Kreismesserschere für ein Längsteilen von flächigen Materialien

Abstract

 Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Kreismesserschere, mit welcher aus eine geringe Reißfestigkeit oder hohe Dehnung aufweisenden Werkstoffen bestehenden und aus dünnen ein- oder mehrlagigen Materialien gebildetem Schnittgut bei Vermeidung von störenden Wellen- und Faltenbildungen im Eintragsbereich und Schnittstaubanfall, mit hoher Genauigkeit und Schnittgüte Streifen herstellbar sind. Hierzu ist vorgesehen, daß spitzwinkelige Schneiden aufweisende Messerscheiben (4) und Gegenmesserscheiben (5) mit rechtwinkeligen Schneidkanten schnittererzeugend zusammenwirken und daß auf Schneidedistanzringen (6) zwischen Messerscheibenpaaren Mitnehmerscheiben (7) angeordnet sind, welche unter Zwischenlage des Schnittgutes (1) während des Trennens auf den Stirnflächen der Gegenmesserscheiben (5) flächenpressend anliegen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kreismesserschere zum Trennen von dünnen ein- oder mehrlagigen flächigen Materialien nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Die vorgegebene Kreismesserschere soll es ermöglichen, aus dünnen einlagigen, insbesondere auch viellagigen, Tafeln aus Werkstoffen mit geringer Reißfestigkeit, wie z.B. Zeitungspapier, oder aus Materialien mit hoher Dehnung beiniedrigen mechanischen Spannungen, wie z.B. Aluminium- und Kunststoffolien, bei Vermeidung von Wellen - und Faltenbildungen im Eintragsbereich mit hoher Genauigkeit und Schnittgüte Streifen herzustellen. Weiters sollen ein sicherer Einzug in die Schere gewährleistet und ein Staubanfall bzw. eine Staubentwicklung beim Längsteilen von Schnittgut, welches mit mehreren Lagen aus dünnen fasernden bzw. faserigen Material gebildet ist, reduziert oder vermieden werden.

[0003] Es ist bekannt, Bänder, Bleche oder dgl. mit Hilfe einer aus einem Messer und einem Gegenmesser, welche schnitterzeugend zusammenwirken, bestehenden Kreismesserschere in Streifen zu trennen. Dabei können das Messer und das Gegenmesser der Schere auf zwei freilaufenden oder angetriebenen Wellen angeordnet sein. Zur Führung des Flächenmaterials ist es bekannt, in radialer Richtung verschiebbare Elemente, z.B. Druckringe, zwischen zwei Messerscheiben bzw. Gegenmesserscheiben vorzusehen, die das Schnittgut auf die Stirnfläche der mit diesem schnitterzeugend zusammenwirkenden Gegenmesserscheiben bzw. Messerscheiben drücken. Die Messer- und Gegenmesserscheiben weisen dabei einen Schneidkantenwinkel von etwa 90° auf.

[0004] Beim Trennen von dünnen, gegebenenfalls elastischen bzw. zusammendrückbaren Materialien, wobei das Schnittgut aus einer, insbesondere auch aus mehreren, Lage(n) gebildet sein kann, entstehen in diesem auf Grund des Schneidkantenwinkels von 90 Zugspannungen quer zur Schnittrichtung, wodurch es bei Werkstoffen mit geringer Reißfestigkeit zu einem Zerreißen oder zumindestens zu einem unsauberen Schnitt mit erhöhtem Staubanfall kommen kann. Bei Werkstoffen mit hoher Dehnung können durch diese Spannungen unsaubere Schnitte gebildet und das flächige Material an der Eintragseite der Schere zusammengezogen und wellenförmig geformt werden. Auch ein Einziehen von derartigem dickeren Schnittgut in den Schnittbereich der Schere kann durch den sogenannten Kirschkerneffekt behindert sein.

