DE102011112125A1

DE102011112125A1 - Vorrichtung zum Verlegen einer Materialbahn

Info

Publication number: DE102011112125A1
Application number: DE102011112125A
Authority: DE
Inventors: Egbert Sendzik; Jakob Meixner; Timo Dierßen; Jens Lichtner
Original assignee: Institut fuer Verbundwerkstoffe GmbH; Eurocopter Deutschland GmbH; Broetje Automation GmbH
Current assignee: Airbus Helicopters Deutschland GmbH; Institut fuer Verbundwerkstoffe GmbH; Broetje Automation GmbH
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-09-02
Publication date: 2013-03-07

Abstract

Eine Vorrichtung zum Verlegen einer Materialbahn (20), insbesondere aus Fasermaterial, hat einen Verlegekopf, der einen sich zu einem Ausgabespalt (19) erstreckenden Kanal (1), durch den die Materialbahn (20) geführt ist, und eine Klinge (10) umfasst, die an einer Kappstelle zum Kappen der Materialbahn (20) in den Kanal (1) einführbar ist. An der Kappstelle ist der Abstand zwischen zwei Längskanten der Materialbahn (20), gemessen quer zur Einführrichtung der Klinge (10), kleiner als die Breite der Klinge (10) und kleiner als die parallel zu ihrer Oberfläche gemessene Breite der Materialbahn (20) im flach ausgebreiteten Zustand.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verlegen einer Materialbahn, insbesondere aus Fasermaterial. Materialbahnen aus Fasermaterial, insbesondere aus Glas- oder Kohlefaser mit oder ohne Polymer- oder Kunststoffimprägnierung, werden zur Fertigung von hochbelastbaren, eventuell komplex geformten Halbfertigteilen eingesetzt, indem eine Form mit einer solchen Materialbahn ausgelegt oder verkleidet wird und neben- oder übereinanderliegende Abschnitte der Materialbahn durch Aufschmelzen von bereits vor dem Verlegen in der Materialbahn enthaltenem Kunstharz miteinander verbunden werden.
Um ein solches Halbfertigteil schnell produzieren zu können, ist es wünschenswert, mehrere Bahnen des Fasermaterials gleichzeitig nebeneinander verlegen zu können. Zwischen den nebeneinander angeordneten Bahnen darf jedoch keine Lücke bestehen, da diese eine Schwachstelle des Halbfertigteils darstellen würde.
Aus US 2008/0216961 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der mehrere Materialbahnen gleichzeitig nebeneinander verlegt werden können. Die Materialbahnen sind in zwei Kanälen geführt, die aus unterschiedlichen Richtungen an einem Ausgabespalt der Vorrichtung aufeinandertreffen. In jedem Kanal verlaufen die Materialbahnen durch Zwischenräume voneinander getrennt, wobei die Zwischenräume des einen Kanals jeweils auf die Materialbahnen des anderen ausgerichtet sind und umgekehrt, sodass sich die am Ausgabespalt aufeinandertreffenden Materialbahnen an ihren Rändern berühren und einander zu einer lückenlosen Matte ergänzen, in jedem einzelnen Führungskanal aber zwischen den einzelnen Materialbahnen ein solcher Abstand herrscht, dass jede Materialbahn von einer Klinge, die etwas breiter als die Materialbahn ist, sauber und vollständig auf ihrem gesamten Querschnitt gekappt werden kann, ohne dabei benachbarte Bahnen in Mitleidenschaft zu ziehen. Die Mehrzahl der Kanäle macht die herkömmliche Vorrichtung aufwendig und dementsprechend kostspielig in der Fertigung, und die unterschiedlichen Orientierungen der Kanäle führen zu einem beträchtlichen Platzbedarf der Vorrichtung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung zum Verlegen einer Materialbahn zu schaffen, die mit einem einfachen und kompakten Aufbau die lückenlose Verlegung von Materialbahnen in im Prinzip beliebiger Stückzahl nebeneinander ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einer Vorrichtung zum Verlegen einer Materialbahn, insbesondere aus Fasermaterial, mit einer Verlegeeinheit, die einen sich zu einem Ausgabespalt erstreckenden Kanal, durch den die Materialbahn geführt ist, und eine Klinge umfasst, die an einer Kappstelle zum Kappen der Materialbahn in den Kanal einführbar ist, an der Kappstelle der Abstand zwischen zwei Längskanten der Materialbahn, gemessen quer zur Einführrichtung der Klinge, kleiner als die Breite der Klinge und kleiner als die parallel zu ihrer Oberfläche gemessene Breite der Materialbahn im flach ausgebreiteten Zustand ist.
