Verfahren und Vorrichtung zum Durchtrennen von Materialien
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorriahtun, g zum Durchtrennen von thermoplasti- schen Materialien oder nichtthermoplastischen, mit thermoplastischen Bindemitteln versehenen Materia- lien mittels eines beheizten Trennwerkzauges.
Bei der thermischen Durchtrennung derartiger Materialien mittels eines dauerbeheizten Trennwerkzeuges haften am Trennwerkzeug nach Beendigung das Trennvorganges verbrannte Materialrückstände, die beim Durchtrennen eines nachfolgenden Werk- stückes an diesem Schmutzstellen hinterlassen. Diesen Nachteil hat man dadurch zu beseitigen versucht, dass I man das Trennwerkzeug nach jedem Trennvor- gang mechanisch, beispielsweise mittels einer Bürste, säubert.
Hierdurch werden zwar die Schmutzstellen am zu trennenden Material weitgehend vermieden, jedoch ist hierzu ein zusätzlicher Arbeitsgang erfor- derlich, welcher die Arbeitsgeschwindigkeit einer der- artig ausgerüteten Trennvorrichtung wesentlich her abmindert.
Auch ist es bekannt, thermoplastische oder nichtthermoplastishce, mit thermoplastisichen Bindemitteln versehene Materialien mittels impulsbeheizter Trennwerkzeuge zu durchtrennen. Bei dieser Trennungs art werdten zwlar infolge der vergleichsweise sehr hohen Temperatur des Trennwerkzeuges während des Stromstosses die an ihm anhaftenden Materiial- rückstände vollkommen verbrannt, jedoch treten infolge der hohen Impulstemperatur, die wesentlich über dem Schmelzpunkt des zu trennenden Materials liegen muss, durch die hohe Wärmeeinwirkung wahrend des Trennvorganges an den Trennstellen des Materials molekulare Veränderungen auf, die eine Braunfänbung des Materials und somit eine hohe Ausschlussquote verursachen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Durchtrennen von thermoplastischen oder nichtthermoplastischen, mit thermoplastischen Bindemitteln versehenen Materialien zu schaffen, bei welchen an den Trennstellen weder die genannten Verschmutzungen noch Braunfärbungen auftreten.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das. Trennwerkzeug während eines Arbeitstaktes nacheinander auf zwei Temperaturstufen gebracht wird,. derart, dass es während seiner Berührung mit dem zu trennenden Material eine in dessen Erweichungsbereich Hegende Temperatur- stufe und nach Verlassen des Materials eine über dessen Zersetzungspunkt liegende Temperaturstufs aufweist.
Durch diese stufenwiese Erwärmung des Trennwerkzeuges werden, da letzteres während seiner Berührung mit dem Material nur eine im Bereich des Erwechungspunktes desselben liegende Temperaturstufe aufweist, sowohl die bei der Durchtrennung mit dauerbeheiztem Trennwerkzeug infolge der am Trennwerkzeug haftenden Materialrückstände auftretenden Verschmutzungen als afuch die beim Trennen mit impulsbebeiztem Trennwerkzeug auftretenden Braunfärbungen vollkommen vermieden, da d ! Le Rückstände, sobald das Trennwerkzeug ausser Berüh- rung mit dem Material ist, infolge des Wärmeimpul- ses vollkommen verbrannt werden.
Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens liegt das als elektrischer Widerstand aus. gebildete Trennwerkzeug im Sekundärstromkreis eines Transformators, dessen Primärseite über einen Kontakt eines Relais an Wechselspannung liegt und eine Anzapfung aufweist, welche über einen Kontakt des Relais unter Zwischenschaltung eines Zeitrelais an Wechselspannung liegt, wobei die Wicklung des Re lais über einen mit einem Selbsthaltekontakt par allel liegenden Endschalter und über ein Zeitrelais aebenfalls an Wechselspannung liegt. Die Das Trennwerkzeug kann als Schneidwerkzeug ausgebildet werden und an Haltearmen angeordnet werden, die zur Vermeidung von wahrend der Warmeeinwiirkung auf tretenden Verformungen der Sohneidkante des
Schneidwerkzeuges mit Vorteil federnd ausgebildet werden.
