Pressdruck – oder - Brauche ich wirklich so viel Kraft?

Pressdruck – oder - Brauche ich wirklich so viel Kraft?

Dieser Artikel ist mal etwas für Bediener der Schneidemaschine mit viel Erfahrung. Der ein oder andere Absatz in diesem Artikel wird sehr theoretisch sein. Für die, die es genau wissen wollen ist die Theorie sicherlich hilfreich. Für die Anderen sei gesagt: „Man muss im Leben nicht alles exakt berechnen können – es muss am Ende funktionieren!“ Deshalb besitzt dieser Artikel bis zum Schluss viele Tipps für die Praxis.

Bevor es los geht noch etwas zur Sicherheit. Die Schneidemaschine ist etwas was man NUR unter Berücksichtigung der Sicherheitsbestimmungen benutzt werden darf. Wer Fragen zur Sicherheit hat kann die Betriebsanleitung seiner Maschine lesen oder hier im Forum fragen.

Und damit geht es schon mit der Theorie los, denn bevor wir über den Pressdruck in der Schneidemaschine nachdenken, sollten wir einen kurzen Blick auf die technische Seite von Pressdruck werfen.

Wenn man Druck ausübt, drückt man eine Fläche gegen eine andere Fläche. In diesem so selbstverständlich klingenden Satz verstecken sich zwei Faktoren. „Drücken“ und „Fläche“. Diese zwei Faktoren werden uns in dem gesamten Artikel begleiten.

Der Druck

Druck ist in unserem Fall eine Kraft die wir zum Beispiel mit der Hand ausüben. Ist etwas zerbrechlich können wir vorsichtig drücken. Ist es notwendig ist können kraftvoll zudrücken. Ideal ist also eine regelbare Kraft.

Die Fläche

Die Fläche mit der wir drücken ändert das Ergebnis wesentlich. Nehmen wir ein Beispiel für den Faktor Fläche.

   

Drückt man eine Spitze in Papier wird die Spitze wegen der kleinen Fläche in das Papier eindringen und schon bei geringem Druck beschädigen. Man kann das Ergebnis im linken Bild sehen. Drückt man mit dem Daumen auf Papier kann man sicherlich trotz erheblicher Anstrengung nichts beschädigen. Im rechten Bild sieht man sehr stark gepuderte Druckbogen und trotz der Luft zwischen den Bogen und dem kräftigen Drücken wird nichts beschädigt.

Die Auswirkung der Größe der Fläche ist also sehr wesentlich. Die Größe der Fläche ist vielleicht sogar wichtiger als der ausgeübte Druck. Technisch betrachtet ist der Zusammenhang zwischen Fläche und Druck die sogenannte Flächenpressung. Gemeint ist damit, dass der Druck auf die Fläche zu beziehen ist.

Der Bediener der Schneidemaschine weiß ganz genau, dass er bei kleinen Produkten mit dem Pressdruck vorsichtig sein muss. Bei der Benutzung der Schneidemaschine kommt aber zu den beiden bereits erwähnten Faktoren Druck und Fläche noch etwas hinzu.

Das Material oder Schneidgut

Für den Bediener der Schneidemaschine kommt ein dritter Faktor hinzu. Das ist das Material aus dem das Schneidgut besteht. Das im nächsten Bild gezeigte Buch ist aus Werkdruckpapier, dass recht hochvolumig und damit weich ist. Das Abdeckblech der Schneidemaschine wurde entfernt. Dadurch wurde die Fläche mit der gepresst wird verkleinert. Und der Pressdruck wurde auch noch erhöht.

Das Bild zeigt was passiert, wenn alle drei Faktoren ungünstig zusammen kommen. Das ist die alltägliche Schwierigkeit im Umgang mit dem Pressdruck. So übertrieben sind die Probleme zum Glück nicht. Aber spätestens jetzt kommt die Frage nach dem korrekten Pressdruck auf.

Welcher Pressdruck ist richtig?

Die ideale Antwort wäre: „Nur so viel Pressdruck wie gerade notwendig ist“. Aber so richtig weiterhelfen kann diese „Klugscheißer-Antwort“ auch nicht. Also müssen weitere Erklärungen her. Warum nur so wenig wie notwendig und wie soll ich das machen?

Betrachten wir erst einmal was „der gerade notwendige Pressdruck“ ist und wo das „Zuwenig“ und das „Zuviel“ zu suchen sind.

Um die untere Grenze des Pressdrucks zu verstehen muss man fragen warum eine Schneidemaschine überhaupt eine Presseinrichtung hat.