Wenn in der Verlegevorrichtung mehrere solche Verlegeeinheiten unmittelbar nebeneinander montiert sind, dann ist es mit ihnen möglich, mehrere Materialbahnen gleichzeitig auszulegen, die sich an ihren Rändern berühren oder sogar geringfügig überlappen und so an der Form eine lückenlose Matte bilden, ohne dass die Klingen der Verlegeeinheiten einander berühren und sich gegenseitig im Betrieb stören müssten.
Um Lücken zwischen den Materialbahnen zu vermeiden oder zu minimieren, sollten die Materialbahnen vorzugsweise am Ausgabespalt auf eine größere Breite aufgespreizt sein als an der Kappstelle, d. h. der am Ausgabespalt zwischen zwei Längskanten der Materialbahn quer zur Einführrichtung der Klinge gemessene Abstand sollte größer sein als der an der Kappstelle gemessene Abstand. Dies ist insbesondere dadurch erreichbar, dass die Materialbahn am Ausgabespalt im Querschnitt geradlinig verläuft und/oder senkrecht zu einer von der Einführrichtung der Klinge und der Laufrichtung der Materialbahn im Kanal aufgespannten Bezugsebene orientiert ist.
Um in Höhe der Kappstelle die quer zur Einführrichtung der Klinge gemessene Breite der Materialbahn zu reduzieren, kann die Materialbahn dort auf ihrer gesamten Breite relativ zu ihrer Orientierung am Ausgabespalt verdreht sein, d. h. ihr Querschnitt ist auch in Höhe der Klinge geradlinig, erstreckt sich aber unter einem nichtrechten Winkel zu der Bezugsebene. Alternativ kann der Querschnitt der Materialbahn in Höhe der Kappstelle auch einen geknickten oder gekrümmten Verlauf aufweisen.
Wenn der Querschnitt der Materialbahn an der Kappstelle gradlinig und schräg zur Einführrichtung der Klinge verläuft, dann besteht die Möglichkeit, dass Teile der Materialbahn vor dem Kappen von der Klinge seitwärts verschoben werden. Um zu verhindern, dass die gesamte Materialbahn beim Kappen im Mittel seitwärts verschoben wird, kann der Querschnitt der Materialbahn in Höhe der Kappstelle zu der Bezugsebene spiegelsymmetrisch gemacht sein.
Wenn die Materialbahn an der Kappstelle im Querschnitt einen Kreisbogen bildet, dann sollte sich dieser zweckmäßigerweise über einen Winkel von 60° bis 90° erstrecken. Bei einem Winkel von weniger als 60° ist, insbesondere bei einer Breite der Materialbahn im Zentimeterbereich, die Differenz zwischen der quer zur Einführrichtung der Klinge gemessenen Breite und der Breite der Materialbahn im flach ausgebreiteten Zustand zu gering, und bei einem Winkel von mehr als 90° ist die Gefahr groß, dass die Materialbahn von der vorrückenden Klinge nicht sofort gekappt sondern zunächst seitwärts verschoben wird.
Vorzugsweise spannen die Einführrichtung der Klinge und die Laufrichtung der Materialbahn einen spitzen Winkel auf. Wenn die Klinge beim Vorrücken gegen die Materialbahn auch eine Geschwindigkeitskomponente in deren Laufrichtung hat, dann wird die Bahn unmittelbar vor dem Kappen durch die Wirkung der Klinge auch gestrafft, was das Kappen erleichtert. Der von Klinge und Laufrichtung aufgespannte Winkel beträgt vorzugsweise zwischen 45° und 75°, Idealerweise ca. 60°.
Die Klinge sollte mit der Materialbahn nicht auf deren gesamter Breite gleichzeitig im Eingriff sein, damit sie die Fasern der Materialbahn nicht alle gleichzeitig kappen muss. So kann die Antriebskraft der Klinge niedrig gehalten werden, und die Zuverlässigkeit des Kappvorgangs ist erhöht.
