DE102006020950A1

DE102006020950A1 - Vorrichtung zum thermischen Schneiden einer aus schmelzfähigem Fadenmaterial bestehenden Textilbahn in Bänder

Info

Publication number: DE102006020950A1
Application number: DE200610020950
Authority: DE
Inventors: Carlos Miami Yidi; Marc Vaupel
Original assignee: Vaupel Textilmaschinen GmbH and Co KG
Current assignee: YIDI, CARLOS, MIAMI, FLORIDA, US
Priority date: 2006-05-05
Filing date: 2006-05-05
Publication date: 2008-01-31

Abstract

Beim thermischen Schneiden einer Textilbahn wird ein Schneidmesser zwischen zwei Einspannstellen angeordnet, die auf gegenüberliegenden Seiten der Trägerbahn liegen. Durch das Schneidmesser wird elektrischer Strom geleitet, wodurch es beheizt wird und das Fadenmaterial in der Textilbahn thermisch trennt, wenn die Textilbahn längsbewegt wird. Um das textile Schneiden der Textilbahn zu verbessern, wird vorgeschlagen, die eine Schneidstelle gegenüber der anderen abstandsveränderlich zu machen und sie unter eine Kraftbelastung zu stellen. Diese Kraftbelastung ist bestrebt, die Einspann-Länge des Schneidmessers zu vergrößern.