Im Bild liegt der Materialstapel am Sattel links an und das Messer ist bereit den Materialstapel in zwei Teile zu schneiden. Der schwarze senkrechte Pfeil zeigt die Bewegung des Messers an.

Das Messer hat den Materialstapel durchgeschnitten. Während des Schnittes hat die schräge Fläche des Messers den Materialstapel verschoben. Der rote waagerechte Pfeil zeigt die Bewegung des Schneidguts an. In diesem Beispiel schneidet keilförmige Messer nicht nur, es bewegt auch das Schneidgut. Der Materialstapel wird nach einem Schnitt ohne Pressung nicht Maßhaltig sein. Im Bild kam man sehen, dass das Papier vom Sattel weggewandert ist. In welcher Form und wie viel das Papier wandert liegt am jeweiligen Material und Messer. Wichtiger ist, dass dem Bediener in solchen Momenten das Herz in die Hose rutscht. Es ist wirklich unangenehm wenn man vergessen hat den Pressdruck richtig einzustellen.

Damit sich der Materialstapel beim Schnitt nicht bewegt, wird wie im nächsten Bild zu sehen ist, ein Pressbalken eingesetzt.

Der Pressbalken fixiert den Materialstapel auf dem Maschinentisch. Das Messer kann den Materialstapel bei richtiger Pressdruckeinstellung nicht mehr verschieben. Das geschnitten Material wird maßhaltig.

Wird das Schneidgut nicht durch das Messer verschoben und die gewünschte Maßhaltigkeit ist gegeben, sind wir zufrieden und der Pressdruck ist ausreichend. Damit wäre die untere Grenze des Pressdrucks theoretisch ermittelt. Der minimal notwendige Pressdruck ist recht leicht erkennbar. Bei dem „Zuviel“ wird es schon schwieriger.

In Bezug auf ein kleines Buch, wie oben gezeigt, kann man das „Zuviel“ natürlich leicht verstehen. Aber bei großen Formaten ist zu starker Pressdruck nicht so leicht zu erkennen. Wenn der Pressbalken auf den Materialstapel drückt wird dieser Stapel förmlich zusammengedrückt. Hierdurch entsteht unter dem Pressbalken eine stark gepresste bzw. verdichtete Zone.

Im Bild ist diese Zone dunkelgrau dargestellt. Ist die Pressung extrem wird das Messer dieser Zone ausweichen. Der rote Pfeil zeigt die Bewegung des Messers an. Weicht das Messer dem Pressdruck aus, also von seinem eigentlich senkrechten Schnitt ab, wird das Material hinter dem Messer nach unten immer länger werden. Dadurch kann es passieren, dass die Maßhaltigkeit unserer Arbeit unzureichend wird. Manchmal kann man das Ausweichen des Messers auch an der Schnittkante sehen.

Für dieses Bild wurde die gepresste Zone unter dem Pressbalken durch einen künstlichen Höhenunterschied sichtbar gemacht. Durch zu hohen Pressdruck können aber auch bei normalem Schneiden senkrechte Streifen entstehen. Es kann sogar so weit gehen, dass das Messer ausbricht.

Im nächsten Bild ist ein häufiges Problem aus der alltäglichen Arbeit an der Schneidemaschine zu sehen. Kunstdruckpapier mit etwas Höhenunterschied und sehr hoher Pressdruck. Das sind die Faktoren, die zu den senkrechten Linien im Bild führten. Die nur schwer erkennbaren von oben links nach unten rechts durch die Schnittfläche laufenden Streifen sind das Ergebnis eines stumpfen Messers mit vielen Macken.

Man kann wirklich grundsätzlich sagen, dass senkrechte Streifen in der Schnittfläche mit dem Pressdruck zusammen hängen und schräge Streifen mit dem Messer. Und damit haben wir auch das „Zuviel“ beschrieben.

Pressdruck einstellen

Die Einstellung des Pressdrucks ist von der Maschine und deren Bauart abhängig. Die Hersteller von Schneidemaschinen haben im Grunde drei unterschiedliche Konzepte.

Historische Maschinen

Bediener alter oder gar historischer Maschinen mit Spindelpressung haben die größten Probleme. Diese Maschinen besitzen oben auf der Maschine eine Kurbel. Der Bediener dreht an der Kurbel und bewegt den Pressbalken mit seiner Muskelkraft nach unten auf das Schneidgut. Na ja, und dann kommt noch etwas Druck dazu und fertig ist der Bediener. Das ist schon ein gewisser Blindflug. Denn es gibt an diesen Maschinen keinerlei Anzeigen oder Hinweise auf das was sich unter dem Pressbalken abspielt.

