-
Die Erfindung betrifft eine Längsschneidevorrichtung, ausgebildet zum Längsschneiden einer Materialbahn, die während eines Längsschneidevorganges eine in einer Transportrichtung orientierte Transportbewegung ausführt, in mehrere Materialbahnstreifen mittels einer Schneideinrichtung, die mehrere in einer rechtwinkelig zu der Transportrichtung verlaufenden Querrichtung beabstandet zueinander angeordnete und gleichzeitig mit der Materialbahn in Schneideingriff bringbare Schneidwerkzeuge aufweist, wobei die Längsschneidevorrichtung eine um ihre Walzen-Längsachse drehbare Umlenkwalze aufweist, deren Walzen-Mantelfläche eine Umlenkfläche für die längs zu schneidende Materialbahn bildet, wobei ein zur Beaufschlagung mit Vakuum ausgebildetes internes Absaug-Kanalsystem der Umlenkwalze mit einer Vielzahl von Ansaugöffnungen an der Umlenkfläche der Umlenkwalze ausmündet, sodass die bei ihrer Transportbewegung durch die Umlenkwalze umgelenkte Materialbahn unterdruckbedingt an die Umlenkfläche heranziehbar ist.
-
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Umlenkwalze einer Längsschneidevorrichtung.
-
Der Anmelderin ist intern eine druckschriftlich nicht belegbare Längsschneidevorrichtung bekannt, mit der flexible Materialbahnen, beispielsweise Papierbahnen oder Folienbahnen, während der Ausführung einer Transportbewegung mehrfach längs durchschnitten werden können, um eine Mehrzahl von Materialbahnstreifen zu erhalten, deren Breite jeweils geringer ist als diejenige der ungeschnittenen Materialbahn. Eine solche Längsschneidevorrichtung umfasst eine Schneideinrichtung, die mehrere quer zur Transportrichtung der Materialbahn nebeneinander angeordnete Schneidwerkzeuge aufweist, die mit der sich an ihnen vorbei bewegenden Materialbahn in Eingriff bringbar sind.
-
Die
GB 1 402 200 A beschreibt eine Längsschneidevorrichtung der eingangs genannten Art, mit der zugleich auch Querschnitte durchführbar sind und die eine drehangetriebene Umlenkwalze aufweist, in deren Außenumfang axial beabstandete Ringnuten eingebracht sind, die jeweils einen Schneidspalt definieren, in den ein scheibenförmiges Schneidwerkzeug beim Längsschneiden einer um die Umlenkwalze umlaufenden Materialbahn eintauchen kann. Die Umlenkwalze ist in geringem Abstand zu ihrer Walzen-Mantelfläche von axialen Bohrungen durchsetzt, die jeweils über einen Längsschlitz zu der Walzen-Mantelfläche ausmünden und mit Vakuum beaufschlagbar sind, um die um die Umlenkwalze umlaufende Materialbahn während des Längsschneidevorganges unterdruckbedingt festzuhalten.
-
Aus der
US 5 367 934 A geht eine Längsschneidevorrichtung für einen Drucker hervor, die über eine Walze verfügt, in deren Mantelfläche eine ringförmige Nut eingelassen ist, in die während eines Schneidvorganges ein Schneidmesser eintaucht.
-
Die
DE 11 61 848 A beschreibt eine Einrichtung zum Schneiden flacher Sendungen, wobei eine Fördertrommel in ihrem Trommelmantel eine Nut aufweist, in die ein Schneidorgan eintaucht.
-
Aus der
DE 15 61 736 A ist eine Vorrichtung zum Längsschneiden einer breiten Werkstoffbahn in schmalere Einzelbahnen bekannt, die eine rotierende Walze hat, über die die Werkstoffbahn hinwegläuft, wobei in der Walze Rillen vorgesehen sind, in die zum Längsschneiden dienende Scheibenmesser mit ihren Schneidkanten eingreifen.
-
Die
DE 10 02 611 A beschreibt eine Vorrichtung zum Schneiden von Bahnen, wobei auf einer Untermesserwelle Ringkörper und Zwischenringe unterschiedlichen Außendurchmessers aneinandergereiht sind, wobei die zu schneidenden Bahnen über die Mantelfläche der den größeren Durchmesser aufweisenden Ringkörper hinweggeführt sind und zum Längsschneiden dienende Gegenmesser in Ringnuten eingreifen, die zwischen jeweils benachbarten Ringkörpern und Zwischenringen gebildet sind.
