AT500224B1

AT500224B1 - Verfahren und vorrichtung zum längsschneiden einer folienbahn

Info

Publication number: AT500224B1
Application number: AT0137702A
Authority: AT
Inventors: Jens Weinhold; Mario Muehle; Joachim Lauckner
Original assignee: Barmag Spinnzwirn Gmbh
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2002-09-13
Publication date: 2007-08-15
Also published as: AT500224A1; ITMI20021998A1; DE10150064A1; DE10150064B4

Description

2 AT 500 224 B1

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Längsschneiden einer Folienbahn in eine Mehrzahl von Bändchen, bei welchem die Folienbahn mit einer Führungsgeschwindigkeit in einer Führungsebene geführt wird, bei welchem eine Mehrzahl mit Abstand zueinander angeordneten Messer die Führungsebene durchdringen, bei welchem die Folienbahn mit der Führungsgeschwindig-5 keit gegen die Schneiden der Messer geführt und in Bändchen zerteilt wird und bei welchem die Bändchen mit der Führungsgeschwindigkeit abgeführt werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Messerhalter, an welchem eine Mehrzahl mit Abstand zueinander angeordneten Messer gehalten io sind, welche Mehrzahl von Messern eine Führungsebene einer Folienbahn mit jeweils zumindest einer Schneide zum Längsschneiden der in der Führungsebene geführten Folienbahn in eine Mehrzahl von Bändchen durchdringen.

Es ist bekannt, dass zur Herstellung von schmalen Folienbändchen eine Folienbahn zerteilt 15 wird. Bei dem gattungsgemäßen Verfahren und der gattungsgemäßen Vorrichtung, wie beispielsweise aus der DE 22 01 907 bekannt, werden hierzu eine Mehrzahl von feststehenden Messern in eine Führungsebene der Folienbahn gehalten. Die Folienbahn wird gegen die Schneiden der Messer geführt und so in die Mehrzahl der Bändchen zerschnitten. 20 Die DE 43 29 059 A1, von der vorliegende Erfindung ausgeht, beschreibt eine Schneidvorrichtung, bei der die Messer während des eigentlichen Schneid Vorganges Stillstehen und in gewissen Zeitabständen schrittweise in eine neue Stellung bewegt werden.

Um die Produktivität derartiger Anlagen zu steigern, ist zunehmend der Wunsch vorhanden, 25 möglichst hohe Führungsgeschwindigkeiten der Folien einzustellen. Hierbei wurde beobachtet, dass mit zunehmender Geschwindigkeit der Folienbahn eine zunehmende Erwärmung der Schneiden an den Messern eintritt. Die Erwärmung der Messer führt jedoch dazu, dass ein unerwünschter Wärmeeintrag in das Folienbändchen eingeleitet wird. Hieraus resultiert eine thermische Beschädigung der Randbereiche des Folienbändchens. Ein weiteres Problem bei 30 hohen Geschwindigkeiten liegt darin, dass die Schneiden der Messer relativ schnell verschleißen.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Längsschneiden einer Folienbahn derart weiterzubilden, dass 35 auch bei größeren Führungsgeschwindigkeiten der Folienbahn qualitativ hochwertige und gleichmäßige Bändchen geschnitten werden können.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, beim Längsschneiden der Folienbahn möglichst hohe Standzeiten der Messer zu erreichen. 40

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst dadurch, dass die Schneiden der Messer sich während des Schneidens ausschließlich in Laufrichtung der Folienbahn bewegen und dass die Bewegung der Schneiden mit einer Messergeschwindigkeit ausgeführt wird, die kleiner ist als die Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn. 45

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die an den Schneiden der Messer wirkenden Reibkräfte unmittelbar von der Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn abhängig sind. Je höher die Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn, desto größer sind die an den Schneiden wirkenden Reibkräfte, die unmittelbar zur Erwärmung der Schneiden führen. Um trotz hoher so Führungsgeschwindigkeiten eine geringere Schneidgeschwindigkeit zu realisieren, werden die Schneiden der Messer mit einer Messergeschwindigkeit in Laufrichtung der Folienbahn bewegt. Damit ist die wirksame Schneidgeschwindigkeit kleiner als die Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn. Die Schneidgeschwindigkeit stellt sich als Relativgeschwindigkeit zwischen der Folienbahn und den Messern ein. Hierbei ist die Messergeschwindigkeit der bewegten Messer 55 stets kleiner als die Führungsgeschwindigkeit, um ein sicheres Längsschneiden der Folienbahn 3 AT 500 224 B1 zu gewährleisten.