Im Bild ist eine etwa 80 Jahre alte Maschine mit Spindelpressung zusehen. Je nachdem wie stark der Bediener das Rad auf der Maschine anzieht hat er mehr oder weniger Pressdruck.

Ökonomische Maschinen

Billige Maschinen im Bereich DIN A4 oder DIN A3 haben oft gar keine wirkliche Pressdruckeinstellung. Wird in solchen Maschinen mit der maximalen Schnittbreite geschnitten, reicht der Pressdruck hoffentlich aus. Reicht der Pressdruck offensichtlich nicht aus kann man nur die Höhe des Stapels reduzieren. Und das kann sehr lästig sein.

Werden in solchen Maschinen sehr kleine Nutzen geschnitten, ist der Pressdruck zu hoch. Der Bediener hat nur die Möglichkeit zusätzlich zu sehr kleinen Stapeln noch weiteres Papier in gleicher Höhe (!) unter den Pressbalken zu stopfen. Damit wird die Fläche des gesamten Materials unter dem Pressbalken größer und der Pressdruck ist für den kleinen Stapel nicht mehr übertrieben stark. Zum Glück haben diese wirklich billigen Geräte sowieso eine recht schwache Pressdruck.

Moderne und industrielle Maschinen

Große und moderne Maschinen haben einen regelbaren Pressdruck. An einem Einstellknopf kann anhand einer Skala ziemlich genau das eingestellt werden was man wünscht. Die Bediener dieser Maschinen haben es im Vergleich zu den beiden vorher genannten Varianten leichter.

Nehmen wir als Beispiel ein Maschine mit einer maximalen Schnittbreite von 115 cm. Der maximale Pressdruck ist dann etwa 4000 KG. Die Hersteller bauen ihre Maschinen so, dass der maximale Pressdruck auch zu der maximalen Schnittbreite selbst bei schwierigen Materialien passt. Also kann man sagen, dass zu 115 cm breitem Papier ein Pressdruck von 4000 KG für normales Papier ein hoch angesetzter Wert ist. Wenn wir diesen Weg etwas weiter gehen, kann man auch sagen, dass man dann für 100 cm breites und schwieriges Material etwa 3500 KG braucht. Bei normalem Papier in 100 cm Breite kann der Druck etwas niedriger sein. Bei gleicher Rechenweise ist für 70 cm breites schwieriges Material 2400 KG zu versuchen. Bei normalem Papier auch wieder weniger. Wer diesen Absatz bis hierhin aufmerksam gelesen hat wird erkennen, dass jede Situation eigentlich einen anderen Pressdruck braucht.

Eine andere sehr gute Richtlinie sind die Hinweise der Hersteller zur Pressdruckeinstellung in Bezug auf unterschiedliche Materialien. Für normales Druckpapier in der Breite von 100 cm wird ein Pressdruck von 2500-3000 KG und für Kunstdruckpapier in der Breite von 100 cm wird ein Pressdruck von 3000-4000 KG angegeben. Das liegt daran, dass Kunstdruckpapier durch mehr Strich härter ist und dem Messer einen größeren Widerstand entgegensetzt.

Und wieder haben wir neue Richtlinien und schöne theoretische Zahlen.

Und was sieht das in der Praxis aus?

Nun wird wohl kein Bediener tagein tagaus Papier mit der gleichen Schnittbreite schneiden. Wesentlich realistischer ist es mit großen Bogen zu beginnen und etwas kleineren oder bis wirklich kleinen Nutzen zu enden. Und damit kommen wir zur nächsten Schwierigkeit.

Nehmen wir wieder an ein Bediener arbeitet an einer 115er. Der Auftrag ist ein Rundumbeschnitt und das Vierteln eines Stapels in der Größe von 70 x 100 cm. Für den Rundumbeschnitt wird der Pressdruck bei 3000 – 3500 KG eingestellt werden und bleibt dann für das Vierteln unverändert. Das ist natürlich ein Kompromiss und das weiß der Bediener genau. Denn die kleinste mögliche Schnittbreite bei dieser Arbeit ist ja unter 35 cm und der günstige Pressdruck wäre für diesen Schnitt theoretisch 1200 KG. Aber Hand aufs Herz, welcher Bediener stellt bei wechselnder Schnittbreite ständig am Pressdruck herum. Ein ständig wechselnde Pressdruckeinstellung ist eigentlich unrealistisch. Es sei denn die Maschine besitzt eine automatische Pressdruckregulierung. Diese Maschinen stellen bei jedem einzelnen Schnitt automatisch den passenden Pressdruck zur aktuellen Schnittbreite ein. Der Bediener stellt bei Bedarf nur den grundsätzlichen Pressdruck für das jeweilige Schneidgut ein.