Die Kappstelle kann durch einen Spalt einer Matrize gebildet sein, über den die Klinge beim Kappen hinwegstreicht. Zweckmäßigerweise kann die Matrize gleichzeitig als Stütze für die sich bewegende Klinge dienen.
Ein wirksames Mittel, um ein Ausweichen der Materialbahn in seitliche Richtung beim Kappen zu vermeiden, ist, wenn eine Schneidkante, die den Kanal an einer der Klinge gegenüberliegenden Seite begrenzt und mit der Klinge beim Kappen der Materialbahn zusammenwirkt, mehrere Schneidkantenabschnitte umfasst, die parallel zu ihnen gegenüberliegenden Abschnitten der Klinge orientiert sind. Wenn Fasern der Materialbahn zwischen solchen parallelen Klingen- und Schneidkantenabschnitten geklemmt werden, können sie nicht seitwärts ausweichen.
Damit nicht alle Fasern einer Materialbahn gleichzeitig durchschnitten werden müssen, was, wie oben dargelegt, eine hohe Antriebskraft für die Schneidklinge erforderlich machen würde, sind die Schneidenkantenabschnitte vorzugsweise in Einführrichtung der Klinge gegeneinander versetzt.
Zwischen den Schneidkantenabschnitten sind vorzugsweise nicht schneidende, zur Einführrichtung der Klinge parallele Abschnitte vorgesehen, um den erwünschten Versatz der Schneidenkantenabschnitte in Einführrichtung der Klinge herzustellen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verlegen einer Materialbahn umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von nebeneinander montierten Verlegeeinheiten für jeweils eine einzelne Materialbahn.
Die Ausgabespalte der einzelnen Verlegeeinheiten liegen vorzugsweise auf einer gleichen Linie, um die mehreren Materialbahnen ohne Lücke unmittelbar nebeneinander auslegen zu können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
1 einen Schnitt durch eine Verlegeeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung entlang einer durch die Laufrichtung einer Materialbahn und die Vorschubrichtung einer Klinge aufgespannten Bezugsebene;
2 eine teilweise zerlegte perspektivische Ansicht einer mehrere nebeneinander montierte Verlegeeinheiten umfassenden Verlegevorrichtung;
3 eine auseinandergezogene Ansicht einer Verlegeeinheit der Verlegevorrichtung;
4 einen schematischen Querschnitt durch die Verlegevorrichtung entlang der Ebene IV der 1;
5 eine vergrößerte Seitenansicht einer in einer Verlegeeinheit verwendeten Klinge;
6 einen schematischen Querschnitt durch eine Verlegevorrichtung entlang der Ebene VI-VI aus 1;
7 eine Draufsicht auf eine mit der Klinge zusammenwirkende Matrize gemäß einer ersten Abwandlung
8 eine Draufsicht auf eine Matrize gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung; und
9 eine Draufsicht auf eine Matrize gemäß einer weiteren Abwandlung.
1 zeigt eine einzelne Verlegeeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt. Die Verlegeeinheit ist insgesamt flach plattenförmig, und die – im Folgenden auch als Bezugsebene bezeichnete – Schnittebene der 1 verläuft mittig zwischen zwei einander gegenüberliegenden Hauptoberflächen der Verlegeeinheit. Ein Kanal 1, in dem eine von einer (nicht dargestellten) Vorratsspule abgewickelte Bahn 20 aus Fasermaterial, insbesondere Glas- und/oder Kohlefaser, parallel zur Bezugsebene im Wesentlichen vertikal abwärts geführt ist, ist durch einander gegenüberliegende Schmalseiten einer Grundplatte 2 und einer Gegenplatte 3 der Verlegeeinheit begrenzt. Ein Paar von Zugwalzen 4, 5, die zwischen sich die Materialbahn 20 einklemmen und nach unten vorwärts ziehen, ist in Aussparungen der Grundplatte 2 und der Gegenplatte 3 aufgenommen. Die Zugwalzen 4, 5 haben zylindrische Umfangsflächen, sodass die Materialbahn 20, wenn sie einen von den Zugwalzen 4, 5 begrenzten Spalt 6 passiert, einen zu der Bezugsebene senkrechten, geradlinigen Querschnitt aufweist.