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Ein wichtiges Anwendungsgebiet dieser Vorrichtung ist die Herstellung von Etikettbändern.
Wie die EP 0 853 697 zeigt, webt man zunächst eine breite Textilbahn auf einer Webmaschine, wobei in benachbarten Bahnzonen mehrere Etikettbänder hergestellt werden, die längsrandseitig zusammenhängen. Man verwendet eine Schar von Schneidmessern, von denen jedes zwischen zwei Einspannstellen gehalten wird, über welche elektrischer Strom durch das Schneidmesser geleitet wird und es so beheizt. Die beiden Einspannstellen werden von einem gemeinsamen Gehäuse getragen, welches auf der einen Seite der Textilbahn angeordnet ist. Vom Gehäuse geht ein Ausleger aus, der die eine der beiden Einspannstellen auf der gegenüberliegenden Seite der Trägerbahn anordnet. Dabei durchgreift der Ausleger den in die Textilbahn geschnittenen Schlitz zwischen benachbarten Bändern. Es wird eine Schar solcher Schneidmesser verwendet, die in definiertem Abstand zueinander angeordnet sind und die Textilbahn in den einzelnen Bahnzonen in Etikettbänder zerschneiden. Dieses thermische Schneiden der Textilbahn kann noch auf der Webmaschine ausgeführt werden. Die fertigen Etikettbänder brauchen dann mir noch abschnittweise in die einzelnen Etiketten zerschnitten zu werden.
Bei einer Vorrichtung anderer Art, die gemäß DE 34 05 252 A1 zum Zerschneiden eines Schaumstoffkörpers dient, wird ein Schneidsystem aus zwei einander kreuzenden Schneiddrähten benutzt, um aus einem Polystyrolblock Schaumstoffplatten zu schneiden. Die Drahtenden der beiden Schneiddrähte sind an einander gegenüberliegenden Umfangsstellen zweier oszillierender Wellen angeordnet, wodurch die beiden Schneiddrähte beim Schneiden des Polystyrolblocks eine zueinander gegensinnige Hubbewegung nach Art einer Säge ausführen. Die Enden der Schneiddrähte sind über eine sie längsspannende Schraubenfeder mit der oszillierenden Welle verbunden. Zum Beheizen der Schneiddrähte wird ein elektrischer Strom über die Wellen und über die Schraubenfedern durch den Schneiddraht geleitet. Dadurch wird nicht nur der Schneiddraht sondern auch die Schraubenfeder beheizt. Weil die Elastizität einer Schraubenfeder temperaturabhängig ist, wirkt sich der Stromfluss durch die Schraubenfeder nachteilig auf ihre Elastizität aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, die das thermische Schneiden der Textilbahn verbessert. Dies wird durch die im Anspruch 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.
Das Schneidmesser wird zwischen seinen beiden Einspannstellen in stromlosem Zustand fixiert, wo es noch kalt ist. Wenn das Schneidmesser bei der späteren Benutzung durch elektrischen Strom beheizt wird, nimmt die Einspann-Länge des Schneidmessers zwischen seinen beiden Einspannstellen in der Regel zu. Das liegt daran, dass eine gegebene Länge des Schneidmessers sich bei Erhöhung der Temperatur vergrößert. Die Folge dieser Längenvergrößerung ist, dass das Schneidmesser den gewünschten idealen Streckverlauf zwischen den beiden Einspannstellen verlässt und sich unkontrolliert krümmt. Das beheizte, heiße Schneidmesser lässt sich nicht ohne Weiteres durch Lösen der Einspannstellen wieder strecken, zumal dies umständlich und zeitaufwendig ist.
Ziel der Erfindung ist es, diesem Übel abzuhelfen. Dazu schlägt die Erfindung vor, mindestens die eine Einspannquelle gegenüber der anderen abstandsveränderlich zu machen und sie unter eine Kraftbelastung zu setzen, die bestrebt ist, die Einspann-Länge des Schneidmessers zu vergrößern. Dadurch ergibt sich ein selbsttätiges Nachspannen des Schneidmessers im erwärmten Zustand, und zwar ganz unabhängig von der jeweiligen Betriebstemperatur. Abgesehen vom Ausgangszustand, wo das Schneidmesser zwischen seinen beiden Einspannstellen festgesetzt wird, ist im Betriebszustand ein Lösen und Festziehen der Einspannstellen bei der Erfindung unnötig. Gleichgültig wie hoch die Betriebstemperatur ist, bleibt das Schneidmesser zwischen seinen eingespannten Endstellen stets gerade. Die eine Einspannstelle verändert zwar ihren Abstand gegenüber der anderen Einspannstelle, doch verläuft das Schneidmesser entlang ihrer geradlinigen Verbindung. Das Messer ist unabhängig von der Temperatur stets gestreckt. Dadurch ist die jeweilige Lage der Schnittstelle in der Textilbahn exakt definiert, nämlich die kürzeste Verbindung zwischen den beiden Einspannstellen. Fehlschnitte sind ausgeschlossen.
Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in lediglich einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:
1, eine Seitenansicht auf das Gehäuse mit dem zwischen seinen beiden Einspannstellen sitzenden Schneidmesser und zwar in einer Ruhestellung bei unbeheiztem, kalten Schneidmesser und
2, in einer zu 1 analogen Seitenansicht, die Arbeitsstellung der Vorrichtung, wo durch Beheizen des Schneidmessers eine Vergrößerung der Einspann-Länge eingetreten ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den Figuren bei ihrer Anwendung in einer Webmaschine zur Herstellung einer Textilbahn 10 gezeigt, wo das Schneiden während des Webvorgangs vollzogen wird. Die Vorrichtung könnte aber auch unabhängig vom Webstuhl benutzt werden, um nachträglich eine Textilbahn 10 in eine Vielzahl von Bändern 11 zu zerschneiden.