Das die Führungsebene durchdringende Messer wirkt somit bremsend auf die Folienbahn ein, so dass ein gleichmäßiger Einschnitt und Zerteilen der Folienbahn erfolgt.

Die Erfindung war auch nicht durch die DE 93 03 547 naheliegend. Die bekannte Vorrichtung basiert darauf, dass ein bahnförmiges Material nach dem Prinzip einer Schere zerteilt wird. Hierzu greift eine rotierende Messerklinge in eine zur Messerklinge gegenüberliegende Nut einer Walze. Das bahnförmige Material wird am Umfang der Walze geführt und dabei durch die in der Nut eintauchende Schneide der Messerklinge zerteilt. Bei diesem Prinzip wird das Messer gegenüber der Materialbahn mit größerer Geschwindigkeit bewegt. Ein derartiger Zustand würde jedoch beim Längsschneiden einer Folienbahn dazu führen, dass kein Einschneiden in die Folie erfolgt. Aufgrund der Elastizität der Folienbahn würde kein sicherer Einschnitt erreicht.

Um in Abhängigkeit von der Folienart oder der Folienstärke eine für jeden Typ optimale Schneidgeschwindigkeit zu erhalten, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Messergeschwindigkeit der Messer zur Einhaltung einer vorgegebenen Schneidgeschwindigkeit unabhängig von der Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn einstellbar. Damit lässt sich jede beliebige Relativgeschwindigkeit zwischen den bewegten Messern und der geführten Folienbahn einstellen. Für den Fall, dass die Folienbahn bei niedriger Führungsgeschwindigkeit zerteilt werden muss, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvariante vorgeschlagen, die Messer in an sich bekannter Weise schrittweise zu bewegen, um eine gleichmäßige Abnutzung der Schneiden bei maximaler Schneidgeschwindigkeit zu erreichen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn laufend erfasst wird und dass die Messergeschwindigkeit der Messer in Abhängigkeit von der Änderung der Führungsgeschwindigkeit gesteuert wird. Damit wird gewährleistet, dass bei unterschiedlichen Führungsgeschwindigkeiten der Folienbahn beispielsweise eine im wesentlichen konstante Schneidgeschwindigkeit eingehalten wird.

Zur Lösung der erfindungsgemäß gestellten Aufgabe ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen, wonach erfindungsgemäß der Messerhalter zumindest ein Antriebsmittel aufweist, durch welches die Messer in Führungsrichtung der Folienbahn drehbar sind.

Um möglichst hohe Standzeiten und einen gleichmäßigen Verschleiß der Schneiden an den Messern zu erreichen, sind bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Messer scheibenförmig mit jeweils einer umlaufenden Schneide ausgebildet, wobei das Antriebsmittel eine angetriebene Antriebswelle aufweist, an welcher die Messer befestigt sind und welche im Messerhalter drehbar gelagert ist. Auf diese Weise erfolgt ein gleichmäßiger Verschleiß der gesamten Schneide. Ein Austausch ist erst nach vollständiger Abnutzung erforderlich.

Die umlaufende Schneide könnte jedoch auch an einem Messerband gebildet sein, das über ein oder mehrere Rollen geführt ist. Damit können noch höhere Standzeiten erreicht werden.