-
In der
DE 854 746 B wird eine Schneidachsenausrüstung für Rollenschneidemaschinen beschrieben, bei der auf einer Schneidachse Schneidbüchsen und Zwischenringe aufeinanderfolgend angeordnet sind, wobei im Außenumfang der Schneidbüchsen axial beabstandet zueinander angeordnete Schneidnuten ausgebildet sind. Mittels einer Schiebeskala kann die Bestückungsfolge der Schneidachse ermittelt werden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Maßnahmen zu treffen, durch die sich Materialbahnen variabel und präzise längs in mehrere Materialstreifen zerschneiden lassen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Längsschneidevorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Umlenkwalze in ihrer Walzen-Längsrichtung segmentiert ist und eine Mehrzahl von in der Walzen-Längsrichtung aneinandergereihten individuellen Walzensegmenten aufweist, die jeweils unter Freilassung eines zum Eintauchen eines Schneidwerkzeuges der Schneideinrichtung vorgesehenen Schneidspaltes zueinander beabstandet sind und deren radial nach außen weisende Segment-Mantelflächen die Ansaugöffnungen aufweisen und gemeinsam die Umlenkfläche bilden, wobei die Segment-Mantelflächen von einer mikroporösen Mantelschicht des jeweiligen Walzensegments und die Ansaugöffnungen von den Poren dieser mikroporösen Mantelschicht gebildet sind.
-
Eine längs in mehrere Materialstreifen zu zerteilende flexible Materialbahn kann unter Ausführung einer Transportbewegung um die rotierende Umlenkwalze umlaufen, wobei sie eine mit einer Änderung der Transportrichtung einhergehende Umlenkung erfährt. Beim Umlaufen um die Umlenkwalze kann die Materialbahn unterdruckbedingt an die als Walzen-Mantelfläche bezeichenbare Mantelfläche der Umlenkwalze herangezogen werden, sodass ihr momentan mit der Umlenkwalze in Kontakt stehender Längenabschnitt über die gesamte Breite festgehalten wird und sich gemeinsam mit der Umlenkwalze bewegt. Dadurch können Relativbewegungen zwischen der Umlenkwalze und der Materialbahn vermieden werden, was einer Faltenbildung entgegenwirkt und auch die der Walzen-Mantelfläche zugewandte Oberfläche der Materialbahn schont. Die Umlenkwalze verfügt über eine Mehrzahl von Schneidspalten, die in der als Walzen-Längsrichtung bezeichneten Längsrichtung der Umlenkwalze zueinander beabstandet sind und sich rings um die Walzen-Längsachse herum erstrecken. Jeder dieser Schneidspalte ist dafür geeignet, das Eindringen eines zu einer Schneideinrichtung gehörenden Schneidwerkzeuges zu ermöglichen, das die sich vorbeibewegende Materialbahn durchdringt und aufgrund der Transportbewegung der Materialbahn einen Längsschnitt dieser Materialbahn herbeiführt. Indem mehrere Schneidwerkzeuge gleichzeitig mit der Materialbahn in Schneideingriff stehen und jeweils in einen der Schneidspalte eintauchen, kann die durch Unterdruck an der als Umlenkfläche fungierenden Walzen-Mantelfläche haftende Materialbahn sehr exakt zu einer Mehrzahl zueinander paralleler Materialbahnstreifen längs geschnitten werden. Bevorzugt ist der Eingriffsbereich der Schneidwerkzeuge bezüglich der Materialbahn so gelegt, dass sowohl ein noch ungeschnittener Längenabschnitt der Materialbahn als auch ein bereits längsgeschnittener Längenabschnitt der Materialbahn durch den in dem Absaug-Kanalsystem erzeugten Unterdruck festgehalten wird. Der Umstand, dass die Schneidspalte durch aneinandergereihte individuelle Walzensegmente begrenzt werden, bietet die vorteilhafte Möglichkeit, abhängig von der Breite der verwendeten Walzensegmente die Schneidspalte so zu positionieren, dass Materialbahnstreifen variabel mit beliebiger Breite zugeschnitten werden können. Da die über die Umlenkfläche verteilten Ansaugöffnungen an den radial nach au-ßen weisenden Segment-Mantelflächen der Walzensegmente ausgebildet sind, ist die gewünschte Ansaugwirkung ungeachtet der gewählten individuellen Anordnung der Walzensegmente gewährleistet. Die Umlenkwalze kann also ohne Beeinträchtigung der Unterdruckbeaufschlagung äußerst variabel hergestellt werden. Die mit Vakuum beaufschlagte Umlenkwalze bietet auch den Vorteil einer sicheren Randstreifenführung. Schließlich lassen sich bei entsprechender Ausgestaltung der Umlenkwalze auch unterschiedlich breite Schneidspalte zwischen den benachbarten Walzensegmenten bereitstellen, um bei Bedarf eine Anpassung an eine besondere Geometrie der Schneidwerkzeuge vornehmen zu können. Die Drehbewegung der Umlenkwalze kann durch eine Antriebseinrichtung der Längsschneidevorrichtung hervorgerufen werden oder auch durch die anderweitig zu ihrer Transportbewegung angetriebene Materialbahn aufgrund eines aus der Unterdruck-Anhaftung resultierenden Mitnahmeeffektes.