In 2 ist die Bewegungsrichtung der Textilbahn 10 bzw. der Bänder 11 durch einen Pfeil 13 markiert. Quer zur Bewegungsrichtung 13 verläuft über der Textilbahn 10 bzw. den Bändern 11 ein Träger 12, an welchem eine Vielzahl von Gehäusen 15 montiert sind. Das Gehäuse 15 befindet sich im Abstand von der Oberseite 14 der Textilbahn 10 bzw. der Bänder 11 und ist entlang des Trägers bis zu jener definierten Stelle verschieblich, wo ein Schnitt 16 in der Textilbahn 10 erzeugt werden soll. Das Gehäuse 15 trägt nämlich ein Schneidmesser 20, das elektrisch beheizt werden kann. Der Abstand zwischen zwei Gehäusen 15 mit ihren Schneidmessern 20 bestimmt die Breite des aus der Textilbahn 10 zu schneidenden Bandes 11. Die Textilbahn besteht nämlich aus schmelzfähigem Material und das Schneidmesser 20 wird durch den elektrischen Strom auf eine Temperatur erwärmt, bei welcher dies Fadenmaterial schmilzt und so den Schnitt 16 erzeugt.
Jedes Schneidmesser 20 verläuft zwischen zwei Einspannstellen 21, 22, die auf gegenüberliegenden Seiten 14, 17 der Textilbahn 10 angeordnet sind. Jede der beiden Einspannstellen 21, 22 befindet sich an einem Halter 23, 24, die am Gehäuse 15 sitzen. Eine erste Besonderheit der Erfindung besteht darin, dass der eine, auf der Oberseite 14 der Trägerbahn 10 angeordnete Halter 21 ruht, während der andere Halter 24 beweglich ist und daher „Bewegungshalter" genannt werden soll. Der ruhende Halter 23 soll nachfolgend kurz als „Ruhehalter" bezeichnet werden. Der Bewegungshalter 24 ist über ein Drehgelenk 18 mit dem Gehäuse 15 verbunden und besitzt einen Ausleger 25, der durch den Schlitz 16 in der Textilbahn hindurchragt und an dessen Ende sich die untere Einspannstelle 22 befindet. Im vorliegenden Fall ist der Bewegungshalter 24 als Winkelhebel ausgebildet, dessen einer Hebelarm den Ausleger 25 bildet, während der andere Arm 26 von einer Federkraft 30 im Sinne des eingezeichneten Pfeils 30 belastet wird. Die Federbelastung 30 geht von einer Wendelfeder 31 aus, die in einer Aufnahme 27 des Gehäuses 15 angeordnet ist und sich mit ihrem einen freien Ende 32 an dem Hebelarm 26 abstützt.
Die 1 zeigt die Ruhestellung des Bewegungshalters 24, wo sich der Hebelarm 26 an einem Anschlag 19 vom Gehäuse 15 abstützt. Diese Ruhestellung ist in 1 durch eine Hilfslinie 24.1 markiert. In dieser Ruhestellung 24.1 wird das Schneidmesser 20 zwischen den beiden Haltern 23, 24 montiert. Das Schneidmesser 20 besteht im vorliegenden Fall aus einem Draht, der beidendig an den Einspannstellen 21, 22 festgeklemmt wird. Dazu können Klemmschrauben genutzt werden. In der Ruhestellung 24.1 könnte der Hebelarm 26 auch schon etwas von seinem Anschlag 19 entfernt sein. Entscheidend ist aber, dass der das Schneidmesser 20 bildende Draht gestreckt zwischen den beiden Einspannstellen 21, 22 verläuft. In der Ruhestellung hat das Schneidmesser 20 eine durch die Strecke l₁ markierte Einspann-Länge zwischen seinen beiden Einspannstellen 21, 22. Die Federbelastung 30 sorgt dafür, dass über den Bewegungshalter 24 die untere Einspannstelle 22 unter einer Kraftbelastung P steht, die bestrebt ist, diese Einspann-Länge l₁ zu vergrößern. In der Ruhestellung 24.1 liegt in diesem Fall eine minimale Einspann-Länge l₁ vor.
Die beiden Halter 23, 24 sind zueinander elektrisch isoliert im Gehäuse 15 angeordnet und über elektrische Bauteile an elektrische Leitungen 28 angeschlossen. Durch eine Punktlinie ist in 2 der Stromverlauf veranschaulicht. Wie ersichtlich, liegt die Wendelfeder 31 außerhalb des elektrischen Stromkreises, wird also nicht vom Strom durchflossen. Der elektrische Strom ist gegenüber dem Material und dem Querschnitt des Schneidmessers 20 so bemessen, dass sich das Schneidmesser 20 auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt, um das Fadenmaterial der Textilbahn 10 zu schmelzen. Wenn dann die Textilbahn 10 im Sinne des Pfeils 13 von 2 bewegt wird, wird ein Schnitt 16 in der Trägerbahn 10 ausgeführt. Die Textilbahn 10 wird in Bänder 11 geschnitten.
2 zeigt auch, was normalerweise passiert, wenn man metallische Werkstoffe, wie das Schneidmesser 20, erhitzt; die Länge wird größer. Die Einspann-Länge 12 des Schneidmessers 20 zwischen seinen beiden Einspannstellen 21, 22 wachst um ein Differenzstück Δl an. Wenn beide Halter 23, 24 ruhen würden, würde die Überschusslänge Δl zu einem unkontrollierten gekrümmten Verlauf zwischen den beiden Einspannstellen 21, 22 führen. Weil aber durch die Federbelastung eine Zugkraft P auf wenigstens die eine Einspannstelle 22 wirkt, bleibt das aus flexiblem Draht bestehende Schneidmesser 20 gestreckt. Der Bewegungshalter 24 wird um einen Winkel 34 verschwenkt. Die an der Trägerbahn 10 angreifende Schneidstelle 33 des Messers 20 ist stets die kürzeste lineare Verbindung zwischen den beiden Einspannstellen 21, 22. Durch die Hilfslinie 24.2 ist in 2 die „Arbeitsstellung" vom Bewegungshalter 24 veranschaulicht.
Die auf das Schneidmesser 20 ausgeübte Zugkraft P sorgt automatisch für einen gestreckten Verlauf des Schneidmessers bei jeder beliebigen Temperatur. Wenn das Schneidmesser 20 im Ausgangsfall an seinen beiden Einspannstellen 21, 22 festgeklemmt ist, dann braucht sich die Bedienungsperson beim weiteren Betrieb der Vorrichtung darum nicht mehr zu kümmern. Das Schneidmesser 20 nimmt immer eine wohldefinierte, gestreckte Lage zwischen seinen beiden Haltern 23, 24 ein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Bewegungshalter 24 als Hebel ausgebildet. Eine Alternative wäre, ihn als längsbeweglichen Schieber auszubilden, der über eine Führung mit dem Gehäuse 15 verbunden ist. Weiterhin könnte die Federkraft 30 auch durch eine Gewichtskraft ersetzt werden, die auf den Bewegungshalter 24 wirkt.

