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Die Erfindung betrifft einen Messerhalter für eine Schneidemaschine mit einem an einer Absenkvorrichtung gehalterten Messerkopf und mit einer Anstellvorrichtung für ein an dem Messerkopf gehaltertes Kreismesser, wobei die Anstellvorrichtung zur Bewegung des Kreismessers zwischen dessen Schneidstellung und dessen Bereithaltestellung eine in dem Gehäuse des Messerkopfes mittels eines zugeordneten Wälzlagers verschiebbar geführte Trägerwelle als Träger des Kreismessers aufweist.
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Ein Messerhalter mit den vorgenannten Merkmalen ist in der
DE 20 2008 012 121 U1 beschrieben. Ein das Kreismesser aufnehmender Messerträger sitzt auf einem von einer Anstellkolbenstange getragenen Nabenteil, wobei die nicht drehbare Anstellkolbenstange in dem Messerkopf in der Anstellrichtung des Kreismessers aus dessen Bereithaltestellung in dessen Schneidstellung verschiebbar gelagert ist. Als Antrieb ist hierzu in dem Messerkopf eine Anstellvorrichtung angeordnet. Zur Ausführung der Längsverschiebung ist zwischen der die Anstellkolbenstange umschließenden Gehäusewand des Messerkopfes und der Anstellkolbenstange ein als Linearkugelführung ausgeführtes Wälzlager angeordnet, welches die Anstellkolbenstange bei ihrer axialen Verschiebung im Gehäuse des Messerkopfes lagert. Auf der nicht drehbaren Anstellkolbenstange ist ein gesonderter, das Kreismesser haltender Messerhalter mittels eines zwischen Messerhalter und einem mit der Anstellkolbenstange fest verbundenen Messerträger angeordneten rotatorisch wirkenden Wälzlagers drehbar gelagert, so dass das über ein anliegendes Untermesser angetriebene und in Drehung versetzte Kreismesser auf dem Messerträger bzw. der Anstellkolbenstange drehbar ist.
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Soweit die im Schneidbetrieb des Kreismesser wirksamen Schneidkräfte in der axialen Richtung auch auf die Anstellkolbenstange einwirken, kommt es aufgrund der fertigungs- oder verschleißbedingt auftretenden Unregelmäßigkeiten zum Auftreten von insbesondere axialen Mikroschwingungen an der Anstellkolbenstange, die sich in einer entsprechend auf die die Anstellkolbenstange außen einfassenden Wälzkörper der Linearkugelführung des die Anstellkolbenstange bei ihrer Axialverschiebung lagernden Wälzlagers einwirkenden Schwingfrequenz äußern. Da als Folge davon die Wälzkörper der Linearkugelführung schwingen, kann es bei nachlassender Schmierung oder Verschmutzung des eingesetzten Schmierstoffes zu einer Veränderung der Reibungsverhältnisse zwischen den Wälzkörpern und insbesondere der Anstellkolbenstange kommen, die bis zu einem sogenannten Reibverschweißen von Wälzkörpern und Anstellkolbenstange miteinander, also bis zu einem Festsetzen der Lagerung der Anstellkolbenstange reichen können. Damit aber steigt die aufzubringende Schneidkraft im Verlaufe eines Schneidvorganges an, so dass während eines Schneidvorganges aufgrund einer nicht mehr ausreichenden Schneidkraft die Qualität des vom Kreismesser ausgeführten Schnittes absinkt.
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Aus dem Stand der Technik in der
DE 30 40 219 A1 ist eine Schneidvorrichtung mit einem Kreismesser bekannt, bei der das Kreismesser sowohl in Achsrichtung als auch quer zur Achsrichtung durch eine Verstelleinrich tung bewegt werden kann. Dabei handelt es sich bei der Verstelleinrichtung für die Verstellbewegungen in Achsrichtung um einen pneumatischen oder hydraulischen Zylinder, dessen Kolben mit dem Messerhalter verbunden und auf der Antriebswelle mittels als Radial-Schrägkugellager ausgebildeter Wälzlager verschiebbar ist, so dass das Kreismesser mittels des Kolbens in eine gewünschte Stellung gebracht werden kann.
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Die Gebrauchsmusterschrift
DE 202 01 744 U1 offenbart einen Messerhalter für Längsschneidemaschinen bei dem das Messer über einen Nabenteil sowie einen Messerträger auf einer nicht rotierenden Welle gelagert ist. Für eine quer zur Absenkbewegung orientierte Anstellbewegung ist eine Anstellvorrichtung vorgesehen, die eine Bewegung des Messers samt Nabenteil und Messerträger entlang der Längsachse der nicht rotierenden Welle erzeugt, wobei die Anstellvorrichtung für die auszuführende Linearbewegung eine nicht näher beschriebene Lagerung aufweist.
