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Einrichtung zum Schneiden von Streifen aus einer thermoplastisches
Material enthaltenden Materialbahn, insbesondere Gewebebahn
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schneiden von Streifen aus einer thermoplastisches Material enthaltenden Materialbahn, insbesondere einer Gewebebahn, mit wenigstens einer umlaufenden, geheizten Scheibe, die in die relativ zu ihr vorbeibewegte Materialbahn eingreift. Mit dem erfindungsgemässen Gerät können besonders Textilbahnen verarbeitet werden, die mindestens teilweise aus thermoplastischen Fasern bestehen.
Die neuzeitliche Verarbeitungstechnik für thermoplastisches Material enthaltende Materialbahnen, besonders für deren Zerschneiden, fordert immer höhere Geschwindigkeiten. Eine unmittelbare Folge höherer Schnittgeschwindigkeiten ist die Notwendigkeit höherer Temperaturen der Schneidmesser. Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass man dabei mit den traditionellen Methoden der Beheizung, etwa durch Reibungsenergie, wie sie die österr. Patentschrift Nr. 197580 beschreibt. oder durch direkte Wärmeübertragung auf die Schneidscheibe, wie es z. B. Gegenstand der brit. Patentschriften Nr. 544. 379 und Nr. 564, 337 ist, nicht mehr auskommen kann.
Die Erfinderin ist bei der Suche nach andern Lösungen dieses Problemes zum Ergebnis gekommen, dass sich Schneidmaschinen mit ausserordentlich gesteigerter Schnittgeschwindigkeit betreiben lassen, wenn die Schneidscheibe von einer ausserhalb derselben befindlichen Energiequelle indirekt, d. h. unter Ausschluss von Wärmeleitung, beheizt wird.
Unter den Realisierungsmöglichkeiten dieses Prinzips, unter die z. B. auch die Wärmeübertragung durch Strahlung fällt, ist die Induktionsheizung die interessanteste.
Die Erfindung besteht somit darin, dass bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art, zwecks Beheizung des Randes der Scheibe in der Nähe derselben und getrennt von der Scheibe mit hochfrequenter elektrischer Energie gespeiste Spulen angeordnet sind, welche den Scheibenrand induktiv auf hohe Temperatur bringen.
Die wichtigste Folge der Induktionsheizung ist, dass die Schneidscheiben ringförmig mit relativ weiter Bohrung ausgebildet und beispielsweise von keramischen Trägern gehalten sein können. Folglich kann die zu erwärmende Metallmaske klein sein, mit allen sich damit ergebenden Vorteilen : Erstens kann die Scheibe rasch auf die Arbeitstemperatur gebracht werden, und zweitens ist es möglich, eine automatische Temperaturregelung einzuführen, weil die Scheibe rasch auf Temperaturänderungen anspricht.
Wie schon erwähnt, ist die direkte Beheizung bereits bekannt, u. zw. erfolgt sie vermittels Heizwiderstände, die in die Scheibenträgerwelle eingebaut sind.
Diese Anordnung erlaubt aber keine hohe Schneidgeschwindigkeit, weil es in der Hauptsache die Temperatur am Rande der Scheibe und die Umfangsgeschwindigkeit sind, welche die Schneidgeschwindigkeit bestimmen. Wenn die Beheizung von der Scheibenwelle aus erfolgt, wie es in den genannten Veröffentlichungen beschrieben ist, muss die Welle naturgemäss auf höheren Temperaturen laufen wie der Scheibenumfang, und die Lager für die Wellenachse setzen die Grenze für die Temperatur, mit der der Scheibenumfang betrieben werden kann. Die Schwierigkeiten liegen dabei vor allem darin, dass es unter diesen Umständen unmöglich ist, irgendeine Kühlung der in den Lagern laufenden Teile der Welle durchzuführen, weil der verfügbare Raum von den Heizwiderständen beschlagnahmt wird.
Das Gesamtergebnis ist somit, dass die Schneidtemperatur durch die Wellenlagerung auf einen relativ niedrigen Wert be-
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grenzt wird ; in den erwähnten britischen Patentschriften wird hiefür ein Wert von 3430C angegeben.
Diese Begrenzung der Schneidgeschwindigkeit bei bekannten Maschinen wird durch die Erfindung zufolge der Tatsache vermieden, dass die Wärme unmittelbar in den Randteilen der Scheibe konzentriert ist.
Bei dieser Anordnung ist es möglich, die Energiequellen dicht an den Randpartien der Scheiben anzuordnen. Dies ergibt, dass die höchste Temperatur am Rande der Scheibe auftritt, während zu den Wellenlagern nur die geringere durch Leitung über die Scheibe übertragene Wärme gelangt. Die Scheiben selbst können ringförmig, mit grosser Innenbohrung ausgebildet und mit einem keramischen Träger versehen werden, was eine weitere Begrenzung der Wärmeleitung darstellt, und es ist möglich, die Welle mit Wasser zu kühlen. Die Metallmasse ist sehr gering, was zu einem raschen Ansprechen auf eine automatische Temperaturregelung führt.
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Schneidgeschwindigkeit mit sich bringt. Es ist zu bemerken, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe nicht mit derTransportgeschwindigkeit des Gutes übereinstimmen muss.
Durch Steigerung der Umlaufgeschwindigkeit oder der Temperatur oder beider kann also bei der Erfindung eine weit höhere Produktion als bei bekannten Einrichtungen erzielt werden.