[0005] Es wurde schon versucht, Messer- und Gegenmesserscheiben mit spitzwinkeligen Schneiden auszubilden. Dabei ist jedoch eine exakte, plane Führung eines flächigen Materials weitgehend nicht möglich. Weiters erfolgt beim Durchtrennen auf Grund des Zusammenwirkens von zwei spitzwinkeligen keilförmigen Schneiden ein konvexes Aufbiegen der Streifen quer zur Schnittrichtung, wodurch im Bereich des Eintrages es einerseits zu einem Zusammenziehen bzw. zu einem wellenförmigen Verbiegen des Schnittgutes kommen kann, andererseits werden bei aus mehreren Lagen gebildetem Schnittgut die Einzellagen gegeneinander verschoben. Dabei können ungleiche wellenförmige, bei Faltenbildung sägenartige Streifen entstehen. Bei extremer Faltenbildung und sich daraus ergebender Überlagerung des Schnittgutes ist auch eine Beschädigung der Kreismesserschere möglich.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kreismesserschere der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein aus einer oder mehreren Lagen bestehendes flächiges Schnittgut, welches elastisch bzw. zusammendrückbar ist, geringe Reißfestigkeit oder hohe Dehnung beiniedrigen mechanischen Spannungen aufweist, in die Schere eingezogen und zu Streifen gleichbleibender Breite mit guter Schnittkantenqualität geteilt wird, wobei im wesentlichen kein Schnittstaub anfällt.

[0007] Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

[0008] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Beschreibung der Zeichnungen näher erläutert.

[0009] Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine Kreismesserschere für unterschiedliche Streifenbreiten

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Kreismesserschere mit Elementen zur Sicherung des Streifenaustrages

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt der Kreismesserschere nach Fig. 2

Fig. 4 eine Messerscheibe mit wellenförmiger Schneidkantenausbildung

Fig. 5 einen Querschnitt CD der Messerscheibe nach Fig. 4

[0010] Bei der in Fig. 1 dargestellten Kreismesserschere sind auf einer antreibbaren Welle 2 Kreismesserscheiben 4 mit spitzwinkeligen Schneiden, welche einen Schneidkantenwinkel α aufweisen, befestigt. Der Schneidkantenwinkel α ist dabei jener Winkel, der von den Erzeugenden der senkrecht zur Wellenachse liegenden Seitenfläche und der kegelig ausgebildeten Stirnfläche der Messerscheibe eingeschlossen wird. Zwei Messerscheiben 4, welche ein Messerscheibenpaar bilden, sind dabei derart angeordnet, daß die jeweils die Schneidkanten beinhaltenden Seitenflächen voneinander am weitesten entfernt liegen, wobei deren Abstand einer Streifenbreite entspricht. Zur Vergrößerung dieser einen Streifenbreite können, wenn vorteilhafterweise zur wirtschaftlichen Lagerhaltung die Breite der einzelnen Messerscheiben 4 gleich gewählt wird, Distanzringe 8 oder wiederum zur wirtschaftlichen Lagerhaltung mehrere Distanzringe mit bestimmten Breiten nach einer Art Baukastensystem nebeneinander angeordnet sein. Zwischen den Messerscheibenpaaren 4 mit gegebenenfalls dazwischenliegenden Distanzringen 8 ist zur Einstellung einer weiteren Streifenbreite ein Schneidedistanzring 6, 6b oder es sind gleichfalls aus obigen Gründen mehrere Schneidedistanzringe 6, 6a eingesetzt. Konzentrisch auf den Schneidedistanzringen 6, 6a, 6b sind vorzugsweise im wesentlichen ebenso breite Mitnehmerscheiben 7, 7a zwischen den einzelnen Messerscheibenpaaren bzw. einer Messerscheibe und einem Anschlag zur Breitenbegrenzung der Schere angeordnet.

[0011] Diese Mitnehmerscheiben 7, 7a sind aus einem nachgiebigem elastischen Material, z.B. Gummi oder dgl. gebildet, welches weitgehend ein Gleiten auf deren Oberfläche, insbesondere des flächigen Materials 1, verhindert, und haben einen Außendurchmesser, der demjenigen der Messerscheiben 4 annähernd entspricht oder größer ist.

