Messerwalze mit einem Magnet zur Befestigung eines Messers sowie Verfahren zur Papierbearbeitung mit einer solchen Walze

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Messerwalze zum Bearbeiten, insbesondere zum Durchtrennen von Papier bei der Herstellung von Briefhüllenrohlingen für Versandbeutel, Briefumschläge und dergleichen mit einem Walzenkörper für mindestens ein an seinem Umfang angeordnetes Messer, insbesondere für ein Folienmesser, sowie mit zur Erzeugung von Unterdruck am Umfang des Walzenkörpers dienenden Saugöffnungen mit Längsbohrungen und mit Radialbohrungen , die von den Längsbohrungen zu Saugöffnungen führen, und mit mindestens einem Magnet zur Befestigung des Folienmesser.
Der Kern der Erfindung besteht darin, daß mindestens ein Magnet vorgesehen ist, der mindestens eine Saugöffnung für Saugluft aufweist, wobei die Saugöffnung mit mindestens einer der Radialbohrungen in luftleitender Verbindung steht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Messerwalze zum Bearbeiten und insbesondere zum Durchtrennen von Papier bei die Herstellung von Briefhüllenrohlingen für Versandbeutel, Briefumschläge und dergleichen mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.

[0002] Messerwalzen der hier interessierenden Art mit am Walzenumfang angeordneten Messern insbesondere in Gestalt von Folienmessern, die zum Beispiel zum Ausstanzen von Fensteröffnungen in Briefumschlagrohlinge dienen und mittels Magnetkraft auf dem Walzenkörper gehalten werden, sind aus der EP 0 312 422 B1 bekannt. Ferner beschreibt die DE 198 41 834.5 eine Messerwalze mit einem Folienmesser zum Durchtrennen von Papier, wobei das Folienmesser mit einem abgekanteten, vorderen Ende mit Hilfe einer Klemmleiste in einem Walzenschlitz fixiert ist, während der restliche Teil des Folienmessers mit Magnetkraft auf dem Umfang des Walzenkörpers gehalten ist. Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 199 25 612.8 bekannt, wobei allerdings die Vorderkante des Folienmessers Schlitze aufweist und in walzenseitig angeordnete Stifte eingehängt ist. Die Handhabung des Papiers vor und nach dem Schnitt läßt bei den bekannten Messerwalzen vor allem bei hohen Drehzahlen Wünsche offen, weil der Papierrohling und der Abfall unabhängig voneinander gehalten und freigegeben werden müssen. Dazu ist ein sehr enges Lochbild für die am Walzenumfang befindlichen Saugöffnungen der die Saugluft führenden Radialbohrungen wünschenswert. Aufgrund der Magnete, die zum Halten des bzw. der Folienmesser dienen, ist die Anzahl der zur Verfügung stehenden Saugöffnungen begrenzt. Durch sie war es nicht möglich, die Saugöffnungen in den Messerwalzen so eng anzuordnen bzw. in derartiger Lage vorzusehen, wie dies aufgrund der Messerkontur am zweckmäßigsten wäre.

[0003] Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, Maßnahmen zu schaffen, die es in Abhängigkeit von einer beliebigen Messerkontur gestatten, ein möglichst enges Lochbild für die Saugluft führenden Saugöffnungen vorzusehen.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß mindestens ein als Haltemagnet dienender Magnet für das bzw. die Folienmesser vorgesehen ist, der mindestens eine Saugöffnung für Saugluft aufweist, wobei die Saugöffnung mit mindestens einer Saugluft führenden Radialbohrung in der Messerwalze in luftleitender Verbindung steht.

[0005] Aufgrund der Saugöffnung bzw. aufgrund von mehreren Saugöffnungen in dem/den Magneten ist es möglich, das Lochbild für die Saugöffnungen beliebig und gegenüber dem Stand der Technik optimal zu gestalten. Dazu kann auch die Lage der Saugöffnungen in den Magneten an die jeweilige Form und Gestalt der Folienmesser und/oder der jeweils abzutrennenden Teile angepaßt werden. Dies hat zur Folge, daß ein Betrieb der Schneidstation mit größtmöglicher Drehzahl der Messerwalze und somit auch der Produktionsmaschine möglich ist. Die Führung und Handhabung der Papierrohlinge, der Papierbahn oder des jeweiligen Abfalles lassen sich exakt steuern, denn es gelingt erfindungsgemäß, die Saugluft an exakt definierten Stellen angreifen zu lassen. Somit ist auch die Möglichkeit gegeben, extrem komplizierte Schnitte vorzusehen, die wesentlich aufwendiger und schwieriger durchzuführen sind als zum Beispiel die Herstellung von einfachen Fensteröffnungen für Briefumschläge.