In einem sich nach unten an den Spalt 6 anschließenden Bereich ist der Kanal 1 einerseits von der Gegenplatte 3, andererseits von einem in die Grundplatte 2 eingefügten Einsatzteil 7 begrenzt. Eine den Kanal 1 begrenzende Schmalseite des Einsatzteils 7 ist bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel konvex zylindrisch geformt, und eine gegenüberliegende Schmalseite der Gegenplatte 3 ist zur Schmalseite des Einsatzteils 7 komplementär, hier konkav zylindrisch, geformt. Unterhalb des Einsatzteils 7 ist in die Grundplatte eine Matrize 8 eingefügt. Die Matrize 8 ist ein Stahlblock mit ebener Oberseite, durch den sich ein Stück des Kanals 1 in Form eines Schlitzes 9 erstreckt. Der Schlitz 9 ist im Schnitt quer zur Bezugsebene in gleicher Weise gekrümmt wie die einander gegenüberliegenden Schmalseiten des Einsatzteils 7 und der Gegenplatte 3.
In einem zum Kanal 1 hin schräg abwärts verlaufenden Zwischenraum zwischen der Matrize 8 und dem Einsatzteil 7 ist eine Klinge 10 entlang der Oberseite der Matrize 8 und parallel zur Bezugsebene verschiebbar angeordnet. Eine federbeaufschlagte Walze 11 halt die Klinge 10 gegen die Oberseite der Matrize 8 gedrückt, um so ihre Bewegung zu führen. Zum Antreiben der Bewegung der Klinge 10 dient ein Linearstellglied 12, hier in Form eines mit Druckluft angetriebenen Zylinders. Der Zylinder hat zwei Kammern, die jeweils über einen Anschluss 13 bzw. 14 mit Druckluft beaufschlagbar sind, um ein Vorrücken der Klinge 10 gegen den Kanal 1 und die darin geführte Materialbahn 20 bzw., nach dem Kappen der Materialbahn 20, eine Rückzugsbewegung der Klinge 10 anzutreiben. Das Kappen sollte bei stillstehender Materialbahn erfolgen, um eine Stauchung der Materialbahn im Kanal 1 oberhalb des Schlitzes 9 zu vermeiden, während die Klinge 10 den Schlitz 9 verdeckt. Die Laufrichtung der Materialbahn in Höhe des Schlitzes 9, vertikal nach unten in 1, und die Bewegungsrichtung der Klinge 10 beim Kappen der Materialbahn, schräg nach links unten in 1, spannen einen spitzen Winkel 6 von ca. 60° auf. Indem sich so die Klinge 10 beim Kappen mit der Materialbahn abwärts bewegt, setzt sie beim Kappen die Materialbahn unter Spannung, was das Kappen erleichtert.
Ein auf den Schlitz 9 folgender Abschnitt des Kanals 1 ist einerseits durch eine an der Gegenplatte 3 verschraubte Schale 15 und andererseits durch eine in der Grundplatte 2 verankerte Blattfeder 16 begrenzt. Die Kraft, mit der die Blattfeder 16 gegen die Schale 15 drückt und die Materialbahn 20 dabei klemmt, ist mit Hilfe einer Stellschraube 17 regulierbar.
In einer weiteren Aussparung am unteren Rand der Grundplatte 2 ist eine Andruckwalze 18 drehbar aufgenommen; sie dient zum Andrücken der an einem Ausgabespalt 19 am unteren Rand der Schale 15 ins Freie tretenden Materialbahn 20 an eine (nicht dargestellte) Form.
2 zeigt, teilweise zerlegt, eine Verlegevorrichtung mit mehreren Verlegeeinheiten vom in 1 gezeigten Typ. Die Verlegevorrichtung der 2 weist fünf Verlegeeinheiten auf, doch versteht sich, dass die Zahl der nebeneinander, mit einander berührenden Hauptoberflächen der Grund- bzw. Gegenplatten 2, 3 montierbaren Verlegeeinheiten an sich beliebig ist. Bei zweien der Verlegeeinheiten ist jeweils ein Stück der von ihnen verlegten und in Kontakt mit den den Kanal 1 begrenzenden Schmalseiten der Einsatzteile 7 und Gegenplatten 3 zylindrisch gekrümmten Materialbahn 20 zu sehen. Während die Wölbung der einander gegenüberliegenden Schmalseiten der Einsatzteile 7 und der Gegenplatten 3 deutlich zu erkennen ist, sieht man auch, dass sich unterhalb der Matrize 8 Oberflächen der Schale 15 und der Grundplatten 2 bzw. der Blattfedern 16 gegenüberliegen, die im Schnitt quer zur Laufrichtung der Materialbahn 20 geradlinig sind und der Materialbahn 20 in Höhe des Ausgabespalts 19 einen geradlinigen, zur Bezugsebene senkrechten Querschnitt geben.