[0012] Auf der ebenfalls antreibbaren Gegenwelle 3 sind weitgehend zylinderförmige Gegenmesserscheiben 5, 5a derart angeordnet, daß sich deren rechtwinkelige Schneidekanten und die spitzwinkeligen Schneidekanten der Messerscheiben 4 der Welle 2 aneinander anliegend berühren bzw. überlappen und schnitterzeugend zusammenwirken und die Stirnflächen der Gegenmesserscheiben 5,5a an den Mitnehmerscheiben 7, 7a flächenpressend anliegen. Eine Einstellung bzw. Ausrichtung der gegebenenfalls unterschiedliche Dicke aufweisenden Gegenmesserscheiben 5, 5a auf der Gegenmesserwelle wird dabei durch Gegenmesserdistanzringe 9,9a bewerkstelligt, wobei wiederum deren einzelne Dicke und jeweilige Anzahl nebeneinander nach einer Art Baukastensystem ausführbar ist.

[0013] Beim Trennen in streifenförmige Teile wird das Schnittgut 1 von den elastischen, nicht gleitenden Mitnehmerscheiben 7, 7a geradlinig an die Gegenmesserscheiben 5, 5a angedrückt und somit an einem seitlichen Verschieben gehindert, wobei die spitzwinkeligen Schneiden der Messerscheiben 4 an den rechtwinkeligen Kanten der jeweiligen Gegenmesserscheiben 5, 5a einen scharfen Schnitt mit hoher Güte bewirken. Wird eine, gegebenenfalls aus vielen Schichten bestehende Tafel der Kreismesserschere zugeführt, so bewirken die Mitnehmerscheiben einerseits einen gesicherten gleichmäßigen Einzug des Materials in die Schere, andererseits wird dieses geradlinig niedergespannt bzw. im Schnittbereich an die Stirnflächen der Gegenmesserscheiben 5,5a angedrückt, wodurch eine Wellenbildung des Schnittgutes im Eintragsbereich und ein Auftreten von hohen Zugspannungen in den Schichten weitgehend vermieden werden.

[0014] Fig. 2 zeigt Elemente 10, 11 zur Sicherung des Streifenaustrages nach erfolgtem Schnitt. Die ringförmigen, vorzugsweise um ihre Achse rotationsbeweglichen, einen größeren Durchmesser als die Messerscheiben aufweisenden Elemente 10, 11 sind im Schnittbereich im konkaven Raum zwischen den Schneidkanten eines Messerscheibenpaares 4, 4′ und/oder im gegenüberliegenden Raum zwischen den Gegenmesserscheiben 5, 5′ derart angeordnet, daß diese keinerlei störende Druckkräfte auf das Schnittgut 1 bewirken. Diese Aus- führungsform hat den Vorteil, daß im Schnittgut keine zusätzlichen Zugspannungen gebildet werden. Es können jedoch auch feststehende Elemente zur Sicherung des Streifenaustrages vorgesehen sein, die von der Austragsseite zungenartig in den Freiraum zwischen den Messerscheiben 4,4′ und/oder in den Zwischenraum zwischen den Gegenmesserscheiben 5, 5′ ragen. Weiters kann es vorteilhaft sein, die Gegenmesserscheiben zweiteilig bei Zwischenlage eines Distanzringes mit kleinerem Durchmesser oder einteilig mit einer stirnseitigen Nut auszuführen und in den geschaffenen Hohlraum einen Ring 13, 14 mit Materialeigenschaften wie im wesentlichen jene der Mitnehmerscheibe anzuordnen. Dies hat den Vorteil einer weiteren Sicherung des Einzuges eines tafelförmigen Schnittgutes 1.

[0015] Fig. 3 zeigt im Querschnitt schematisch Vorrichtungen 12 und 12 , durch welche ringförmige Elemente vorteilhafterweise gehalten und in Austragsrichtung verschoben angeordnet werden können. Dadurch ist ein im wesentlichen geradliniger Austrag der Streifen auch bei gegebenenfalls Klemmen zwischen den Messerscheiben erreichbar.

[0016] In Fig. 4 ist eine Messerscheibe mit wellenförmiger Schneidkantenausbildung dargestellt. Dabei sind in der kegelig ausgebildeten Stirnfläche der Messerscheibe 4 alternierend Zylindermantelteilflächen 41 mit einem Winkel eingebracht. Durch diese Form der Schneidkante wird eine zusätzliche Verminderung des Schneiddruckes ermöglicht.