[0006] Weitere Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus Unteransprüchen und der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung hervor.

[0007] Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben, dabei zeigen:

Fig. 1

eine Prinzipskizze einer Schneidstation mit einer Messerwalze und einem Gegenwerkzeug;

Fig. 2

im Schnitt wesentliche Teile der Messerwalze und ihrer Lagerung;

Fig. 3

eine Abwicklung eines Teiles der Messerwalze mit einem Folienmesser und einem skizzierten Papierrohling bzw. Briefumschlagrohling;

Fig. 4

eine Darstellung wie in Fig. 3 von einer abgewandelten Ausführungsform;

Fig. 5

eine Darstellung wie in den Fig. 3 und 4 von einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 6

eine Darstellung wie in den Fig. 3 bis 5 von einem vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 7

einen Schnitt durch eine Messerwalze mit einer Anordnung der Magnete und einem Lochbild entsprechend der Darstellung in Fig. 3;

Fig. 8

einen Schnitt wie in Fig. 7 durch eine Messerwalze mit einem Lochbild entsprechend der Darstellung in Fig. 4;

Fig. 9

einen Schnitt wie in den Fig. 7 und 8 durch eine Messerwalze mit einer Anordnung der Magnete und einem Lochbild entsprechend der Darstellung in Fig. 5;

Fig. 10

einen Schnitt wie in Fig. 9 durch eine Messerwalze mit einem Lochbild entsprechend der Darstellung in Fig. 6;

Fig. 11

drei Ansichten eines Magneten für eine Magnetanordnung gemäß den Fig. 3 und 7;

Fig. 12

drei Ansichten eines anderen Magneten für eine Magnetanordnung gemäß den Fig. 5 und 9;

Fig. 13

eine Ansicht eines Briefumschlages mit einem Fenster in seiner Vorderseite und

Fig. 14

eine Ansicht eines Briefhüllenrohlings mit einer Fensteröffnung in seiner Vorderklappe und mit weiteren Öffnungen in seiner Rückenklappe.

[0008] Zur Herstellung eines Briefumschlages 1 mit einem Fenster 2 gemäß Fig. 13 bzw. zur Herstellung eines Briefhüllenrohlings 3 mit einer Fensteröffnung 4 und mit verschiedenen weiteren Öffnungen 5 zum Beispiel in seiner Rückenklappe 6 ist eine Schneidstation 7 mit einer Messerwalze 8 erforderlich (Fig. 1). Mit ihrer Hilfe werden Teile aus dem Werkstoff des Briefhüllenrohlings 3 herausgeschnitten oder herausgestanzt.

[0009] Gemäß dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt die Schneidstation 7 ein mit der Messerwalze 8 zusammenarbeitendes Gegenwerkzeug 9, das in einem Träger 10 gelagert ist. Briefhüllenrohlinge 3 oder eine Briefhüllenbahn werden zwischen der Messerwalze 8 und dem Gegenwerkzeug 9 hindurchgeführt und bearbeitet.

[0010] Der Briefhüllenrohling 3 bzw. die Briefhüllenbahn werden von der Messerwalze 8 ergriffen und längs einer Kreisbahn unter dem Gegenwerkzeug 9 hindurchgeführt, wobei die Fensteröffnung 4 oder beliebige andere Öffnungen 5 ausgeschnitten werden. Zur Übernahme und zum Transport des Briefhüllenrohlings 3 und eines aus einer Fensteröffnung 4 ausgeschnittenen Materialstückes / Teiles 11 weist die Messerwalze 8 an ihrem Umfang 12 eine Vielzahl von in Reihen 13 (Sauglochreihen 13) angeordneten Saugöffnungen 14 auf. Der Briefhüllenrohling 3 wird über einen Ansaug- und Transportwinkelbereich α mittels Saugluft auf der Messerwalze 8 gehalten und sodann an eine Walze 15 übergeben. Das Materialstück bzw. das ausgestanzte Teil 11 wird mittels Saugluft zunächst noch in der Kontur der die Fensteröffnung 4 erzeugenden Messerschneide bzw. in der Kontur der Fenstermesserperipherie gehalten und nach einem Ansaug- und Transportwinkelbereich β in einen Absaugtrichter 16 abgegeben.