Bei Verwendung scheibenförmiger Messer ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass die Antriebswelle einen Vieleckquerschnitt zur Aufnahme der Messer aufweist, wobei zwischen zwei benachbarten Messern jeweils ein Distanzstück auf der Antriebswelle aufgesteckt ist.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist das Antriebsmittel einen mit der Antriebswelle gekoppelten Motor und eine mit dem Motor 4 AT 500 224 B1 gekoppelte Steuereinrichtung auf, durch welche die Bewegung der Messer mit einer vorbestimmten Messergeschwindigkeit steuerbar ist. Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung der Vorrichtung ist die Steuereinrichtung mit einem Sensor verbunden, welcher zur Erfassung einer Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn vorgesehen ist. Damit lässt sich 5 vorteilhaft eine vorgegebene konstante Schneidgeschwindigkeit einhalten.

Zur Veränderung einer Einschnitttiefe sowie zur Veränderung einer Schneidspannung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Messerhalter zumindest einen schwenkbar gelagerten Schwenkarm aufweist und der Schwenkarm mit einem io Schwenkgetriebe gekoppelt ist, durch welches eine Stellung des Schwenkarmes änderbar ist, um eine Eintauchtiefe der Messer in die Führungsebene einzustellen. Dabei ist das Schwenkgetriebe vorzugsweise stufenlos verstellbar. Es können ohne erheblichen Kraftaufwand präzise Einstellungen der Schnitttiefe vorgenommen werden. Eine Verstellung von Anschlägen ist entbehrlich. 15

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an Hand einiger Ausführungsbeispiele im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. 20 Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1; 25 Fig. 3 schematisch eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 schematisch eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 3.

In Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel in verschiedenen Ansichten dargestellt. Inso-3o weit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.

Die Vorrichtung weist einen Messerhalter 1 auf, der zwischen einer Eingangswalze 9 und einer Ausgangswalze 10 angeordnet ist. Die Eingangswalze 9 und die Ausgangswalze 10 spannen 35 eine Führungsebene 18 auf, in welcher eine Folienbahn 7 geführt wird. Alternativ können die Eingangswalze 9 und die Ausgangswalze 10 auch durch feststehende Stangen ersetzt werden. Die Folienbahn 7 ist aus einem Kunststoff hergestellt, der nach dem Extrudieren über mehrere Walzen und Behandlungsstufen zu der Folienbahn 7 bearbeitet wird. Die Herstellung der Folienbahn 7 und das Zerschneiden zu Folienbändchen erfolgt vorzugsweise in einem Einstufen-40 prozess.

Der Messerhalter 1 weist eine Antriebswelle 2 auf, die an ihren Enden in den Lagerstellen 3 und 4 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 2 besitzt einen Vieleckquerschnitt. Auf die Antriebswelle 2 sind abwechslend ein scheibenförmiges Messer 11 und ein Distanzstück 6 aufgesteckt. Die 45 Messer 11 und die Distanzstücke 6 sind an der Antriebswelle 2 befestigt, so dass die Abstände zwischen den Messern 11 jeweils die Breite der zu schneidenden Bändchen 8 bilden.

An einem Lagerende der Antriebswelle 2 ist ein Motor 5 vorgesehen, der mit der Antriebswelle 2 verbunden ist. Der Motor 5 ist mit einer Steuereinrichtung 16 gekoppelt. Durch den Motor 5 so lassen sich die Antriebswelle und damit die an der Antriebswelle 2 befestigten Messer 11 in Laufrichtung der Folienbahn 7 bewegen. Die Messer 11 besitzen an ihrem Umfang eine umlaufende Schneide 12.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, durchdringen die Messer 11 die zwischen den Walzen 9 und 10 55 aufgespannte Führungsebene 18, so dass die Schneiden 12 in die Folienbahn 7 einschneiden. 5 AT 500 224 B1

Dabei wird die Folienbahn 7 mit der Führungsgeschwindigkeit vF geführt. Hierzu können die Eingangswalze 9 oder die Ausgangswalze 10 oder beide Walzen 9 und 10 angetrieben sein.

