DE19615370A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Durchtrennen einer laufenden Warenbahn - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Durchtrennen einer laufenden WarenbahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Durchtrennen
einer Warenbahn, insbesondere von Papierbahnen. Derartige Verfahren und
Vorrichtungen werden z. B. in Papiermaschinen angewandt, ferner in
Maschinen, die der Papiermaschine nachgeschaltet sind, beispielsweise in
Umrollern, Streichmaschinen oder Rollenschneidmaschinen.
Bekannte Vorrichtungen beispielsweise gemäß der DE 38 15 277 weisen ein
maschinenbreites Messer auf, das sich quer zur Papierlaufrichtung erstreckt.
Die Messerkante der Abschlagmesser gemäß der obengenannten Druckschrift
weist einen großen Abstand vom Einschlagpunkt der Messerkante bis zur
Klebestelle der Klebewalze auf. Das hat zur Folge, daß nach Durchtrennen
der Warenbahn und Verkleben mit einer neuen, hinter der Klebestelle ein zu
langer Papierrest oder Papierschwanz verbleibt, was zu Abrissen
beispielsweise in einer nachgeschalteten Streichmaschine, insbesondere bei
dünnen Papiersorten, führt. Des weiteren weist die Vorrichtung gemäß der DE
38 15 227 noch den Nachteil auf, daß eine Messerklinge mit Zähnen
Verwendung findet, was dazu führt, daß die Bahn unerwünschterweise eine
Schnittkante mit Zacken aufweist.
Die DE-U-94 13 363 zeigt eine Vorrichtung zum Durchtrennen einer laufenden
Warenbahn mit einem entgegen der Bahnrichtung stark geneigten
Abschlagmesser, die letzteren des obengenannten Nachteiles vermeidet. Der
Winkel, der sich während des Schneidevorgangs zwischen dem
Abschlagmesser und der Warenbahn ergibt, ist bei dem Gegenstand gemäß
der DE-U-94 13 363 kleiner als 45 Grad. Zwar kann hiermit bei geringen
Bahngeschwindigkeiten eine über die Warenbahn weitgehend geradlinige
Schnittkante erreicht werden. Vor allem bei hohen Bahngeschwindigkeiten <
1500 m/min sind die Maßnahmen gemäß der DE-U-94 13 363 aber nicht mehr
ausreichend, um die gewünschte Betriebssicherheit zu erreichen. Neben den
bekannten Problemen kommt bei den obengenannten hohen
Bahngeschwindigkeiten hinzu, daß die Durchtrenngeschwindigkeit des
Abschlagmessers meist nicht ausreicht, um einen fetzenfreien Abschlag zu
erzielen.
Aufgabe der Erfindung ist es somit, die bei hohen Bahngeschwindigkeiten
auftretenden Nachteile der Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik zu
überwinden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch Vorrichtungen gemäß dem
kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 und 3 sowie ein Verfahren gemäß
Anspruch 13 gelöst.
Gemäß einer ersten Lösung des Problems ist vorgesehen, daß die
Messerschneide des unterhalb der Papierbahn angeordneten
Abschlagmessers in der Ruheposition sich im Zwickel zwischen der
Papierbahn und einer Anpreßrolle mit geringem Abstand zu einem von der
Anpreßrolle und einer Walze gebildeten Spalt befindet. Dies hat den Vorteil,
daß der Papierrest, der nach Durchtrennen der Bahn in den Spalt, der
beispielsweise ein Klebespalt sein kann, einläuft, sehr kurz ist.
Gemäß einer anderen Lösung für die obengenannte Aufgabe ist vorgesehen,
daß dem Abschlagmesser eine Betätigungsvorrichtung zugeordnet ist, die
wenigstens eine Impulsbeschleunigungs-Vorrichtung umfaßt. Durch die
Verwendung einer solchen Betätigungsvorrichtung wird gegenüber den
bislang bekannten Betätigungsvorrichtungen der Vorteil eines fetzenfreien
Abschlags bei sehr hohen Bahngeschwindigkeiten erzielt. In einer besonders
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Vorteile der
erstgenannten und zweiten Lösung miteinander kombiniert.
Gemäß einer speziellen Ausbildung der Erfindung kann die
Impulsbeschleunigungsvorrichtung als mechanischer oder Impulsgeber
ausgebildet sein. Hier findet ein Impulsübertrag durch den Stoß zweier
Massen statt, und es ist von besonderem Vorteil, wenn die Masse des
Abschlagmessers sehr viel kleiner als die Masse des stoßenden Körpers ist.