[0017] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, zur gegebenenfalls Glättung von, insbesondere aus mehreren Lagen bestehendem, Schnittgut mindestens ein antreibbares Walzenpaar vor den Schneidelementen anzuordnen. Die Walzen können vorteilhafterweise aus einem elastischen Werkstoff wie z.B. Gummi oder Schaumstoff gebildet sein und sich im wesentlichen über die gesamte Breite des Eintragbereiches der Kreismesserschere erstrecken, wobei eine Ausführungsform mit über die Länge der Wellen verteilten schmalen Walzen und Gegenwalzen wirtschaftlich vorteilhaft ist.

[0018] Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kreismesserschere ist auch der Schnittstaubanfall wesentlich verringert. Eine weitere Senkung der Staubentwicklung bei Steigerung der Schneidhaltigkeit der Messer und verbesserter Betriebssicherheit der Schere wird erfindungsgemäß durch ein Härten und/oder Beschichten der Oberflächen von Messer- und Gegenmesserscheiben bewirkt. Ein Härten der Oberfläche kann beispielweise durch Nitrieren erfolgen und wirkt insbesondere verschleißhemmend; ein Beschichten der Scheiben mit beispielsweise MoS₂ oder gegebenenfalls mit Hartstoffen wie TiN und dgl. nach einem CVD- oder PVD- Verfahren wirkt insbesondere verbessernd auf die Gleiteigenschaften der Oberflächen und damit schnittstaubmindernd.

Ansprüche

1. Kreismesserschere zum Trennen von dünnen ein- oder mehrlagigen flächigen Materialien, welche geringe Reißfestigkeit oder hohe Dehnung beiniedrigen mechanischen Spannungen aufweisen, wie z.B. Papier, Textilien, Kunststoffolien, gegebenenfalls Aluminiumfolien, und dergleichen, in streifenförmige Teile, bestehend aus zwei gegensinnig umlaufenden achsparallelen Messerwellen mit Messerscheiben und Gegenmesserscheiben, die schnitterzeugend zusammenwirken und Druckringen zur Führung des Schnittgutes sowie gegebenenfalls Elemente zur Sicherung des Streifenaustrages, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Messerwelle (2) Messerscheiben (4) mit parallelen Seitenflächen und mit spitzwinkeligen Schneidekanten, welche durch kegelige Ausbildung der Stirnfläche gebildet sind und einen Schneidekantenwinkel (α) zwischen den Erzeugenden einer Seitenfläche und der Stirnfläche von höchstens 60° aufweisen, unter Zwischenlage von Schneidedistanzringen (6) mit einer Breite, die einer Streifenbreite des Schnittgutes (1) entsprechen, derart aufgespannt sind, daß die die Schneidekanten beinhaltenden Seitenflächen voneinander am weitesten entfernt und gegebenenfalls zur Einstellung einer weiteren Streifenbreite des Schnittgutes (1) Distanzringe (8) zur Distanzierung der Messerscheiben (4) voneinander vorgesehen sind und jeweils zwischen den die Schneidekante beinhaltenden Seitenflächen eines Messerscheibenpaares (4,4′) eine mit elastischem Material gebildete Mitnehmerscheibe (7), welche sich einerseits auf einen Schneidedistanzring (6) abstützt, angeordnet ist, welche Mitnehmerscheibe (7) andererseits während des Trennens unter Zwischenlage von Schnittgut (1) auf der Stirnfläche von jeweils einer, auf einer gegenüberliegenden Messerwelle (3) angeordneten Gegenmesserscheibe (5), welche mit rechtwinkeligen Schneidekanten weitgehend zylindrisch gebildet ist und Elemente (13, 14) zur Mitnahme des Schnittgutes (1) aufweisen kann, flächenpressend anliegt, wobei sich die Schneidekanten der Messerscheiben (4) und der Gegenmesserscheiben (5), welche durch Gegenmesserdistanzringe (9) positioniert werden können, aneinander anliegend überlappen und gegebenenfalls Elemente ( 10, 11) zur Sicherung des Streifenaustrages angeordnet sind.