-
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, dass die Segment-Mantelflächen der Walzensegmente jeweils von einer mikroporösen Mantelschicht des jeweiligen Walzensegmentes gebildet sind, wobei die Ansaugöffnungen von den Poren dieser mikroporösen Mantelschicht gebildet sind. Bei dem die mikroporösen Mantelschicht bildenden Material handelt es sich vorzugsweise um ein Metall, das über nichtrostende Eigenschaften verfügt. Beispielsweise kann die mikroporöse Mantelschicht durch einen Sinterprozess oder einen Schäumprozess generiert werden. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Poren des mikroporösen Materials mit einem mittleren Durchmesser von 5-50 |im und vorzugsweise im Bereich von 10-30 µm aufwarten.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
-
Eine Folge der Modularität der Umlenkwalze ist, dass die Umlenkwalze aus Walzensegmenten gleicher Breite und/oder unterschiedlicher Breite aufgebaut sein kann. Vorzugsweise ist die Umlenkwalze so ausgebildet, dass sie bei Bedarf umrüstbar ist, um sie an unterschiedliche Schneidaufgaben anzupassen.
-
Vorzugsweise besteht die Möglichkeit, die Walzensegmente der Umlenkwalze in der Walzen-Längsrichtung in beliebiger Reihenfolge aneinanderzureihen. Bei Verwendung von Walzensegmenten durchweg gleicher Breite hat dies den Vorteil, dass der Montagereihenfolge keine besondere Beachtung geschenkt werden muss, sodass der Zusammenbau der Umlenkwalze sehr schnell von Statten geht. Bei einer Ausstattung mit Umlenkwalzen unterschiedlicher Breite hat der Nutzer die Möglichkeit, insbesondere unter Berücksichtigung nachfolgender Bearbeitungsvorgänge eine bedarfsgemäße Segment-Reihenfolge zu wählen, um dadurch vorzugeben, welche Materialbahnstreifenbreite in welchem Längenabschnitt der Umlenkwalze zugeschnitten werden soll.
-
Die Längsschneidevorrichtung lässt sich besonders effektiv nutzen, wenn sie über einen Vorrat an Walzensegmenten verfügt, unter denen sich Walzensegmente gleicher Breite und Walzensegmente unterschiedlicher Breite befinden, wobei die Umlenkwalze durch eine selektive Auswahl von Walzensegmenten aus diesem Vorrat an Walzensegmenten modular mit beliebiger Aneinanderreihungs-Reihenfolge der Walzensegmente zusammenbaubar ist.
-
Die Bereitstellung eines Vorrates aus unterschiedlich breiten Walzensegmenten bietet nicht nur die Möglichkeit, innerhalb ein und derselben Umlenkwalze unterschiedliche Schnittbreiten für die herzustellenden Materialbahnstreifen vorzugeben. Es besteht gleichfalls die Möglichkeit, mehrere Umlenkwalzen bereitzustellen, wobei die gegenseitigen Abstände der Schneidspalte innerhalb der einzelnen Umlenkwalzen konstant sind, die Spaltabstände bei mindestens einer Umlenkwalze jedoch größer sind als die Schneidspaltabstände innerhalb einer weiteren Umlenkwalze.
-
Als besonders vorteilhaft wird eine Längsschneidevorrichtung angesehen, bei der die Umlenkwalze eine Trägerstange aufweist und bei der die Walzensegmente ringförmig ausgebildet und in koaxialer Ausrichtung axial aufeinanderfolgend auf der Trägerstange angeordnet sind. Die Walzensegmente können somit beim Zusammenbau der Umlenkwalze quasi eines nach dem anderen auf die Trägerstange aufgefädelt werden. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Walzensegmente und die Trägerstange so aneinander angepasst sind, dass die Walzensegmente zu ihrer Montage koaxial und insbesondere passgenau auf die Trägerstange aufgesteckt werden können.