Hierdurch kann erreicht werden, daß selbst bei geringer Geschwindigkeit der
stoßenden, schweren Masse das leichte Abschlagmesser auf eine
Geschwindigkeit
wobei V₂ die Geschwindigkeit des Abschlagmessers mit der Masse m₂ nach
dem Stoß und V₁ die Geschwindigkeit der stoßenden Masse m₁ ist. Falls m₂
sehr viel kleiner als m₁ ist, kann im günstigsten Falls erreicht werden, daß die
Geschwindigkeit des Abschlagmessers doppelt so groß ist wie die
Geschwindigkeit der stoßenden Masse.
Als Impulsgeber kann auch ein Düsenkörper vorgesehen sein, wobei eine
gerichtete Strömung beispielsweise von Druckluft verwendet wird, die zum
Abschlagmesser hin geleitet wird und das Abschlagmesser durch Übertrag
des Strömungsimpulses beschleunigt.
Darüber hinaus kann die Beschleunigung des Abschlagmessers noch
unterstützt werden, wenn die Betätigungsvorrichtung zusätzlich zu den
beschriebenen Impulsgebern eine Energiespeichervorrichtung, beispielsweise
eine Feder oder einen Druckluftspeicher, aufweist. Bei Betätigung des
Messers wird die in diesen Systemen gespeicherte Energie schlagartig
freigesetzt und in Bewegungsenergie des Abschlagmessers umgewandelt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Abschlagmesser entgegen der
Bahnlaufrichtung geneigt ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist
vorgesehen, daß der Winkel, der sich während des Schneidvorganges
zwischen dem Abschlagmesser und der Warenbahn ergibt, kleiner als 45
Grad ist. Durch die Schrägstellung des Abschlagmessers verkürzen sich die
Schnittzeiten gegenüber den zuvor aufgezeigten Lösungen noch weiter, so
daß das Durchtrennen der Warenbahn sehr schnell vollzogen wird.
Beispielsweise ist ein Ausweichen der Bahn und damit die Tendenz zur
Faltenbildung fast ausgeschlossen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die die
Schnittkante beeinflussenden Faktoren wie der Winkel, der sich während des
Schneidvorganges zwischen dem Abschlagmesser und der Warenbahn
ergibt, die Geschwindigkeit der Warenbahn und die Zuführgeschwindigkeit
des Abschlagmessers optimal im Bezug auf einen fetzenfreien Abschlag
aufeinander abgestimmt sind.
Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Lösung des eingangs
geschilderten Problems dar. Dieses Verfahren zeichnet sich insbesondere
dadurch aus, daß das Abschlagmesser durch Impulsübertragung derart
beschleunigt wird, daß die laufende Warenbahn mit hoher
Abschlagmessergeschwindigkeit durchtrennt wird. Die Impulsübertragung
kann entweder durch Stoßimpuls zwischen zwei Massen oder
Strömungsimpuls übertragen werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die
Masse des stoßenden Körpers m₁ sehr viel größer wie die Masse des
Abschlagmessers m₂ ist.
Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Figuren beispielhaft
beschrieben werden.
Es zeigen:
Fig. 1 die Anordnung der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung im Zwickel
zwischen der Papierbahn in geringem Abstand von einem von
Anpreßrolle und Walze gebildeten Spalt.
Fig. 2 eine Ausgestaltung des erfindungsgemäß angeordneten
Abschlagmessers nach Fig. 1.
Fig. 3 eine Ausführungsform des Abschlagmessers mit mechanischem
Impulsgeber als Betätigungsvorrichtung.
Fig. 4 eine Ausführungsform des Abschlagmessers mit nicht mechanischem
Impulsgeber.
Fig. 5 eine Ausführungsform des Abschlagmessers mit Impulsgeber und
Energiespeichervorrichtung.
Fig. 1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung die erfindungsgemäße
Anordnung des Abschlagmessers in einer Klebevorrichtung für
Papiermaschinen.