Die Antriebswelle 2 wird gleichzeitig über den Antriebsmotor 5 derart angetrieben, dass die 5 Messer 11 eine Umfangsgeschwindigkeit an der Schneide 12 aufweisen, die gleich einer Messergeschwindigkeit vM ist. Dabei stellt sich eine Schneidgeschwindigkeit vs ein, die sich aus der Differenz zwischen der Führungsgeschwindigkeit vF und der Messergeschwindigkeit bildet.

vs=vF-vM 10

Die Messergeschwindigkeit vM kann hierbei auch extrem langsame Werte annehmen, wenn eine relativ geringe Führungsgeschwindigkeit vF der Folienbahn 7 vorherrscht. Um eine vorgegebene Messergeschwindigkeit vM einzustellen, wird der Motor 5 über die Steuereinrichtung 16 entsprechend angesteuert. 15

Es ist auch möglich, dass bei extrem langsamen Führungsgeschwindigkeiten vF der Folie 7 die Messergeschwindigkeit vM nur schrittweise aufgegeben wird, so dass die Messer 11 durch die Antriebswelle 2 abwechselnd bewegt und stillstehend gehalten werden. 20 In Fig. 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen Ansichten dargestellt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren. Hierbei haben die Bauteile mit gleicher Funktion identische Bezugszeichen erhalten. 25 Das in Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im wesentlichen identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Insoweit wird zu der vorhergehenden Beschreibung Bezug genommen und nur die Unterschiede werden nachfolgend beschrieben. 30 Der Messerhalter 1 weist die Schwenkarme 13 auf, die mit einem Ende an einer Schwenkachse 14 befestigt sind. An dem gegenüberliegenden Ende der Schwenkarme 13 ist eine Antriebswelle 2 drehbar gelagert gehalten. Auf der Antriebswelle 2 sind mehrere Messer 11 und mehrere Distanzstücke 6 abwechselnd hintereinander angeordnet. Die Antriebswelle 2 ist mit dem Motor 5 gekoppelt. Der Motor 5 wird über die Steuereinrichtung 16 gesteuert. Dabei ist die Steuerein-35 richtung 16 mit einem Sensor 17 verbunden, welche die Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn 7 erfasst. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierzu die Drehzahl der Eingangswalze 9 mittels des Sensors 17 gemessen.

Die Schwenkachse 14 mit den Schwenkarmen 13 ist durch ein Schwenkgetriebe 15 stufenlos 40 verstellbar. Durch manuelle Betätigung des Schwenkgetriebes 15 lässt sich so der Messerhalter 1 in einer zum Schneiden der Folienbahn 7 optimalen Position justieren. Insbesondere können damit die Schnitttiefen der in die Folienbahn 7 eindringenden Schneiden 12 der Messer 11 eingestellt werden. 45 Bei dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Messer 12 durch den Motor 5 auf eine vorgegebene Messergeschwindigkeit angetrieben. Die Messergeschwindigkeit lässt sich dabei in Abhängigkeit von der Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn 7 verändern. Hierzu wird in der Steuereinrichtung 16 das Sensorsignal des Sensors 17 derart ausgewertet, dass beispielsweise bei einer erhöhten Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn 7 eine Korrek-50 tur der Messergeschwindigkeit in der Art durchgeführt wird, dass eine definierte Schneidgeschwindigkeit eingehalten wird. Es ist jedoch auch möglich, in der Steuereinrichtung 16 einen Wert für die maximal zulässige Schneidgeschwindigkeit zu hinterlegen. Im Betrieb könnte dann anhand der gemessenen Führungsgeschwindigkeit die dazugehörige Messergeschwindigkeit ermittelt werden und von der Steuereinrichtung 16 dem Motor 5 aufgegeben werden. 55