Wer keine automatische Regelung zur Verfügung hat nimmt den gerade notwendigen Pressdruck für die größte Schnittbreite des Auftrags und versucht zum Beispiel zwei kleinere Papierstapel zusammen zu schneiden. Schneidet man zwei Nutzen mit etwa 35 cm Breite entspricht das fast einem Nutzen von 70 cm Breite. Und wenn das fertige Produkt am Ende in Ordnung ist, kann ja auch keiner meckern. Gibt es einen Auftrag mit kleinem Format oder besonderem Material wird der Bediener den Pressdruck natürlich ändern.

Die Pressdruckeinstellung prüfen

Im täglichen Umgang mit der Schneidemaschine gibt es viele kleine Hilfen um die Wirkung des Pressdrucks zu erkennen. So kann man nach dem Schnitt die Schnittkante kontrollieren.

Schneidet man genau auf den Schneidzeichen kann man sehr einfach erkennen ob der Schnitt wirklich gerade verlaufen ist.

Hier im Bild scheint der Schnitt hohl zu sein. Der Schnitt liegt bei den oberen und unteren Bogen etwas vor der Schneidmarke. Auf der Höhe der mittleren Bogen wird die Schneidmarke genau getroffen.

Gibt es keine Schneidzeichen aber angeschnittene Bilder, kann man den Schnittverlauf auch beurteilen.

Hier scheinen die unteren Bogen kürzer als die oberen.

Diese beiden Situationen müssen jedoch nicht allein auf falschen Pressdruck hinweisen. Es reicht ja schon schlechtes Anlegen des Materialstapels an den Sattel. Gegebenenfalls sollte man nach der Ursache suchen.

Ist man sich nicht sicher welcher Pressdruck notwendig ist kann man zum Beispiel außerhalb des späteren Produktes einen Probeschnitt durchführen.

Man sucht für den Probeschnitt eine markante Stelle auf dem Druckbogen. Das kann wie hier im Bild gezeigt, der Kontrollstreifen des Druckers sein. Es kann bei angeschnittenen Bildern aber auch der Druckbeginn sein. Wichtig ist, dass der Probeschnitt außerhalb des wirklichen ersten Schnitts durchgeführt wird. An so einer, sagen wir ungefährlichen Stelle, kann der Pressdruck ausprobiert werden. Das kann von großem Nutzen sein wenn zum Beispiel ein völlig unbekanntes Schneidgut zu verarbeiten ist.

Kleine Produkte

Es gibt aber nicht nur moderne große Schneidemaschinen auf denen Planobogen verarbeitet werden. Ein Probeexemplar vom Sammelhefter oder Klebebinder, zwischendurch schnell einige Visitenkarten oder Briefbogen, Unterlagebogen für den Drucker, alles ist möglich. Die Anwendungen können sehr unterschiedlich sein. Deshalb gibt es bei den guten modernen Schneidemaschinen einen einstellbaren Mindestpressdruck. Je nach Hersteller liegt dieser Minimale Pressdruck bei 150 KG oder etwas höher. Verwenden wir noch einmal die materialbezogene Berechnung der Hersteller kommen ganz schnell wir zum nächsten Kompromiss. Wenn man für 100 cm breites Kunstdruckpapier ein Pressdruck von 4000 KG einstellen soll, dann liegt die theoretische minimale Schnittbreite bei einem Pressdruck 150 KG bei etwa 3-4 cm. Eine Visitenkarten an der schmalen Seite mit minimalem Pressdruck beschneiden könnte man durchaus probieren. Aus Erfahrung wird der Bediener aber eher zwei Stapel der Visitenkarten nebeneinander legen.