2. Kreismesserschere nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Messerscheiben und Gegenmesserscheiben, bezogen auf deren Schneidekanten, den gleichen oder unterschiedlichen Durchmesser aufweisen und die Messerscheiben (4) und die Gegenmesserscheiben (5) mit den Messerwellen (2,3) kraft- oder formschlüssig spielfrei verbunden und gegensinnig mit einer eine zumindest annähernd gleiche Schneidekantengeschwindigkeit bewirkenden Winkelgeschwindigkeit antreibbar sind.

3. Kreismesserschere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerscheiben (4) und die Gegenmesserscheiben (5) vergütet und/oder deren Schneidekanten gehärtet sind.

4. Kreismesserschere nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,daß die Oberflächen der Messerscheiben (4) und Gegenmesserscheiben (5), insbesondere der die Schneidkanten bildenden Flächen, gehärtet und/oder beschichtet sind.

5. Kreismesserschere nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Messerscheiben (4) der Hälfte der Dicke der Gegenmesserdistanzringe (9) und die Dicke der Gegenmesserscheiben (5) der Dicke der Schneidedistanzringe (6) entsprechen und zur Vergrößerung der Streifenbreite weitere Distanzringe (8,6a,9a) mit gleicher Dicke auf den Messerwellen angeordnet sind.

6. Kreismesserschere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerscheiben (7) und gegebenenfalls die Elemente (13,14) zur Mitnahme des Schnittgutes aus einem Material ( z.B. Kunststoff, Gummi und dgl.) gebildet sind, welches bei geringen Flächenpressungen ein Gleiten des, insbesondere tafelförmigen, Schnittgutes weitgehend verhindert.

7. Kreismesserschere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Freiraum, der durch die kegeligen Stirnflächen der gegengleich, gegebenenfalls mit Zwischenlage eines Distanzringes (8) aneinanderliegenden Messerscheiben (4,4′) gebildet ist, ein Element (10) zur Sicherung des Streifenaustrages angeordnet ist, welches Element durch Mittel (12) gehalten bzw. geführt und gegebenenfalls in Austragsrichtung verschiebbar ist und vorzugsweise zum Schnittgut (1) einen Abstand aufweist oder an diesem druckkraftlos anliegt.

8. Kreismesserschere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Spalt zwischen zwei Gegenmesserscheiben ein Element (11) zur Sicherung des Streifenaustrages angeordnet ist, welches Element durch Mittel (12) gehalten bzw. geführt und gegebenenfalls in Austragsrichtung verschiebbar ist und vorzugsweise im Schnittbereich zum Schnittgut (1) einen Abstand aufweist.

9. Kreismesserschere nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (10,11) zur Sicherung des Streifenaustrages durch weitgehend lose geführte Ringe gebildet sind.

10. Kreismesserschere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Sicherung des Streifenaustrages durch feststehende von der Austragsseite in den Freiraum zwischen die Messerscheiben und/oder in den Zwischenraum zwischen die Gegenmesserscheiben ragenende Zungen gebildet sind.

11. Kreismesserschere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante der Messerscheibe 4 wellenförmig ausgebildet ist und die kegelförmige Stirnfläche der Messerscheibe 4 alternierend Zylindermantelteilflächen (41) mit einem Winkel β zur Seitenfläche aufweist, wobei der Winkel größer ist als der Schneidkantenwinkel α.

12. Kreismesserschere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein antreibbares Walzenpaar mit eine Breite, die im wesentlichen der gesamten Breite des Eintragbereiches entspricht und aus elastischem Werkstoff, z.B. Gummi oder Schaumstoff gebildet ist, den schnitterzeugenden Messerund Gegenmesserscheiben vorgeordnet ist.

13. Verwendung einer Kreismesserschere nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Trennen von ein- oder mehrlagigen Papiertafeln in streifenförmige Teile.

14. Verwendung einer Kreismesserschere nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Trennen von ein- oder mehrlagigen Tafeln aus Folien, insbesondere Nichteisenmetallfolien, in streifenförmige Teile.

Zeichnung