Weitere Erfindungsmerkmale bestehen darin, dass die Scheibe auf einem Träger befestigt ist, der aus nichtmetallischem, wärmebeständigem Material hergestellt ist, sowie dass bei Verwendung mehrerer, in Abstand voneinander angeordneten Schneidscheiben, die Abstandstücke für die Schneidscheiben aus hitzebeständigem und nichtleitendem Werkstoff bestehen, und die Heizspulen in dem Zwischenraum zwischen den Schneidscheiben angeordnet sind, bzw. dass sich die Induktionsspulen über einen Abschnitt konzentrisch um die Abstandstücke erstrecken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung des mit der Erfindung in engerer Beziehung stehenden Teiles einer Schneidmaschine und Fig. 2 eine Einzeldarstellung der Schneidscheiben und der Trägerwelle für diese.
Die in Streifen zu schneidende, in die Einrichtung eintretende Gewebebahn 11 ist, wie Fig. 1 zeigt, aufwärts über mehrere in einer Reihe liegende Gegenwalze 12 geführt, die an einzelnen Armen 13 befestigt sind, durch die jede Gegenwalze elastisch gegen eine der Schneidscheiben 14 gepresst ist, die in einer Reihe auf einer Trägerwelle 15 angeordnet sind, wie dies in grösserem Massstab in Fig. 2 dargestellt ist.
Diese Schneidscheiben werden durch Übertragung der Heizenergie von aussen liegenden Spulen 16 her erhitzt. Dies erlaubt, die Heizung auf den Umfang der Scheiben zu konzentrieren. Da die Scheiben verhältnismässig dünn sind und eine grosse Bohrung besitzen, so dass sie also die Form von verhältnismässig schmalen Ringen mit kleinem Querschnitt haben, ist die Masse der Scheiben, in denen die Hitze konzentriert wird, und daher auch die Wärmekapazität verhältnismässig klein, so dass die Temperatur ohne wesentliche Trägheit geregelt werden kann. Dies erlaubt, dass die den Schnitt führende Schneidkante am Umfang der Scheiben auf einer im wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden kann.
Während dem Einstellen der Einrichtung kann die Temperatur aller Scheiben geändert werden und alle Scheiben können mit Hilfe eines Strahlungspyrometers auf die gleiche Temperatur gebracht werden, das entlang der aufgereihten Scheiben 14 geführt sein kann.
Die Scheiben 14 sind beispielsweise aus Werkzeugstahl hergestellt und sie werden durch Induktion von den Heizspulen 16, die von einem hochfrequenten Wechselstrom durchflossen werden, erhitzt.
Wie in Fig. 2 zu sehen ist, ist ein Hochfrequenzgenerator RF mit einer Heizspule 16 verbunden, die aus hintereinandergeschalteten parallelen Windungen gebildet ist, die jeweils in unmittelbarer Nähe der Schneidscheiben 14 angeordnet sind, so dass die seitlichen Teile der Windungen gebogen zwischen und parallel zu den Scheiben in der Nachbarschaft ihrer Seitenflächen verlaufen und die in der Nähe des äusse- ren Randes befindlichen Scheibenteile durch Induktion erhitzt werden und die Materialbahn 11 in nlehrere Streifen 17 zerschneiden.
Unmittelbar nach dem Verlassen der. Gegenwalzen 12 greifen zwischen die schmalen Streifen 17nach unten hängende, kamm- oder rechenartige Glieder 20 ein, die zwischen einander benachbarten Streifen 17 durch die aufgeschnittene Materialbahn hindurchtreten. Die Glieder 20 eignen sich daher zur Anzeige von Fehlern beim Schneidvorgang. Mit Hilfe von auf Wellen 24,25 befestigten'Fingern 22 und 23 werden nebeneinanderliegende Streifen 17 jeweils abwechslungsweise nach oben und unten abgelenkt, wie bei 171 und 172 in Fig. 1 gezeigt ist. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Schnittränder einander benachbarter Streifen so lange gekühlt werden, dass sie, wenn sie auf den Förderwalzen 18 und 21 miteinander
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wieder in Berührung kommen, nicht mehr aneinander haften oder kleben.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist die Messerwelle 15 hohl und kann durch durchfliessendes Kühlwasser gekühlt werden. An jedem Ende der Welle ist ein flanschartiges Glied 81 befestigt und eine Schraubverbindung ist vorgesehen, um die Schneidscheiben 14 und die Abstandsglieder 82 in axialer Richtung fest zusammenzuhalten. Die Abstandsglieder 82 bestehen aus Hülsen aus keramischem Werkstoff, beispielsweise auf Aluminiumoxydbasis, und dienen dem Zweck, die Schneidscheiben 14 in den erforderlichen Abständen zu halten. Jede Scheibe 14 und jedes Abstandsglied 82 ist mit einem Durchbruch versehen, so dass in einander benachbarten Abstandsgliedern und Scheiben 14 Aufnahmen für Keile 83 gebildet sind, die die Antriebskraft von der Welle 15 und den Flanschen 81 auf die Scheiben 14 übertragen.
In der Einleitung wurde bereits erwähnt, dass die durch die Vorrichtung in Streifen geschnittene Materialbahn aus einem Gewebe bestehen kann, das teilweise thermoplastische Fasern enthält. Die Materialbahn braucht jedoch nicht unbedingt gewoben zu sein, sie kann auch aus in Wirrlage miteinander verschweissten Fasern bestehen oder beispielsweise gewirkt und gestrickt sein. Schliesslich können auch Folien mit der erfindungsgemässen Vorrichtung in Streifen geschnitten werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Schneiden von Streifen aus einer thermoplastisches Material enthaltenden Materialbahn, insbesondere einer Gewebebahn, mit wenigstens einer umlaufenden, beheizten Scheibe, die in die relativ zu ihr vorbeibewegte Materialbahn eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Beheizung des Randes der Scheibe (14) in der Nähe desselben und getrennt von der Scheibe mit hochfrequenter elektrischer Energie gespeiste Spulen (16) angeordnet sind, welche den Scheibenrand induktiv auf hohe Temperatur bringen.