Bücher

Natürlich dürfen wir auch nicht die handwerklichen Buchbinder vergessen. Wer Bücher beschneidet hat in der Regel keine Schneidmarken und angeschnittene Bilder sind auf jeder Seite anders. Also sind die oben genannten Regeln im Grunde sinnlos. Beim Schneiden von Büchern kommt auch noch der Höhenunterschied erschwerend dazu. Außerdem besitzen viele Handwerksbuchbinder alte Schneidemaschinen mit Spindelpressung. Und damit nicht genug ist das handwerkliche Buch oft ein Einzelstück, an dem man nicht herum probieren kann. In solchen Fällen ist guter Rat teuer. Es gibt nur zwei Dinge die helfen. Das Erste ist die Erfahrung mit der eigenen Maschine und das Zweite ist ein möglichst scharfes Messer. Wenn die Pressdruckeinstellung auf Muskelkraft beruht, kann man sich leicht vorstellen, dass die Streuung der Einstellungen sehr groß ist. Und wie will ich für ein 20 cm breites Buch aus altem brüchigem Holzschliffpapier den Pressdruck bei 700 – 800 KG einstellen, wenn es keine Einstellvorrichtung gibt? Die Notwendigkeit der Erfahrung braucht also nicht näher beschrieben werden. So bleibt nur ein scharfes Messer. Die Messerspezialisten sagen, dass die Schneide bei einem stumpfen Messer runder wird und dadurch alle beim Schnitt auftretenden Kräfte größer werden. Dementsprechend kann der Pressdruck bei einem scharfen Messer auch niedriger sein, denn es ist ja nur plausibel, dass ein scharfes Messer leichter durch das Schneidgut läuft.

Mehrere Nutzen gleichzeitig schneiden

Achtung, wenn mehrere Nutzen zusammen geschnitten werden muss die Höhe der einzelnen Stapel gleich sein, sonst bekommt der hohe Stapel starken Pressdruck und der niedrige Stapel weniger Pressdruck. Und das kann sehr komisch ausgehen.

Pressdruck auf eine kleinere Fläche konzentrieren

Alle jetzt folgenden Hinweise setzen eine gewisse Disziplin des Bedieners voraus. Das Verändern von Maschineneinstellungen, die nicht zur normalen Bedienung zählen, sollte man unbedingt den fachlich geschulten Servicetechnikern überlassen. Aber selbst ohne die Maschine zu verändern kann man Schäden riskieren. Wenn der Bediener zum Beispiel mit sehr hoher Pressdruckeinstellung einen sehr kleinen Materialstapel schneidet kann das schon zu Beschädigungen der Maschine führen. Pressdruck ist also nicht zu unterschätzen. Man kann jedoch die Pressfläche wenn man es vorsichtig angeht reduzieren und dadurch einen Nutzen erzielen.

Schneiden ohne Abdeckblech

Wird das Abdeckblech aus der Maschine genommen konzentriert sich der eingestellte Pressdruck auf ungefähr die Hälfte der Fläche. Hierdurch wird der eingestellte Pressdruck natürlich nicht höher aber der Druck auf die verbleibende Fläche wird pro Quadratzentimeter etwa doppelt so hoch. Dadurch ist die Pressung näher an der Schnittlinie. Das Risiko der Beschädigung der oberen Bogen ist allerdings auch größer. Jeder Bediener weiß das.

Manche Bediener müssen aber das Schneidgut vor dem Schneiden auspressen. Ist zwischen den Bogen viel grobes Puder kann es sehr hilfreich das Ries ohne Abdeckblech, vielleicht mit einem Karton abgedeckt bei hohen Pressdruck, kurzen Sattelwegen und am besten quer zur Laufrichtung auszupressen.

Keil unter dem Abdeckblech

In alten Fachbüchern (z.B. von Mordowin und Brades) findet der Buchbinder Hinweise auf eine Reduzierung der Pressfläche und damit verbundenen Erhöhung der Pressung pro Quadratzentimeter direkt an der Schnittlinie.

Wird unter das Abdeckblech ein Keil aus Papier oder dünnem Karton geklebt, wird der Pressdruck näher an die Schnittlinie geführt und dort konzentriert ausgeführt. Diese Vorgehensweise kann bei extrem rutschigen Materialien und hochvolumigen Graupappen von Vorteil sein und sehr gut helfen. Es ist jedoch dringend geboten diese alte Idee nur bei schweren Maschinen und sehr vorsichtig durchzuführen. Im Extremfall kann das Messer, der Pressbalken und dessen Führung beschädigt werden. Also bitte Vorsicht!

Schneiden mit Höhenausgleich

Wird zum Beispiel ein Filz zum Höhenausgleich verwendet kann es sein, das der eigentlich richtige Pressdruck etwas zu gering ist. Die Erfahrung zeigt, dass man den Pressdruck beim Höhenausgleich mit Filz um 10% erhöhen kann. Alternativ kann man auch die Zeit zwischen dem Beginn der Pressung und dem Schnitt verlängern. Dadurch wir der Arbeitsablauf aber etwas langsamer. Siehe hierzu den Artikel „Höhenunterschied - Ein unlösbares Problem?“