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Der Stand der Technik in der
US 3,043,634 zeigt ein Wälzlager, bei dem eine Welle über einen Rollenkäfig und darin angeordneten Wälzkörpern innerhalb eines zylindrischen Gehäuses gelagert ist. Dabei ist die axiale Lage des Käfigs gegenüber dem zylindrischen Gehäuse festgelegt, so dass eine axiale Verschiebung des Käfigs innerhalb des Gehäuses unterbunden wird.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei einem Messerhalter mit den gattungsgemäßen Merkmalen für eine gleich bleibende und von der Lagerung der Anstellkolbenstange unbeeinflusste Schneidkraft zu sorgen.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass ein Messerträger für das Kreismesser fest mit der Trägerwelle verbunden und die Trägerwelle frei drehbar im Gehäuse des Messerkopfes angeordnet ist und zur Lagerung der Trägerwelle zwischen einem die Trägerwelle außen umgreifenden Gehäuseteil und der Trägerwelle ein als Kugellager ausgebildetes Wälzlager für sowohl die axiale Bewegung als auch die rotatorische Bewegung der Trägerwelle angeordnet ist, dessen die Kugeln aufnehmender Käfig sowohl gegenüber dem Gehäuseteil als auch gegenüber der Trägerwelle frei drehbar ist, wobei die in dem Käfig ausgebildeten, die Kugeln aufnehmenden Ausnehmungen auf die Abmessungen der Kugeln derart abgestimmt sind, dass sowohl bei der axialen Bewegung als auch bei der rotatorischen Bewegung der Trägerwelle lediglich eine an der Trägerwelle und dem Gehäuseteil abrollende Drehbewegung der Kugeln in den Ausnehmungen gegeben ist.
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Soweit sich die Erfindung auf die Bauform eines Messerhalters mit einer im Messerkopf frei drehbar gelagerten und damit als Trägerwelle wirkenden Anstellkolbenstange richtet, ist mit der erfindungsgemäßen Lösung der Vorteil verbunden, dass nur noch ein Wälzlager für sowohl die axiale als auch die rotatorische Bewegung der Trägerwelle vorgesehen ist, wozu der zwischen dem Gehäuseteil und der Trägerwelle angeordnete Käfig des als Kugellager ausgebildeten Wälzlagers sowohl gegenüber dem Gehäuseteil als auch gegenüber der Trägerwelle frei drehbar ist. Im Schneidbetrieb bei sich drehender Antriebswelle befinden sich somit die Kugeln in den Ausnehmungen des Käfigs in einer ständigen Abrollbewegung, so dass es bei weiterhin einwirkenden axialen Mikroschwingungen nicht zu einem Festfressen der Kugeln in dem eingesetzten Wälzlager kommen kann, wie dies im Stand der Technik möglich ist. Damit bleibt die eingestellte, jeweils aufzubringende Schneidkraft auch über einen längeren Schneidbetrieb hinweg unbeeinflusst.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Käfig eine zylindrische Gestalt aufweist und an den beiden Enden des Käfigs über dessen Umfang verteilt jeweils eine Anzahl von voneinander beabstandeten Ausnehmungen mit darin liegenden Kugeln angeordnet ist.
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Zur Erleichterung der Montage des erfindungsgemäßen Messerhalters kann vorgesehen sein, dass der Käfig auf seiner Außenseite von einer gesonderten, mit dem Gehäuse des Messerkopfes verbundenen Hülse als Gehäuseteil umgriffen ist und die in den Ausnehmungen des Käfigs liegenden Kugeln sich an der Innenseite der Hülse abrollen. Damit ist eine Vormontage der aus Trägerwelle, Kugellager und Hülse bestehenden Baugruppe möglich.
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Die Wirkung der erfindungsgemäßen Lagerung kann dadurch weiter verbessert werden, dass die Kugeln und die von Ihnen überstrichenen Laufflächen an der Trägerwelle und dem Gehäuseteil aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wobei gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein kann, dass die Kugeln aus Keramik und die Laufflächen aus Stahl bestehen.
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Soweit bei der erfindungsgemäßen Bauform eines Messerhalters die Trägerwelle im Messerkopf frei drehbar ist, kann vorgesehen sein, dass die Trägerwelle an einem am Messerhalter angeordneten Antrieb kuppelbar und von dem Antrieb in Drehung versetzbar ist. Bei dieser Bauform geht der Antrieb von dem am Messerhalter gelagerten Obermesser aus.
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Wie sich aus dem gattungsbildenden Stand der Technik ergibt, ist die Erfindung aber auch auf eine Bauform anwendbar, bei welcher der Antrieb für das am Messerhalter gelagerte Kreismesser von den im Schneidbetrieb dagegen liegenden, angetriebenen Untermesser ausgeht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
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1 den Messerkopf eines Messerhalters in einer geschnittenen Seitenansicht,
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2 in einer Einzeldarstellung das für die Lagerung der Trägerwelle im Gehäuse vorgesehene Kugellager in einer teilweise geschnittenen Ansicht.