Mit der Bezugsziffer 1 ist die neue Papierrolle bezeichnet, mit der Bezugsziffer
2 die alte Papierrolle, sowie mit 3 die ablaufende, zu Ende gehende
Papierbahn. Soll das Ende der Bahn 3 an den Bahnanfang der neuen Rolle 1
geklebt werden, so wird die Rolle 7 verfahren, so daß sie in Kontakt mit der
Anpreßrolle 4 kommt. Zwischen der Anpreßrolle 4 und der neuen Papierrolle 1
entsteht ein Spalt bzw. eine Verbindungsstelle 5, wo das Ende der alten Bahn
an den Anfang der neuen Bahn geklebt wird. Unmittelbar vor der Anpreßrolle
4 ist die Trennvorrichtung 10 angeordnet, die im vorliegenden Fall mit einer
Impulsbeschleunigungsvorrichtung 11 versehen ist. Das Abschlagmesser 12
weist eine entgegen der Bahnlaufrichtung geneigte Schneidklinge 13 auf.
Durch die Anordnung der Trennvorrichtung im Zwickel zwischen der
Papierbahn 3 und der Anpreßrolle 4 mit geringem Abstand zum Klebespalt 5
wird erreicht, daß der nach Durchtrennung der Papierbahn in den Klebespalt
einlaufende Rest der alten Papierbahn nur kurz ist, so daß die Nachteile des
Standes der Technik vermieden werden. Aufgrund der dargestellten
Ausführung der Trennvorrichtung kommt es darüber hinaus beim
Durchtrennen zu keiner Anhebung der Bahn, so daß die bei Konstruktion
nach dem Stand der Technik erforderlichen Bahn-Stabilisierungseinrichtungen,
wie beispielsweise Saugkästen, die vor der
Klebestelle angeordnet waren, in der vorliegenden Erfindung vermieden
werden.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemäß Vorrichtung nach Fig. 1 detaillierter
dargestellt.
Wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1 ist die Trennvorrichtung 10 im Zwickel
unterhalb der Papierbahn 3 in der Nähe der Klebewalze 1 angeordnet. Das
Abschlagmesser 12 mit der gegen die Bahnlaufrichtung geneigten
Schneidklinge 13 ist in einer Klemmhalterung 14 eingespannt. Der nicht
eingespannte Teil des Abschlagmessers 12 kann in vertikaler Richtung durch
Einwirken von Biegekräften bewegt werden. Die Halterung 14 ist fest an
einem Tragarm 15 der Trennvorrichtung 10 angebracht. Unterhalb der
Klemmhalterung 14 ist am Tragarm 15 in einem Lager 16 ein mechanischer
Impulsgeber 17 verschwenkbar angebracht. Der im Lager 16
verschwenk- bzw. drehbar gelagerte mechanische Impulsgeber 17 wird zwischen der
Unterseite der Halterung 14 und einer Abstützung 18 elastisch mittels zweier
verformbare Elemente, beispielsweise elastischen Druckluftschläuchen, durch
Klammerwirkung gehalten. Wird nun der untere Druckluftschlauch 19 befüllt
und der obere Druckluftschlauch 20 entleert, so wird der mechanische
Impulsgeber 17 um die Achse des Lagers 16 verschwenkt und kommt mit der
Unterkante des Abschlagmessers 12 zum Anschlag. Hierbei findet ein
Impulsübertrag vom mechanischen Impulsgeber auf das Abschlagmesser
statt. Das eingespannte Abschlagmesser 12 wird in Richtung der Papierbahn
beschleunigt und durchtrennt diese. Da das Messer 12 in der Halterung 14
eingespannt ist, wird es durch die rücktreibende Kraft resultierend aus der
Verspannung des Messers in die dargestellte Ausgangsposition zurückgeholt.
Hierbei verhindert der Anschlag 9 ein Überschwingen des Messers in
Richtung des mechanischen Impulsgebers 17. Beim Verkleben der alten Bahn
mit der neuen befindet sich die Klebewalze in der eingezeichneten
ausgefahrenen Klebeposition 1′.
Weitere Ausführungsformen eines mechanischen Impulsgebers bzw. eines als
Impulsgeber ausgebildeten Düsenkörpers sind in den Fig. 3, 4 und 5
schematisch dargestellt. Das Abschlagmesser 12 ist gemäß Fig. 3 in einem
massiven Lagerblock 21 drehbar gelagert. Der Lagerblock 21 weist eine
kreisrunde Bohrung 22 auf, die das Lager des Abschlagmessers 12 aufnimmt.