[0011] Die Messerwalze 8 umfaßt eine Trägerwelle 17, die mit Hilfe von Kugellagern in einem Maschinengestell gelagert und mittels eines Zahnrades 18 antreibbar ist. Sie umfaßt ferner einen Walzenkörper 19, an dessen Umfang 12 die in Reihen 13 angeordneten Saugöffnungen 14 liegen. Im Walzenkörper 19 befinden sich außerdem achsparallel angeordnete Saugkanäle 20, die mit den Saugöffnungen 14 in luftleitender Verbindung stehen. Stirnseitig am Walzenkörper 19 ist ein Saugluftsteuerventil 21 angeordnet, das in grundsätzlich bekannter Weise (DE 198 41 834 A1) in den Saukanälen 20 und somit an den zugehörigen Saugöffnungen 14 über verbindende Radialbohrungen 22 entweder Unterdruck oder Atmosphärendruck erzeugt. Es herrscht hier entweder Unterdruck, Atomosphärendruck oder Überdruck (beim Abstoßen des Fensterschnippels).

[0012] Die Darstellung in Fig. 2 zeigt, daß sich Saugöffnungen 14 unmittelbar in dem Walzenkörper 19 befinden. Andere Saugöffnungen 14' sind am Walzenumfang 12 an Stellen angeordnet, an denen sich Magnete 23 befinden. Diese Magnete 23 bilden mindestens teilweise die Oberfläche bzw. den Umfang 12 der Messerwalze 8 und sind zum Halten des/der Messer vorgesehen, bei denen es sich zweckmäßigerweise um Folienmesser handelt. Sofern sich die Saugöffnungen 14' in Magneten 23 befinden, weisen sie zusätzlich Durchtrittsöffnungen 24 auf, die jeweils von einer Radialbohrung 22' der Messerwalze 8 bis zur Saugöffnung 14' führen (Fig. 11).

[0013] Ein Magnet 23 mit vier Saugöffnungen 14' und mit entsprechend vier Durchtrittsöffnungen 24 ist in drei Ansichten in Fig. 11 dargestellt. Dieser Magnet 23 ist stabförmig und zweckmäßigerweise ein Dauermagnet. Er weist zum Beispiel einen rechteckigen Querschnitt auf. Gemäß Ausführungsbeispiel sind die Saugöffnungen 14' symmetrisch in dem Magnet 23 angeordnet. Sie liegen im wesentlichen in seiner Mittelachse 23'.

[0014] Die Magnete werden in Ausnehmungen 25 mit an die Magnete angepaßtem Querschnitt am Umfang 12 der Messerwalze 8 angeordnet. Gemäß dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Ausnehmungen 25, in denen ein oder mehrere Magnete 23 liegen können, jeweils in Längsrichtung der Messerwalze 8. Zwischen ihnen befinden sich Walzenstege 26, wie dies in Fig. 2 und in der Abwicklung gemäß Fig. 3 dargestellt ist.

[0015] Die in die Ebene abgewickelte Darstellung des Umfanges 12 der Messerwalze 8 zeigt schematisch gemäß Fig. 3 die Kontur 30 eines Briefhüllenrohlings 3 sowie ein Folienmesser 31 mit einer Messerschneide 32. Die Form und Gestalt der Messerschneide 32 dient zum Ausschneiden / Ausstanzen einer Fensteröffnung 4 in dem Briefumschlagrohling 3.

[0016] Das Halten des Briefhüllenrohlings 3 am Umfang 12 der Messerwalze 8 erfolgt mit Hilfe der Saugöffnungen 14 einer in Transportrichtung ersten Sauglochreihe 13. Gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich die Saugöffnungen 14 der in Transportrichtung ersten Sauglochreihe 13 in einem Walzensteg 26 der Messerwalze 8.

