiben. Somit handelt es sich in US-A-3,448,684 nicht um eine Messervorspannung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Querschneider zum Schneiden von bahnartigem Material, insbesondere Wellpappe, zu schaffen, bei dem eine Verlängerung der Standzeit der Messer erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruches 1 gelöst.
Die die Messer tragenden Wellen oder Messerbalken überspannen eine erhebliche Länge. Es ist daher bekannt, die Messerbalken auf einem feststehenden Kern rohrartig zu lagern. Der feste Kern ist im Maschinengestell befestigt und erhöht die für das Schneiden erforderliche Biegesteifigkeit, ohne das Massenträgheitsmoment des Messerbalkens zu erhöhen.
Beim erfindungsgemäßen Querschneider wird an mindestens einem Ende eines Kerns ein Biegemoment aufgebracht, und zwar mit Hilfe einer geeigneten Krafteinheit, die mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch wirken kann. Die Kraftrichtung ist derart, daß die Durchbiegung des Kerns und damit auch der Messerwelle eine Erhöhung der Vorspannung zur Folge hat. Die Biegerichtung des Kerns liegt daher annähernd parallel zur Nachstellrichtung der Messer. Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch die Belastungsricht ung der Krafteinheit zur Änderung der Biegerichtung verändert werden.
Beim erfindungsgemäßen Querschneider greift eine Krafteinheit möglichst an beiden Enden eines Kerns an, um eine gleichmäßige Durchbiegung zu erhalten. Naturgemäß besteht auch die Möglichkeit, beide Kerne eines Messerwellenpaares zu verbiegen. Die für eine gewünschte Vorspannung aufzubringende Kraft auf einen Kern kann auf diese Weise halbiert werden.
Mit der Erfindung wird erreicht, daß die Messer auf den Messerwellen mittels ihrer Einstellschrauben so eingestellt werden können, daß die üblichen leichten Pappenqualitäten geschnitten werden. Dies bedeutet eine besondere Schonung der Messer und damit auch eine erhöhte Lebensdauer. Soll mit dem Querschneider schwere Pappe geschnitten werden, so würden üblicherweise die Messer hart eingestellt werden. Erfindungsgemäß wird durch das Aufbringen eines Biegemoments auf den Kern der Messerbalken so vorgebogen, daß eine gewünschte Messervorspannung erzeugt wird. Die Größe der Vorspannung kann dabei von der Qualität des Schneidgutes abhängig gemacht werden. Eine Produktionsunterbrechung ist nicht erforderlich. Ebenso rasch wie eine gewünschte Vorspannung aufgebracht werden kann, kann sie wieder zum Verschwinden gebracht werden, indem die Belastung durch die Krafteinheit in Fortfall kommt.
Die Krafteinheit wird zweckmäßigerweise von einer geeigneten Steuervorrichtung gesteuert, die ihrerseits auch programmiert sein kann, um beim Anfall verschiedener Qualitäten für eine entsprechende Biegespannung am Kern der Messerbalken zu sorgen.
Die gewünschte Durchbiegung braucht gegebenenfalls nur Bruchteile eines Millimeters zu betragen, um eine gewünschte Vorspannung einzustellen. Die Durchbiegung wird naturgemäß in der Mitte des Messerbalkens am größten sein. Dieser Effekt ist jedoch nicht nachteilig, im Gegenteil, der Schneidvorgang ist in diesem Bereich besonders kritisch, so daß eine relativ große Vorspannung stets für einem einwandfreien Schnitt sorgt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
In einem Maschinengestell 10 eines Querschneiders sind zwei Kerne 11, 12 angeordnet. Sie lagern mit Hilfe von Wälzlagern 13 bzw. 14 Hohlwellen 15, 16. Die Hohlwellen 15, 16 tragen an den Enden Zahnräder 17 bzw. 18, so daß die Hohlwellen 15, 16 drehstarr gekoppelt sind. Der Antrieb der Zahnräder 17, 18 ist nicht dargestellt. Mit den Hohlwellen 15, 16 sind Messer 19, 20 verbunden. Sie sind der Einfachheit halber als gerade parallel zur Wellenachse verlaufende Messer dargestellt. Bei Querschneidern werden normalerweise Messer angebracht mit schraubenlinienförmig verlaufender Schneidkante. Wie aus Fig. 2 zu erkennen ist, ist das Messer 19 der oberen Welle 15 fest an einer Halterung 21 angebracht. Das untere Messer 20 kann relativ zu seiner Halterung 22 verstellt werden, um mit Vorspannung gegen das obere Messer 21 anzuliegen, wenn die Messerkanten sich berühren.
Der untere Kern 12 ist mit Hilfe von Pendellagern 23, 24 beweglich im Maschinengestell 10 gelagert. Seine Enden stehen um ein gewisses Maß an beiden Seiten über. Mit Hilfe einer nicht gezeigten Krafteinheit kann auf beide Enden ein Druck ausgeübt werden, wie durch die Pfeile 25 angedeutet. Auf diese Weise wird ein Biegemoment von beiden Seiten auf den Kern 12 aufgebracht, wobei der Momentenarm mit m bezeichnet ist. Die Richtung der Durchbiegung ist in Fig. 2 durch Pfeil 26 angedeutet. Die Biegerichtung ist annähernd parallel zur Nachstellric htung des unteren Messers 20. Die entsprechende Verbiegung ist in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie 27 angedeutet. Sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 ist die Durchbiegung der Messerwelle 26 stark übertrieben dargestellt. Man erkennt, daß aufgrund der Durchbiegung die Messer 19, 20 mit einer erhöhten Vorspannung gegeneinander liegen, wenn sie sich berühren. Diese Vorspannung ist abhängig vom Ausmaß der Durchbiegung und diese ist abhängig von der aufgebrachten Biegekraft. Wird auf beide Kerne 11, 12 ein Biegemoment aufgebracht, reduziert sich die Biegekraft auf die Hälfte.
Das Aufbringen des Biegemoments kann von irgendeiner geeigneten Kraftvorrichtung bewerkstelligt werden, die pneumatisch, hydraulisch, mechanisch, elektromechanisch oder dergleichen betrieben wird.