3 veranschaulicht noch einmal den Aufbau einer einzelnen Verlegeeinheit anhand einer auseinandergezogenen perspektivischen Darstellung, wobei die Gegenplatte 3 weggelassen ist. Die Grundplatte 2 und das Einsatzteil 7 sind hier jeweils nur halb, geschnitten entlang derselben Bezugsebene wie in 1 dargestellt; andere Teile wie etwa die Matrize 8, die Klinge 10, das Stellglied 12, eine Schraube 21, die das Einsatzteil 7 an der Grundplatte 2 fixiert, sowie die Blattfeder 16 und ihre Halterung sind vollständig dargestellt. Man erkennt insbesondere eine Nut 22 an der Oberseite der Matrize 8, in der ein von dem Stellglied 12 angetriebener Stößel 23 verschiebbar ist. Ein aus der Nut 22 aufragender Vorsprung 24 des Stößels 23 greift in eine Öffnung 25 der Klinge 10 ein, um diese gegen den Schlitz 9 vorzutreiben bzw. zurückzuziehen.
4 zeigt einen Schnitt durch die Verlegevorrichtung entlang der Ebene IV aus 1. Man erkennt die einander unmittelbar berührenden Matrizen 8 der einzelnen Verlegeeinheiten sowie die auf ihnen aufliegenden Klingen 10 und die sie antreibenden Stellglieder 12. Die Klingen 10 sind geringfügig schmaler als die Matrizen 8, um sich gegenseitig in ihrer Bewegung nicht zu behindern. Nochmals geringfügig schmaler als die Klingen 10 sind, gemessen quer zu deren Bewegungsrichtung, die Schlitze 9 in den Matrizen 8. Dadurch ist sichergestellt, dass jede Klinge 10 eine durch den ihr zugeordneten Schlitz 9 verlaufende Materialbahn vollständig durchtrennt, selbst wenn diese Materialbahn in flach ausgebreitetem Zustand breiter wäre als die Klinge 10.
Die Schlitze 9 sind im Schnitt senkrecht zur Laufrichtung der Materialbahn 20 kreisbogenförmig mit einem aufgespannten Winkel α von 60° bis 90°, vorzugsweise ca. 75°. Für das Verhältnis von Breite d zu Bogenlänge a des Schlitzes 9 gilt d / a = 2 sinα/2 / α, wobei α im Bogenmaß angegeben ist. Wenn demnach der Winkel α = 75° bzw. 5π/12 beträgt, dann passt z. B. eine Materialbahn 20 mit der Breite a = 10,0 mm durch einen Schlitz 9 der Breite d = 9,3 mm und kann von einer Klinge, deren Breite gleich d oder nur geringfügig größer ist, vollständig und sauber geschnitten werden. Der Abstand e zwischen den Rändern des Schlitzes 9 und den Seitenflächen der Matrize 8 beträgt hier jeweils 0,3 mm, so dass sich eine Gesamtbreite der Verlegeeinheit von 9,9 mm ergibt. Daher berühren durch Schlitze 9 von zueinander benachbarten Verlegeeinheiten gelaufene Materialbahnen 20 einander am Ausgabespalt 19, wenn sie dort wieder einen geradlinigen Querschnitt angenommen haben.
5 zeigt in einer Seitenansicht die Klinge 10 einer Verlegeeinheit. An einer Schneidkante 26 der Klinge 10 treffen eine auf der Matrize 8 gleitende Unterseite 27 und eine der Materialbahn 20 zugewandte Stirnseite 28 unter einem Winkel β = 60° aufeinander. Dieser im Vergleich zu einer Messerklinge eher stumpfe Winkel gewährleistet eine lange Standzeit der Klinge 10.