An die Lagerbohrung 22 schließt sich eine in den Lagerblock eingelassene
V-förmige Aussparung 23 an. In der Ruheposition liegt das Messer 12 auf der
Unterkante 24 der V-förmigen Aussparung 23 an. An den Lagerblock 21 ist
mittels einer Halterung 25 ein mechanischer Impulsgeber 26 angebracht. Der
mechanische Impulsgeber 26 umfaßt in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ein Zylinderteil 27, das mit Hilfe von Druckluft oder aber
auch hydraulisch betrieben werden kann, sowie einen Stößel der Masse m₁,
der auf einer Kolbenstange 29 des in den Zylinderteil eingelassenen Kolbens
aufgesetzt ist. Soll das Abschlagmesser betätigt werden, so wird der Zylinder
27 aus seiner dargestellten Ruheposition ausgelöst, die Masse m₁ des Stößels
auf die Geschwindigkeit V₁ beschleunigt, mit der sie im Punkt 30 auf das
ruhende, drehbar gelagerte Abschlagmesser auftrifft. Durch den bevorzugt
inelastischen Stoß wird der Impuls der Masse m₁ praktisch vollständig auf die
bewegliche Masse des Abschlagmessers m₂ übertragen, das auf eine
Geschwindigkeit V₂ beschleunigt wird, sich um die Lagerachse in die
gestrichelt eingezeichnete Position bewegt und dabei die Papierbahn 3
durchtrennt. Die Drehbewegung des Abschlagmessers 12 wird durch die
Oberseite 31 des V-förmigen Ausschnittes 23 begrenzt. Ist die Papierbahn
durchtrennt, so gelangt das Abschlagmesser durch Rückstellkräfte, bspw. die
Schwerkraft in die Ausgangsposition, bei der sich das Abschlagmesser in
Anlage mit der Unterseite 24 des V-förmigen Ausschnittes 23 befindet, und
der Stößel 28 wird in die eingezeichnete Ausgangs- oder Ruheposition
verfahren.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Abschlagmessers, mit einem Düsenkörper als Impulsgeber.
Wie im Falle von Fig. 3 ist das Abschlagmesser 12 drehbar in einer Lagerung
22 in einem massiven Lagerblock 21 gelagert. Der Lagerblock 21 weist wie in
Fig. 3 einen V-förmigen Ausschnitt 23 auf. In die Unterseite 24 des V-förmigen
Ausschnittes 23 des Lagerblockes 21 sind in mehrere Öffnungen 40 eines
Düsenkörpers hintereinander angeordnet. Die Öffnungen 40 sind über Kanäle
41 mit einem in den Lagerblock 21 eingelassenen Druckluftschlauch 42
verbunden, der innerhalb einer Druckluftspeicherkammer 43 liegt. In der
Ruheposition befindet sich das Abschlagmesser in Anlage mit der Unterseite
des V-förmigen Ausschnittes 24. Soll das Messer betätigt werden, so strömt
aus dem Druckluftschlauch 42 Druckluft durch den Kanal 41 zur Öffnung 40.
Durch den mit der Strömung mitgeführten Impuls wird das Abschlagmesser
12 betätigt und auf eine Geschwindigkeit V₂ beschleunigt mit der die
Papierbahn 3 durchtrennt wird. Die Drehbewegung des Messers 12 wird
durch die Oberseite 31 des V-förmigen Ausschnittes 23 wie in Fig. 3 begrenzt.
Optional wäre es gemäß der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform auch
möglich, eine Energiespeichervorrichtung bzw. ein Energiespeichersystem mit
einer Impulsbeschleunigungsvorrichtung bspw. gem. Fig. 3 oder Fig. 4 zu
kombinieren. Als Energiespeicher findet gem. Fig. 5 eine Feder 50
Verwendung. Auch andere Energiespeicher wie befüllte elastische
Druckluftschläuche etc. wären denkbar. Die Feder befindet sich im
komprimierten Zustand, wenn das Abschlagmesser wie dargestellt die
Ruheposition einnimmt. Damit das Messer durch die in der Feder
gespeicherte Energie nicht ungewollt betätigt wird, wird das Abschlagmesser
durch einen Niederhalter 51 in der dargestellten Position fixiert. Löst man das
Messer aus, so wird zeitlich aufeinander abgestimmt das Abschlagmesser mit
einem Strömungsimpuls beaufschlagt und der Niederhalter 51 in die
gestrichelt dagestellte Position verschwenkt, wodurch die in der Feder
gespeicherte Energie schlagartig freigesetzt wird und das Abschlagmesser
noch zusätzlich zum Impulsübertrag beschleunigt wird.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es somit erstmals möglich, auch bei mit
hoher Geschwindigkeit laufenden Warenbahnen eine einwandfreie
Durchtrennung der Papierbahn zu erzielen, so daß Schwierigkeiten bei der
nachfolgenden Verarbeitung beispielsweise in einer Klebevorrichtung bzw.
einer Streichmaschine verhindert werden.