Dies kann. entwedern durch entsprechende
Querschnittsverringerung oder Schrägstellung der Haltearme erreicht werden. Die in sich nachgiebi- gen Haltearme ermöglichen der Sohneidkante wäh rend der Wärmezuführung eine Längsausdehnung.
Eine zusätzliche Sicherung der Scheidkante gegen seitliches Ausbiegen kann daduroh errreicht werden, dass diese einen keilförmigen Querschnitt aufweist.
Eine wärmegünstige Durchführung des Verfah- rensergibtsichdann,wenndieuntereTemperatur- stufe des Trennwerkzeuges durch. direkte Beheizung des als Widerstand ausgebildeten Trennwerkzeuges erzieltwird und diese Widerstandsheizung zur Er reichung der oberen Temperaturstufe mit einer im pulsartigen Wärmezufuhr überlagert wird, wobei , dann zur Abkühlung und Rückführung des Trennwerkzeuges in die untere Tempenaturstufe gegebenen- falls die Stromzuführung kurzzeitig abgeschaltet wird.
Während bei der Durchtrennung von ein-oder mehrlagigem Material mit dünner Schichtstärke die- ses mittels des beheizten Trennwerkzeuiges als s Schmelzvorgang erfolgen kann, wind bei der Durdhtrennung von Materialien mit grösserer Schichtstärke disse mit Vorteil als kombinierter Schweiss-und Schneidvorgalng ausgeführt.
Die Erfindung ist. anband der beigefügten Zeich- nungen beispielsweise beschrieben. Es. zeigen :
Fig. 1 einen elektrischen Schaltplan zur Durch- führung des erfmdungsgemässenVerfahrens,
Fig. 2 ein als Schneidwerkzeug ausgebildetes Trennwerkzeug in einer Ausfühmngsform,
Fig. 3 ein als Schneidwerkzeug ausgebildetes Trennwerkzeug g in einer variierten Ausführungsform,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Li IV-IV der Fig. 2. ¯
In Fig. 1 ist ein elektrischer Sohaltplan zur Durchführung des erfinldungsgemässen Verfahrens dargestellt.
Die e Primärseite eines Transfomators 3 ist mit den Ansohliissen 1, 2 eines Wechselstromnetzes verbunden. Die vom Anschluss 2 zum Transformator 3 führende Leitung 4 ist über einen Kontakt 5 eines Relais 6 geführt. Die Sekundärscite des Transformators 3, deren Windungszahl kleiner als diejenige der Primässeite ist, ist unter Zwischenschal tung eines Regelwiderstandes 9 mit einem oder meh varan als elektrischer Widerstand ausgebildeten Trennwerkzeug 10 verbunden. In Fig. 1 sind zwei Trennwerkzeuge dargestellt. Es können, auch mehrere Trennwerkzeuge parallel geschaltet werden.
Dabei kann für jedes Trennwerkzeug ein extra Regelwiderstand oder für alle Trennwerkzeuge nur ein Regelwiderstand vorgesehen sein. Die. Primärseite des Transformators 3 weist jsserner eine Anzapfung 11 auf, welche über einen Kontakt 7 des Relais 6 uad ein Zeitrelais 12 mit der Leitung 4 und somit der Anschlussstelle 2. des Wechselstromnetzes ver bunden ist. Von einem Verzweigungspunkt 13 der Leitung 4 führt eine Leitung 14 tuber ein weiteres Zeitrelais 15 zur Wicklung dos Relais 6, in dessen
Stromkreis ein Endschalter 16 vorgesehen ist, zu welchem ein Selbsthaltekontakt 8 des Relais 6 par allel geschaltet ist.