6 zeigt einen Schnitt durch die Verlegevorrichtung entlang der Ebene VI-VI aus 1. Diese Schnittebene verläuft durch die gemeinsame Drehachse der Andruckwalzen 18 und diese umgebende Teile der Grundplatten 2 sowie durch einen unteren Endbereich der Kanäle 1 der Verlegeeinheiten, in denen die Blattfedern 16 die (in der Figur nicht gezeigten) Materialbahnen gegen die Schale 15 drucken. Schmale Stege 29 springen zwischen den Grundplatten 2 gegen die Schale 15 vor und trennen die Kanäle 1 der einzelnen Materialbahnen von einander, um diese bis unmittelbar an den Ausgabespalt 19 in ihrer Querrichtung zu führen und exakt an der Form zu positionieren. Die Breite der Stege 29 ist jedoch so gering, dass über benachbarte Kanäle 1 geführte Materialbahnen 20 einander berühren, spätestens nachdem sie von der Andrückwalze 18 gegen die Form gedrückt worden sind.
7 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf eine Matrize 8' gemäß einer abgewandelten Ausgestaltung. Hier ist die konvex gekrümmte Seite des Schlitzes 9 der Klinge 10 zugewandt, so dass die Klinge 10 mit dem Kappen einer durch den Schlitz 9 verlaufenden Materialbahn in der Mitte beginnt und von dort zu den Rändern vordringt. So ist eine Verschiebung von Fasern zur Mitte der Materialbahn während des Kappens ausgeschlossen.
8 zeigt eine weitere Draufsicht auf eine Matrize 8'' gemäß einer weiterentwickelten Ausgestaltung. Genauso wie die Matrize 8 hat die Matrize 8'' einen im Schnitt quer zur Laufrichtung der Materialbahn 20 gekrümmten Schlitz 9, an dessen der Klinge 10 zugewandter konvexer Seite 30 die Materialbahn 20 entlang streicht. Der Querschnittsverlauf der Materialbahn 20 folgt dabei der Kontur der konvexen Seite 30, d. h. auch die Materialbahn 20 hat im Querschnitt die Form eines Kreisbogens, der sich beiderseits der in 8 als strichpunktierte Linie 31 eingezeichneten Bezugsebene 31 über einen Winkel von α/2 = 37,5° erstreckt.
Unterschiedlich sind hingegen die von der Klinge 10 abgewandten konkaven Seiten des Schlitzes 9. Während diese bei der Matrize 8 als zur konvexen Seite konzentrischer, kontinuierlich gekrümmter Kreisbogen geformt ist, setzt sich die konkave Seite 32 bei der Matrize 8'' aus einer Vielzahl von Schneidkantenabschnitten 33 zusammen, die im Wesentlichen parallel (d. h. zumindest insoweit parallel, dass eine Seitwärtsverschiebung der Fasern der Materialbahn 20 durch die Klinge 10 ausgeschlossen ist) zur Schneidkante 26 der Klinge 10 verlaufen. Schneidkantenabschnitte 33 auf verschiedenen Seiten der Bezugsebene 31 sind, wie in 8 an zwei zur Bezugsebene 31 senkrechten strichpunktierten Linien zu erkennen, gegen einander gestaffelt, so dass beim Vorrücken der Klinge 10 Fasern der Materialbahn 20 zunächst zwischen der Klinge 10 und einem in der Darstellung der 7 obersten Schneidkantenabschnitt 33 geklemmt und schließlich abgeschert werden. Erst nach Abscheren dieser Fasern kann die Klinge 10 weiter vorrücken und Fasern an einem in der Darstellung der 8 untersten Schneidkantenabschnitt 33 klemmen und abscheren. Der nächste Schneidkantenabschnitt 33, an dem die Fasern abgeschert werden, ist der zweitoberste, es folgte der zweitunterste, usw. So schreitet der Kappvorgang schrittweise zur Mitte der Materialbahn 20 vor, und zum Schluss wird auch diese durchtrennt. Da die Fasern der Materialbahn 20 jedes Mal unmittelbar vor dem Durchtrennen zwischen der Klinge 10 und einem Schneidkantenabschnitt 33 geklemmt sind, ist die bei der Matrize 8 insbesondere im Falle eines großen Winkels α vorhandene Neigung der Materialbahn 20, vor der Klinge 10 zur Mitte des Schlitzes 9 hin auszuweichen, beseitigt. An parallel zur Einführrichtung der Klinge 10 verlaufenden Abschnitten 34 der konkaven Seite 32 werden die Fasern der Materialbahn nicht geschnitten, und es findet auch keine Auslenkung der Materialbahn quer zur Einführrichtung der Klinge 10 statt.