-
Es können Maßnahmen vorgesehen sein, die ein Montieren der Walzensegmente auf der Trägerstange nur in mindestens einer vorbestimmten Drehwinkellage ermöglichen. Dies ist vorteilhaft, wenn das Absaug-Kanalsystem so ausgebildet ist, dass eine Absaugströmung zwischen der Trägerstange und den Walzensegmenten stattfindet und eine dafür erforderliche Strömungsverbindung zwischen der Trägerstange und den Walzensegmenten nur in vorbestimmten Drehwinkellagen der Walzensegmente gegeben ist. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Absaug-Kanalsystem durch Maßnahmen definiert wird, die die gewünschte Absaugwirkung unabhängig von der Drehwinkelposition der auf der Trägerstange sitzenden Walzensegmente gewährleisten. Dies vereinfacht sowohl die Herstellung als auch den Zusammenbau der Umlenkwalze.
-
Bevorzugt ist die Trägerstange rohrförmig ausgebildet. Dies spart zum einen Material und damit Kosten und Gewicht. Zum anderen kann der die Trägerstange durchsetzende Rohrkanal vorteilhaft als Bestandteil des Absaug-Kanalsystems eingesetzt werden.
-
Um die Walzensegmente an Ort und Stelle auf der Trägerstange sicher zu fixieren, ist es vorteilhaft, wenn die gesamte Anordnung von Walzensegmenten zwischen zwei an der Trägerstange fixierten oder fixierbaren Spannelementen axial eingespannt ist. Dadurch erübrigt sich eine individuelle, von den anderen Walzensegmenten unabhängige Fixierung eines jeweiligen Walzensegmentes, wenngleich eine solche Befestigungsart ebenfalls möglich ist.
-
Mindestens ein Spannelement ist bevorzugt als eine Spannmutter ausgebildet, die auf ein Außengewinde der Trägerstange aufgeschraubt ist. Zweckmäßigerweise sind beide die Anordnung von Walzensegmenten axial flankierenden Spannelemente als auf die Trägerstange aufgeschraubte Spannmuttern ausgebildet. Alternativ ist beispielsweise auch eine Bauform möglich, bei der ein Spannelement als mit der Trägerstange einstückiger Ringbund ausgebildet ist, der als Anschlag fungiert und dessen Axialposition bezüglich der Trägerstange fest vorgegeben ist, sodass als weiteres Spannelement nur eine einzige Spannmutter auf der Gegenseite benötigt wird.
-
Zweckmäßigerweise hat die Umlenkwalze im Bereich ihrer beiden einander entgegengesetzten axialen Stirnseiten jeweils einen zur Lagerung der Umlenkwalze in einer Tragstruktur der Längsschneidevorrichtung dienenden Lagerzapfen. Beide Lagerzapfen sind zweckmäßigerweise zur drehbaren Lagerung in der Tragstruktur ausgebildet, beispielsweise unter Zwischenschaltung einer Wälzlagereinrichtung. Enthält die Umlenkwalze eine die Walzensegmente tragende Trägerstange, sind die Lagerzapfen bevorzugt jeweils von einem der beiden axialen Endabschnitte der Trägerstange gebildet. Im Betrieb der Umlenkwalze sind die Lagerzapfen zweckmäßigerweise drehbar in einer zugeordneten Tragstruktur der Längsschneidevorrichtung gelagert. Im Betrieb der Umlenkwalze rotieren somit nicht nur die Walzensegmente, sondern auch die Trägerstange.
-
Zur Vorgabe der das Eintauchen der Schneidwerkzeuge ermöglichenden Schneidspalte enthält die Umlenkwalze zweckmäßigerweise eine Mehrzahl von Distanzelementen, die jeweils axial zwischen zwei benachbarten Walzensegmenten eingegliedert sind. Sie definieren einen gewissen Abstand zwischen den benachbarten Walzensegmenten in der Achsrichtung der Walzen-Längsrichtung, sodass ein entsprechend breiter Schneidspalt definiert ist.