[0017] In den Ausnehmungen 25 zu beiden Seiten des Walzensteges 26 und weiterer, benachbarter Walzenstege 26 befinden sich Magnete 23. Jeweils mehrere Magnete 23 passen in jede der Ausnehmungen 25.

[0018] Die Magnete 23 dienen zum Befestigen des aus einem magnetisch fixierbaren Werkstoff bestehenden Folienmessers 31. Die genaue Lage des Folienmessers 31 wird mit Hilfe von walzenseitig angeordneten Stiften 33 und messerseitig vorgesehenen Schlitzen 34 erzielt.

[0019] In dem Folienmesser 31 befinden sich ferner Öffnungen 35 für Saugluft. Sie überdecken mindestens teilweise sowie mindestens eine Sauglochreihe 13, so daß Saugöffnungen 14 in einem Walzensteg 26 oder Saugöffnungen 14' in Magneten 23 im Bereich der Öffnungen 35 liegen.

[0020] Die innerhalb der Kontur der Messerschneide 32 befindlichen Saugöffnungen 14 und 14' dienen zum Halten des ausgestanzten oder abgeschnittenen Materialstückes bzw. Teiles 11, bis dieses in den Absaugtrichter 16 abgegeben wird.

[0021] Jeweils nicht benötigte Sauglochreihen 13 lassen sich mit Hilfe von Ventilen 37 absperren. Sofern einzelne Saugöffnungen 14" einer Sauglochreihe 13 in einem Walzensteg 26 oder in einem Magnet 23 nicht mit Unterdruck beaufschlagt werden sollen, werden die nicht benötigten Saugöffnungen in grundsätzlich bekannter Weise abgeklebt.

[0022] Die Ausnehmungen 25 müssen sich schließlich nicht zwingend in Längsrichtung der Messerwalze 8 erstrecken. Sie können grundsätzlich auch wie eine Ringnut in Umfangsrichtung der Messerwalze angeordnet sein. Verschiedene Einbauvarianten sowie unterschiedlich gestaltete Magnete einschließlich unterschiedlicher Anordnungen der Saugöffnungen 14 in den Magneten und/oder in den Walzenstegen bzw. am Umfang 12 der Messerwalze 8 sind in den Fig. 4 bis 12 dargestellt. Grundsätzlich gleiche Teile weisen bei diesen Ausführungsbeispielen jeweils dieselben Bezugszahlen und zusätzlich unterschiedliche Buchstabenindices auf.

[0023] Weder in einem Walzensteg 26 noch in einem Magnet 23 müssen die Saugöffnungen 14 bzw. 14' symmetrisch angeordnet sein. Ihre Lage kann auch asymmetrisch sein, wie Fig. 4 zeigt.

[0024] Die Saugöffnungen 14a liegen außermittig in den Walzenstegen 26a der Messerwalze 8a (Fig. 4). Grundsätzlich Gleiches gilt für die Saugöffnungen 14a' in den Magneten 23a.

[0025] Auch müssen die Saugöffnungen 14a bzw. 14a' im Querschnitt nicht zwingend kreisförmig sein, sondern sie können auch halbkreisförmig und/oder kreissegmentförmig sein. Dies bedeutet schließlich, daß eine Saugöffnung 14a in einem Walzensteg 26 derart randseitig angeordnet sein kann, daß sie zum Magnet 23a hin offen ist. Andererseits kann auch eine Achsialbohrung / Saugkanal 20 führende Durchtrittsöffnung randseitig derart angeordnet sein, daß sie zum Magnetrand 38a hin offen ist. Grundsätzlich können daher auch Saugöffnungen 14a im Walzensteg 26a und Saugöffnungen 14a' in Magneten 23a derart liegen, daß sie gemeinsam eine Saugöffnung ergeben (Fig. 4). Dabei versteht es sicher ferner, daß diese Saugöffnungen ganz oder teilweise mit Radialbohrungen 22a in der Messerwalze 8a fluchten (Fig. 8).