Claims

6 AT 500 224 B1 Durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können Folienbahnen auch bei hohen Geschwindigkeiten zu Bändchen geschnitten werden, ohne dass eine zu große lokale Wärmeeintragung in die Bändchen erfolgt. Eine Kühlung der Schneidstellen ist nicht erforderlich. Zudem wird der Verschleiß der Schneiden reduziert, und bei Einsatz 5 von Messern mit umlaufenden Schneiden ist ein Schneidenwechsel nicht erforderlich. Ein Austausch der Messer ist erst nach vollständiger Abnutzung der Schneiden erforderlich. Durch die Bewegung der Messer erfolgt somit ein gleichmäßiger Verschleiß der gesamten Schneide. Damit werden Produktionsunterbrechungen aufgrund von Messerwechseln auf ein Minimum reduziert. 10 Patentansprüche: 1. Verfahren zum Längsschneiden einer Folienbahn in eine Mehrzahl von Bändchen, bei 15 welchem die Folienbahn mit einer Führungsgeschwindigkeit in einer Führungsebene ge führt wird, bei welchem eine Mehrzahl mit Abstand zueinander angeordneten Messer die Führungsebene durchdringen, bei welchem die Folienbahn mit der Führungsgeschwindigkeit gegen die Schneiden der Messer geführt und in Bändchen zerteilt wird und bei welchem die Bändchen mit der Führungsgeschwindigkeit abgeführt werden, dadurch gekenn- 20 zeichnet, dass die Schneiden der Messer sich während des Schneidens ausschließlich in Laufrichtung der Folienbahn bewegen und dass die Bewegung der Schneiden mit einer Messergeschwindigkeit ausgeführt wird, die kleiner ist als die Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messergeschwindigkeit der Messer zur Einhaltung einer vorgegebenen Schneidgeschwindigkeit unabhängig von der Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn einstellbar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer in an sich bekann- 30 ter Weise schrittweise bewegt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn laufend erfasst wird und dass die Messergeschwindigkeit der Messer in Abhängigkeit von der Änderung der Führungsgeschwindigkeit gesteuert wird. 35
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Messerhalter (1), an welchem eine Mehrzahl mit Abstand zueinander angeordneten Messer (11) gehalten sind, welche Mehrzahl von Messern (11) eine Führungsebene (18) einer Folienbahn (7) mit jeweils zumindest einer Schneide (12) zum Längsschneiden der in 40 der Führungsebene (18) geführten Folienbahn (7) in eine Mehrzahl von Bändchen (8) durchdringen, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerhalter (1) zumindest ein Antriebsmittel aufweist, durch welches die Messer (11) in Führungsrichtung der Folienbahn (7) drehbar sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (11) scheiben förmig mit jeweils einer umlaufenden Schneide (12) ausgebildet sind und dass das Antriebsmittel eine angetriebene Antriebswelle (2) aufweist, an welcher die Messer (11) befestigt sind und welche im Messerhalter (1) drehbar gelagert ist. so 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (2) einen Vieleckquerschnitt zur Aufnahme der Messer (11) aufweist, wobei zwischen zwei benachbarten Messern (11) jeweils ein Distanzstück (6) auf der Antriebswelle (2) aufgesteckt ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das An- 55 triebsmittel einen mit der Antriebswelle (2) gekoppelten Motor (5) und eine mit dem Motor 7 AT 500 224 B1 (5) gekoppelte Steuereinrichtung (16) aufweist, durch welche die Bewegung der Messer (11) mit einer vorbestimmten Messergeschwindigkeit steuerbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (16) mit 5 einem Sensor (17) verbunden ist, welcher zur Erfassung einer Führungsgeschwindigkeit der Folienbahn (7) vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Messerhalter (1) zur Aufnahme der Messer (11) zumindest einen schwenkbar gelagerten io Schwenkarm (13) aufweist und dass der Schwenkarm (13) mit einem Schwenkgetriebe (15) gekoppelt ist, durch welches eine Stellung des Schwenkarmes (13) änderbar ist, um eine Eintauchtiefe der Messer (11) in die Führungsebene (18) einzustellen. 15 Hiezu 4 Blatt Zeichnungen 20 25 30 35 40 45 50 55