-
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Distanzelemente als bezüglich der Walzensegmente separate Bauteile ausgebildet sind. Dadurch können die Walzensegmente und die Distanzelemente kostengünstig unabhängig voneinander hergestellt werden. Außerdem bietet dies die vorteilhafte Möglichkeit, einen Vorrat an Distanzelementen bereitzustellen, unter denen Distanzelemente gleicher Breite und Distanzelemente unterschiedlicher Breite befinden, wobei die Umlenkwalze durch eine selektive Auswahl von Distanzelementen aus dem Vorrat aus Distanzelementen zusammengebaut werden kann. Wenn also aus irgendwelchen Gründen Schneidwerkzeuge unterschiedlicher Breite zur Anwendung kommen, besteht die Möglichkeit, Schneidspalte mit unterschiedlicher Breite vorzugeben. Man kann beispielsweise eine Umlenkwalze herstellen, die über Schneidspalte unterschiedlicher Breite verfügt. Ebenso besteht die Möglichkeit, mehrere Umlenkwalzen bereitzustellen, von denen wenigstens zwei Umlenkwalzen durchweg gleich breite Schneidspalte aufweisen, die Schneidspalte der einen Umlenkwalze jedoch größer sind als diejenigen der anderen Umlenkwalze.
-
Insbesondere wenn die Umlenkwalze über eine die Walzensegmente tragende Trägerstange verfügt, ist es vorteilhaft, wenn auch die Distanzelemente ringförmig ausgebildet sind, wobei sie zweckmäßigerweise die Form von Ringscheiben haben. Jedes ringförmige Distanzelement ist bevorzugt koaxial zwischen zwei axial benachbarten Walzensegmenten auf der Trägerstange angeordnet.
-
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Längsschneidevorrichtung enthält das Absaug-Kanalsystem einen an eine externe Vakuumquelle anschließbaren Hauptansaugkanal, der sich im zentralen Bereich der Umlenkwalze axial zumindest entlang der Walzensegmente erstreckt. Die Vakuumquelle ist beispielsweise unmittelbar ein Vakuumerzeuger, beispielsweise eine Vakuumpumpe oder eine Ejektoreinrichtung. Sie kann aber beispielsweise auch ein als Vakuumpuffer fungierender Vakuumspeicher sein, an den ein Vakuumerzeuger anschlossen ist.
-
Jedes Walzensegment ist bevorzugt von mindestens einem Segment-Absaugkanal durchsetzt, wobei die Segment-Absaugkanäle einerseits mit dem Hauptabsaugkanal verbunden sind und andererseits über die Ansaugöffnungen zu den Segment-Mantelflächen ausmünden. Die Segment-Absaugkanäle können sich innerhalb der Walzensegmente einfach oder mehrfach verzweigen. Um eine sehr gute Ansaugwirkung an den Segment-Mantelflächen zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn viele Ansaugöffnungen in der Rohrverteilungsdichte über die Segmente-Mantelflächen verteilt sind. Die Ansaugöffnungen haben bevorzugt einen sehr kleinen Querschnitt, damit auch sehr dünne Materialbahnen nicht eingezogen werden und keine gestalterische Beeinträchtigung erfahren.
-
Ist die Umlenkwalze mit einer Trägerstange ausgebildet, befindet sich der Hauptabsaugkanal vorzugsweise in dieser Trägerstange, in der er sich axial erstreckt, wobei er über Verbindungskanäle, die die Wandung der Trägerstange radial durchsetzen, mit den Segment-Absaugkanälen der Walzensegmente verbunden ist.
-
Die Längsschneidevorrichtung enthält zweckmäßigerweise eine im radial Umfangsbereich der Umlenkwalze angeordnete Schneideinrichtung, die mehrere in der Walzen-Längsrichtung beabstandet zueinander angeordnete Schneidwerkzeuge aufweist, die jeweils in einen der Schneidspalte der Umlenkwalze eintauchen können oder eintauchen. Diese Schneidwerkzeuge sind insbesondere als Schneidmesser ausgebildet, beispielsweise als Kreismesser oder als Messer mit länglicher Klinge. Alle Schneidwerkzeuge sind vorzugsweise zu einer Schneideinheit zusammengefasst, die einen Werkzeugträger aufweist, an dem die Schneidwerkzeuge befestigt sind, insbesondere in lösbarer Weise.