[0026] Grundsätzlich müssen die Magnete 23 und 23a nicht zwingend gerade sein und auch die zugehörigen Ausnehmungen 25 bzw. 25a müssen sich nicht zwingend in Längsrichtung der Messerwalze 8 bzw. 8a erstrecken, sondern Magnete 23b können auch bogenförmig gestaltet sein und die Ausnehmungen 25b und die zugehörigen, benachbarten Stege 26b können sich auch in Umfangsrichtung der Messerwalze 8b erstrecken (Fig. 12 sowie Fig. 5 und Fig. 9). Auch hier können die Saugöffnungen 14b' symmetrisch in den Magneten 23b angeordnet sein. Entsprechend liegen die Durchtrittsöffnungen 24b symmetrisch in den bogenförmigen Magneten 23b, wie dies aus den Fig. 5 und 12 hervorgeht.

[0027] Grundsätzlich können Saugöffnungen 14c' aber auch außermittig bzw. asymmetrisch in den bogenförmigen Magneten 23c und/oder in den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Walzenstegen 26c gemäß den Darstellungen in den Fig. 6 und 10 angeordnet sein. Hier gilt grundsätzlich wieder dasselbe wie bei der in den Fig. 4 und 8 dargestellten Messerwalze 8a (Fig. 4).

[0028] Es versteht sich schließlich, daß die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen beschränkt ist, vielmehr sind noch weitere Abwandlungen und Ausgestaltungen möglich, ohne von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abzuweichen.

Ansprüche

1. Messerwalze zum Bearbeiten, insbesondere zum Durchtrennen von Papier bei der Herstellung von Briefhüllenrohlingen (3) für Versandbeutel, Briefumschläge und dergleichen mit einem Walzenkörper (19) für mindestens ein an seinem Umfang (12) angeordnetes Messer, insbesondere für ein Folienmesser (31), sowie mit zur Erzeugung von Unterdruck am Umfang des Walzenkörpers (19) dienenden Saugöffnungen (14), mit Längsbohrungen (20) und mit Radialbohrungen (22), die von den Längsbohrungen (20) zu Saugöffnungen (14) führen, und mit mindestens einem Magnet (23) zur Befestigung des Folienmesser (31), dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein Magnet (23) vorgesehen ist, der mindestens eine Saugöffnung (14') für Saugluft aufweist, wobei die Saugöffnung (14') mit mindestens einer der Radialbohrungen (22) in luftleitender Verbindung steht.

2. Messerwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (23) eine zur Saugöffnung (14') führende Durchtrittsöffnung (24) aufweist.

3. Messerwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (23) mehrere Saugöffnungen (14') aufweist.

4. Messerwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Saugöffnungen (14') symmetrisch im Magnet (23) angeordnet sind.

5. Messerwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Saugöffnungen (14a') mindestens teilweise asymmetrische in dem Magnet (23a) angeordnet sind.

6. Messerwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Saugöffnungen (14') im Magnet (23) längs seiner Mittelachse (23') angeordnet sind.

7. Messerwalze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine Saugöffnung (14a') randseitig derart angeordnet ist, daß sie zum Magnetrand (38a) hin offen sind.

8. Messerwalze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß Saugöffnungen (14') im Magnet (23) vorgesehen sind, die einen kreisförmigen und/oder einen halbkreisförmigen und/oder einen kreissegmentförmigen Querschnitt aufweisen.

9. Messerwalze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Magnet (23) ein Dauermagnet ist.

10. Messerwalze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß Magnete (23, 23a bzw. 23b, 23c) gerade und/oder bogenförmig sind.

11. Messerwalze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß Magnete (23) in mindestens einer Reihe angeordnet sind.

12. Messerwalze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausnehmungen am Umfang des Walzenkörpers (19) achsparallel und/oder ringförmig in Umfangsrichtung angeordnet sind.

13. Messerwalze nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils ein Walzensteg mit Saugöffnungen (14')neben einer Ausnehmung für mindestens einen Saugöffnungen aufweisenden Magnet (23) angeordnet ist.

14. Verfahren zum Bearbeiten von Papier, insbesondere bei der Herstellung von Briefhüllenrohlingen, wobei der Briefhüllenrohling mit Hilfe von Saugluft auf einer Messerwalze gemäß Anspruch 1 gehalten und mit Hilfe eines Messers, insbesondere eines Folienmessers bearbeitet wird, das mit Hilfe von Magneten auf der Messerwalze gehalten wird, gekennzeichnet durch
die Verwendung von mindestens eine Saugöffnung aufweisenden Magneten.

Zeichnung