Claims (16)
1. Vorrichtung zum Abschlagen einer laufenden Warenbahn bei hohen
Bahngeschwindigkeiten mit
- 1.1 einem beweglichen Abschlagmesser (12) dadurch gekennzeichnet, daß
- 1.2 die Schneidklinge (13) des Abschlagmessers (12) unterhalb der Papierbahn (3) im Zwickel zwischen der Papierbahn (3) und einer Anpreßrolle (4) mit geringem Abstand zu einem von der Anpreßrolle (4) und einer Walze (1) gebildeten Spalt (5) angeordnet ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
daß Abschlagmesser (2) eine Betätigungsvorrichtung aufweist, die
wenigstens eine Impulsbeschleunigungsvorrichtung (11) umfaßt.
3. Vorrichtung zum Abschlagen einer laufenden Warenbahn bei hohen
Bahngeschwindigkeiten
- 3.1 mit einem beweglichen Abschlagmesser, dadurch gekennzeichnet, daß
- 3.2 dem Abschlagmesser (12) eine Betätigungsvorrichtung zugeordnet ist, die wenigstens eine Impulsbeschleunigungsvorrichtung (11) umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Impulsbeschleunigungsvorrichtung (11) ein mechanischer Impulsgeber
(26, 17) ist, bei dem der Impulsübertrag durch Massenstoß eines
Stoßkörpers erfolgt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse
des Abschlagmessers (m₂) sehr viel kleiner als die Masse des
Stoßkörpers (m₂) ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei
der Impulsbeschleunigungsvorrichtung der Impulsgeber ein
Düsenkörper ist, mit dem der Impulsübertrag durch eine auf das
Messer einwirkende Strömung erfolgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Strömung eine Druckluftströmung ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigungsvorrichtung eine Energiespeichervorrichtung (50)
umfaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Energiespeichervorrichtung ein Druckluftsystem ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schneideklinge (13) des Abschlagmessers
(12) entgegen der Bahnlaufrichtung geneigt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schneidklinge (13) des Abschlagmessers derart geneigt ist, daß der
Winkel, der sich während des Schneidvorganges zwischen dem
Abschlagmesser und der Warenbahn ergibt, kleiner als 45 Grad ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schneidklinge (13) des Abschlagmessers (12) während des
Schneidvorganges entgegen der Bahnlaufrichtung geneigt ist und
der Winkel, der sich während des Schneidvorganges zwischen dem
Abschlagmesser und der Warenbahn (3) ergibt und
die Geschwindigkeit der Warenbahn und
die Zuführgeschwindigkeit des Abschlagmessers
derart aufeinander abgestimmt sind, daß die Schnittkante an der
Warenbahn annähernd eine Gerade ist.
13. Verfahren zum Abschlagen einer laufenden Warenbahn bei hohen
Bahngeschwindigkeiten mit einem beweglichen Abschlagmesser (12),
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- 13.1 das Abschlagmesser (12) befindet sich in einer Ruheposition, wobei die Schneidklinge (13) des Abschlagmessers (12) zwischen der Papierbahn (3) und einer Anpreßrolle (4) mit geringem Abstand zu einem von der Anpreßrolle (4) und einer Walze (1) gebildeten Spalt (5) angeordnet ist,
- 13.2 auf Befehl wird eine Betätigungsvorrichtung, die dem Abschlagmesser zugeordnet ist, ausgelöst,
- 13.3 die Betätigungsvorrichtung überträgt einen Impuls auf das Abschlagmesser,
- 13.4 das Abschlagmesser wird durch den Impulsübertrag derart beschleunigt, daß die laufende Warenbahn mit hoher Geschwindigkeit des Abschlagmessers (12) durchtrennt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
Impulsübertrag durch einen Stoßimpuls zwischen dem Stoßkörper des
Impulsgebers (17, 26) der Betätigungsvorrichtung und dem
Abschlagmesser (12) erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse
des Abschlagmessers (m₁) sehr viel kleiner als die Masse des
Stoßkörpers (m₂) ist.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der
Impulsübertrag durch Einwirken einer auf das Abschlagmesser (12)
gerichteten Strömung mittels Strömungsimpuls übertragen wird.
Priority Applications (7)
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