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Soweit der Aufbau eines Messerhalters mit einer Absenkvorrichtung und einem von dieser getragenen Messerkopf
10 aus der gattungsbildenden
DE 202 01 744 U1 bekannt ist, ist in der
1 lediglich der letzte Bereich der Absenkkolbenstange
11 mit dem davon getragenen Messerkopf
10 erkennbar.
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Aus 1 ist der Aufbau des Messerkopfes 10 im Einzelnen zu entnehmen. Im Gehäuse 12 des Messerkopfes 10 ist eine Trägerwelle 13 längsverschiebbar angeordnet, die an ihrem vorderen Ende einen Messerträger 14 als Halter für ein Kreismesser 15 trägt. Das Kreismesser 15 ist dabei auf den Messerträger 14 bis zur Anlage an einem Anschlag 16 des Messerträgers 14 aufgeschoben und von einem ebenfalls auf den Messerträger 14 aufgeschobenen und daran festgelegten Ringteil 17 festgelegt. Der Messerträger 14 ist an der Trägerwelle 13 mittels einer stirnseitig in die Trägerwelle 13 eingeschraubten Befestigungsschraube 25 befestigt.
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Der das Gehäuse 12 des Messerkopfes 10 durchsetzenden Trägerwelle 13 ist an deren der Anordnung von Messerträger 14 mit Kreismesser 15 gegenüberliegenden Seite ein vorzugsweise druckluftbetriebener Anstellantrieb 20 für die Längsverschiebung der Trägerwelle 13 im Gehäuse 12 zugeordnet, auf dessen Ausbildung es bei der Verwirklichung der Erfindung nicht weiter ankommt, so dass auf einen derartigen Antrieb nicht weiter eingegangen ist. Zur Festlegung eines Stellweges für die Längsverschiebung der Trägerwelle 13 im Gehäuse 12 des Messerkopfes 10 ist an dem Messerkopf 10 ein Stellanschlag 18 mit einer darin stirnseitig eingelassenen Ausnehmung 26 angeordnet, in welche der Messerträger 14 mit einem daran ausgebildeten, axial zum Stellanschlag 18 vorstehenden Vorsprung 27 hineinfahrbar ist, so dass sich ein in 1 mit dem Bezugszeichen 19 bezeichneter Stellweg ergibt.
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Wie sich weiterhin aus 2 in Verbindung mit 1 ergibt, ist die Trägerwelle 13 in dem Gehäuse 12 des Messerkopfes 10 mittels eines zwischen der Trägerwelle 13 und einer Gehäusewand 28 des Gehäuses 12 angeordneten, sowohl axial wie auch radial wirkenden Kugellagers gelagert, auf dessen Ausbildung nachstehend eingegangen ist. Das Kugellager besteht aus einem zylinderförmigen Käfig 21 mit darin ausgebildeten Ausnehmungen 22 und in diesen gehaltenen Kugeln 23. Das derart ausgebildete Kugellager ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Inneren einer gesonderten Hülse 24 angeordnet, die bei der Montage in den Messerkopf 10 einsetzbar und an der Gehäusewand 28 des Gehäuses 12 festlegbar ist. Der äußerer Umfang des Käfigs 21 ist etwas kleiner bemessen als der Innenumfang der den Käfig 21 umschließenden Hülse 24, und der Innenumfang des Käfigs 21 ist etwas größer bemessen als der äußere Umfang der im Inneren des Käfigs 21 liegenden Trägerwelle 13. An den beiden Endbereichen des zylinderförmigen Käfigs 21 ist über dessen Umfang verteilt jeweils eine Anzahl von voneinander beabstandeten Ausnehmungen 22 ausgebildet, in denen Kugeln 23 als Wälzkörper angeordnet sind. Die Kugeln 23 weisen dabei einen Durchmesser auf, der größer bemessen ist als die Materialstärke des Käfigs 21, und die in ihrem Durchmesser so ausgelegt sind, dass sich bei montiertem Messerkopf die Kugeln 23 sowohl an der Innenseite der Hülse 24 als auch auf dem äußeren Umfang der Trägerwelle 13 abrollen. Weiterhin ist der Durchmesser der Ausnehmungen 22 in dem Käfig 21 auf den Durchmesser der Kugeln 23 derart abgestimmt, dass eine lineare Bewegung der Kugeln 23 innerhalb der Ausnehmungen 22 ausgeschlossen, vielmehr nur deren Drehbewegung innerhalb der Ausnehmungen 22 möglich ist.
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Da somit der Käfig 21 mit den in seinen Ausnehmungen 22 angeordneten Kugeln 23 sowohl gegenüber der mit dem Gehäuse fest verbundenen Hülse 24 als auch gegenüber der Trägerwelle 13 frei drehbar ist, befinden sich die Kugeln 23 bei sich drehender Trägerwelle 13 in einer ständigen Abrollbewegung, so dass während des Schneidbetriebes auf die Trägerwelle 13 einwirkende axiale Mikroschwingungen durch die Abrollbewegung der Kugeln kompensiert sind.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihrer verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.