10: Textilbahn
11: Band
12: Träger für 15
13: Pfeil des Transports von 10 bzw. 11, Bewegungsrichtung
14: Oberseite von 10
15: Gehäuse
16: Schnitt in 10 für 11
17: Unterseite von 10
18: Drehgelenk
19: Anschlag von 15 für 26
20: Schneidmesser, Draht
21: obere, ruhende Einspannstelle von 20
22: untere, bewegliche Einspannstelle von 20
23: ruhender Halter, Ruhehalter
24: beweglicher Halter, Bewegungshalter
24.1: Ruhestellung von 24 (1)
24.2: Arbeitsstellung von 24 (2)
25: Ausleger, erster Arm von 24
26: zweiter Arm von 24, Hebelarm
27: Aufnahme für 31 in 15
28: elektrische Leitungen
29: Punktlinie des elektrischen Stromverlaufs
30: Pfeil der Federkraft, Federbelastung
31: Wendelfeder für 30
32: Andrückstelle von 31 für 26
33: wirksame Schneidstelle von 20 an 10 (2)
34: Pfeil der Schwenkbewegung von 26, Wegdrückrichtung
l₁: Einspann-Länge von 20 bei 24.1
l₂: Einspann-Länge von 24 bei 24.2
Δl: Differenzlänge zwischen l₁, l₂
P: Kraftbelastung von 20, Zugkraft