Das Trennwerkzeug 10 ist an Haltearmen 17 be festigt, die aus eloktrisch nichtleitendem Werkstoff wie beispielsweise Porzellan oder Keramik bestehen und an einem in en Zeichnungen nicht dargestell- ten Druckstempel befestigt sind. Um während der Wärmezufuhr eine Verformung der Schneidkante des Trennwerkzeuges 10 weitestgehend zu vermeiden, sind dixie Haltearme 17 nachgiebig. ausgebildet, was beispielswieise durch an ihnen vorgesehene Aussparungen 18 (Fig. 2). oder auch durch Sohrägstellung (Fig. 3) erreicht werden kann.
Das Verfahren wird, wie im folgenden beschrie- ben, durchgeführt.
Es sei angenommen, dass das Trenngut auf die Unterlage der Trennvorrichtung aufgelegt ist und die beiden Anschlussstellen 1, 2 an n Spannung liegen.
Hierduroh wird über die Leitung 4 und den geschlossenen Kontakt 5 des Relais 6 der Primärseite des Transformators Spannung zugeführt. Von der Sekun- därseite wird die entsprechend dem Windungsv. er- hältnis von Primär-und Sekundärseite untersetzte Spannung tuber den Regelwiderstand 9 dem Trennwerkzeug 10 zugeführt, welches dadurch auf eine im Eiweichuingsbereich des Trenngutes liegende Tem- peraturstufe erwärmt wird und das Trenngut unter Wärme-und gegebenenfalls auch Druckeinwirkung durchtrennt.
Sobald das Trennwerkzeug 10 ausser Berührung mit dem Trenmgut ist, wird der Schalter 16 kurzzeitig. betätigt und dadurch der Stromkreis des Relais 6 geschlossen, wobei dessen Selbsthaltekontakt 8 don Stromkreis nach Loslassen des Schal- ters 16, fgesohlossen hält. Hierdurch werden sowohl die beiden Zeitrelais 12, 15 an. Spannung igelegt als auch der Kontakt 7 des Relais 6 geschlossen, wobei gleichzeitig der Kontakt 5 abfällt'und die-zum Transformator 3 führende Leitung 4 unterbricht.
Der Anzapfung 11 des Transformators 3 wird somit iiber das Zeitrelais 12 und den Kontakt 7 Spannung zugeführt, wodurch das Trennwerkzeug 10 einen Wärmeimpuls erhält und auf eine über dem Zersetzugspunkt des Trenngutes liegende Temperatur- stufe gebracht wird. Hierdurch werden die vom eifgentlichen Trennvorgang her am Trennwerkzeug haftenden Materialrückstände vollkommen verbrannt und das Trennwerkzeug thermisch gesäubert.
Fällt nun nach einer genau vorbestunmbaren Zeit das Zeitrelais 12, dessen Einschaltzeit kürzer . als diejenige des Zeitrelais 15 ist, ab, so wird der Transformator 3, da'dieStromzuführungziur Anzapfung 11 im Zeitrelais 12 unterbrochen wird, stromlos, so dass sich das Trennwerkzcug. abzukühlen vermag. Mit dem Abfallen des Zeitrelais 15 wird das Relais 6 spannungslos, wodurch dessen Selbst- haltalcontakt 8 und der Kontakt 7 abfallen, während der Kontakt 5 geschlossen wird, so dass die Schaltung wieder in ihren Ausgangszustand zurückgaführt ist.
Die beiden in den Stromkreis geschalteten Zeitrelais 12 und 15 dienen somit dazu, um die Ab bühlzelt des Trennwerkzeuges zwischen zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen in bestimm- ten Grenzen beliebig variieren zu können.
PANTENTANSPRÜCHE
I. Verfahren zum Durchtrennen von thermopla- stischen oder nichttermoplastischen, mit thermo- plastischen Bindemitteln versehenen Materialien eines beheizten Trennwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennwerkzeug während eines Arbeitstaktes nacheinander auf zwei Temperaturstufen gebracht wird, derart, dass es während seiner Berührung mit dem zu trennenlden Material eine in dessen Erwei- chungsbereioh liegende Temperaturstufe und nach Verlassen des Materials eine über dessen Zersetzungs punkt liegende Temperaturstufe aulweist.