9 zeigt eine vierte Ausgestaltung der Matrize 8'''. Der Schlitz 9 ist im Querschnitt gradlinig, ist aber schräg zur Einführrichtung der Klinge 10 ausgerichtet, so dass die senkrecht zur Einführrichtung gemessene Breite d des Schlitzes 9 sich zur größtmöglichen tatsächlichen Breite 1 einer durch den Schlitz 9 geführten Materialbahn 20 verhält wie l/sin γ, wobei γ der Winkel ist, unter dem die Einführrichtung der Klinge 10 den Schlitz 9 kreuzt. Indem die von der Klinge 10 abgewandte Seite des Schlitzes 9 hier wie im Falle der 8 in zur Klinge 10 parallele Schneidkantenabschnitte 33 und zur Einführrichtung parallele Abschnitte 34 unterteilt ist, wird auch hier vermieden, dass die Klinge 10 die Materialbahn 20 beim Vorrücken vor sich herschiebt und zur Seite verdrängt.
Bezugszeichenliste

1: Kanal
2: Grundplatte
3: Gegenplatte
4: Zugwalze
5: Zugwalze
6: Spalt
7: Einsatzteil
8: Matrize
9: Schlitz
10: Klinge
11: Walze
12: Stellglied
13: Anschluss
14: Anschluss
15: Schale
16: Blattfeder
17: Stellschraube
18: Andruckwalze
19: Ausgabespalt
20: Materialbahn
21: Schraube
22: Nut
23: Stößel
24: Vorsprung
25: Öffnung
26: Schneidekante
27: Unterseite
28: Stirnseite
29: Steg
30: konvexe Seite
31: Bezugsebene
32: konkave Seite
33: Schneidkantenabschnitt
34: Abschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2008/0216961 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung zum Verlegen einer Materialbahn (20), insbesondere aus Fasermaterial, mit einem Verlegekopf, der einen sich zu einem Ausgabespalt (19) erstreckenden Kanal (1), durch den die Materialbahn (20) geführt ist, und eine Klinge (10) umfasst, die an einer Kappstelle zum Kappen der Materialbahn (20) in den Kanal (1) einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kappstelle der Abstand (d) zwischen zwei Längskanten der Materialbahn (20), gemessen quer zur Einführrichtung der Klinge, kleiner als die Breite der Klinge und kleiner als die parallel zu ihrer Oberfläche gemessene Breite (1) der Materialbahn (20) im flach ausgebreiteten Zustand ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgabespalt (19) der Abstand (d') zwischen zwei Längskanten der Materialbahn (20), gemessen quer zur Einführrichtung der Klinge, größer ist als der an der Kappstelle gemessene Abstand.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Materialbahn (20) in Höhe der Kappstelle einen geknickten oder gekrümmten Verlauf aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Materialbahn in Höhe der Kappstelle spiegelsymmetrisch zu einer von der Einführrichtung der Klinge (10) und der Laufrichtung der Materialbahn (20) im Kanal (1) aufgespannten Bezugsebene (31) ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (20) an der Kappstelle einen Kreisbogen bildet, der sich über einen Winkel von 60° bis 90° erstreckt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführrichtung der Klinge (10) und die Laufrichtung der Bahn (20) einen spitzen Winkel (6) aufspannen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (6) zwischen 45° und 75°, vorzugsweise ca. 60°, beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinge (10) mit der Materialbahn (20) nicht auf deren gesamter Breite gleichzeitig im Eingriff ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappstelle durch einen Spalt (9) in einer Matrize (8) definiert ist, an der die Klinge (10) abgestützt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneidkante (32), die den Kanal (1) an einer der Klinge (10) gegenüberliegenden Seite begrenzt und mit der Klinge (10) beim Kappen der Materialbahn (20) zusammenwirkt, mehrere Schneidkantenabschnitte (33) umfasst, die parallel zu ihnen gegenüberliegenden Abschnitten der Klinge orientiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkantenabschnitte (33) in Einführrichtung der Klinge (10) gegeneinander versetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkantenabschnitte (33) durch nicht schneidende, zur Einführrichtung der Klinge (10) parallele Abschnitte verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von nebeneinander montierten Verlegeköpfen umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei Verlegeköpfen wenigstens der Breite (1) der Materialbahn (20) im flach ausgebreiteten Zustand entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabespalte (19) der Verlegeköpfe auf einer gleichen Linie liegen.