Claims

Vorrichtung zum thermischen Schneiden einer aus schmelzfähigem Fadenmaterial bestehenden Textilbahn (10) in Bänder (11), mit mindestens einem Schneidmesser (20) zwischen zwei Einspannstellen (21, 22), wobei über die beiden Einspannstellen (21, 22) elektrischer Strom (29) durch das Schneidmesser (20) geleitet wird und es beheizt, mit einem auf der einen Seite (14) der Textilbahn (10) angeordneten Gehäuse (15), welches zwar beide Einspannstellen (21, 22) trägt, doch ist die eine Einspannstelle (22) über einen Ausleger (25) auf der gegenüberliegenden Seite (17) der Trägerbahn (10) angeordnet und der Ausleger (25) durchgreift den in die Textilbahn (10) geschnittenen Schlitz (16) zwischen benachbarten Bändern (11), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die eine Einspannstelle (22) gegenüber der anderen (21) abstandsveränderlich ist und unter einer Kraftbelastung (P) steht, die bestrebt ist, die Einspann-Länge (l₁, l₂) des Schneidmessers (20) zu vergrößern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, mit wenigstens einem Halter (23, 24), der am Gehäuse (15) sitzt und an dessen freiem Ende sich die eine Einspannstelle (21, 22) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der die abstandsveränderliche Einspannstelle (22) aufweisende erste Halter (24) mit dem Gehäuse (15) beweglich (34) verbunden (18) ist und einen Bewegungshalter bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite, mit der ruhenden Einspannstelle (21) versehene Halter (23) ortsfest am Gehäuse (15) sitzt und einen Ruhehalter bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungshalter (24) ein Hebel ist, der über ein Drehgelenk (18) mit dem Gehäuse (15) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungshalter ein Schieber ist, der über eine Führung mit dem Gehäuse (15) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, die abstandsveränderliche Einspannstelle (22) oder ihr Bewegungshalter unter einer Gewichtskraft stehen, welche die Kraftbelastung (P) erzeugt.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die abstandsveränderliche Einspannstelle (22) oder ihr Bewegungshalter (24) unter einer Federkraft (30) stehen, welche die Kraftbelastung (P) erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtskraft oder die Federkraft (30) außerhalb des Stromkreises (29) angeordnet sind, der durch das Schneidmesser (20) geht und es beheizt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (31) zum Erzeugen der Gewichtskraft oder der Federkraft (31) im Gehäuse (15) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungshalter (24) zugleich der Ausleger (25) ist, der die eine Einspannstelle (22) auf der gegenüberliegenden Seite (17) der Textilbahn (10) anordnet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der als Hebel ausgebildete Bewegungshalter (24) ein Winkelhebel ist, dessen einer Hebelarm (26) den Halter bildet, während der andere Hebelarm im Gehäuse (15) von einer Feder (31) kraftbelastet (30) ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine Wendelfeder (31) ist, die in einer Aufnahme (27) des Gehäuses (15) angeordnet ist und mit ihrem freien Ende (32) sich an dem einen Hebelarm (26) abstützt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Arm (26) des von der Feder (31) belasteten Hebels sich in einer Ruhestellung (24.1) an einem Anschlag (19) vom Gehäuse (15) abstützt und dabei eine minimale Einspann-Länge (l₁) des Schneidmessers (20) bestimmt und dass die Feder (31) bestrebt ist, den Hebelarm (26) vom Anschlag (19) weg in eine Arbeitsstellung (24.2) wegzudrücken (34), wobei die Einspann-Länge (l₂) vom Schneidmesser (20) anwächst (Δl).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass am Gehäuse (15) ein Stopp sitzt, der einen maximalen Schwenkwinkel (34) des Hebels (24) gegenüber dem Gehäuse (15) begrenzt.