-
Die Schneidwerkzeuge sind zweckmäßigerweise quer zur Walzen-Längsachse der Umlenkwalze verstellbar, was bevorzugt auf die gesamte optionale Schneideinheit zutrifft. Auf diese Weise kann die Eintauchtiefe der Schneidwerkzeuge bezüglich der Schneidspalte nach Bedarf vorgegeben werden. Es besteht ferner die Möglichkeit, die Schneidwerkzeuge nach Bedarf in oder außer Eingriff mit den Schneidspalten zu bringen, um auf dieser Weise zu steuern, ob ein Schneidvorgang stattfindet oder nicht. Vorzugsweise hat die Schneideinrichtung eine Antriebseinrichtung zum Hervorrufen einer Zustellbewegung der Schneidwerkzeuge bezüglich der Umlenkwalze, insbesondere in bezüglich der Umlenkwalze radialer Richtung.
-
Die Schneidwerkzeuge können stillstehend oder rotationsangetrieben sein.
-
Zweckmäßigerweise ist die Schneideinrichtung so ausgebildet, dass die Schneidwerkzeuge in ihrem gegenseitigen Abstand quer zur Transportrichtung der Materialbahn variabel einstellbar ausgebildet sind. Dadurch kann der Abstand zwischen den Schneidwerkzeugen an den aktuell ausgewählten Abstand der Schneidspalte leicht angepasst werden.
-
Die Umlenkwalze der Längsschneidevorrichtung lässt sich besonders einfach mit einem Verfahren herstellen, das die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- - Bereitstellen mindestens einer Trägerstange,
- - Bereitstellen einer Mehrzahl von Walzensegmenten,
- - Bereitstellen einer Mehrzahl von Distanzelementen,
- - Montieren der Walzensegmente und der Distanzelemente in abwechselnder Reihenfolge auf einer Trägerstange, derart, dass zwischen jeweils benachbarten Walzensegmenten ein die Breite eines Schneidspaltes definierendes Distanzelement angeordnet ist.
-
Auf der Basis eines solchen Herstellungsverfahrens kann die modulare Umlenkwalze nach Bedarf variabel hergestellt werden.
-
Aus der Mehrzahl von bereitgestellten Walzensegmenten und aus der Mehrzahl von bereitgestellten Distanzelementen werden diejenigen ausgewählt, die man für eine Umlenkwalze benötigt. Die ausgewählten Walzensegmente und Distanzelemente werden anschließend auf eine Trägerstange aufgesetzt, und zwar in derart abwechselnder Reihenfolge, dass zwischen jeweils benachbarten Walzensegmenten jeweils ein die Breite eines Schneidspaltes definierendes Distanzelement eingegliedert ist. Das Montieren der Walzensegmente und der Distanzelemente auf der Trägerstange schließt ein, dass diese Komponenten auf der Trägerstange fixiert werden, sodass eine einheitlich handhabbare Baugruppe in Gestalt der Umlenkwalze vorliegt.
-
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Längsschneidevorrichtung in einer perspektivischen Ansicht, wobei eine Tragstruktur für die Umlenkwalze nur schematisch angedeutet ist,
- 2 die Längsschneidevorrichtung aus 1 in einem Längsschnitt gemäß Schnittlinie II-II aus 1,
- 3 die Längsschneidevorrichtung aus 1 und 2 gemäß Schnittlinie III-III aus 2,
- 4 in der oberen Bildhälfte den in 2 strichpunktiert umrahmten Ausschnitt IV in einer vergrößerten Darstellung, wobei ein in dieser Darstellung strichpunktiert umrahmter Ausschnitt in der unteren Bildhälfte nochmals weiter vergrößert abgebildet ist,
- 5 eine weitere perspektivische Darstellung der Längsschneidevorrichtung, wobei die Trägerstange und die darauf sitzenden Walzensegmente im Längsschnitt dargestellt sind, und
- 6 eine Explosionsdarstellung einiger Komponenten der Umlenkwalze, wobei die rohrförmige Trägerstange verkürzt abgebildet ist und wobei Walzensegmente und Distanzelemente unterschiedlicher axialer Dicke gezeigt sind, wobei ferner analog zur 1 die mikroporöse Mantelschicht in einigen Bereichen vergrößert abgebildet ist, um die zugeordneten Ansaugöffnungen sichtbar zu machen.
-
Die in der Zeichnung insgesamt mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Längsschneidevorrichtung ist vorgesehen und ausgebildet, um eine eine Längserstreckung aufweisende Materialbahn 2 längs in mehrere Materialbahnstreifen 3 zu zerschneiden. Der Längsschneidevorgang ist ein kontinuierlicher Prozess, bei dessen Ausführung die Materialbahn 2 in einer durch Pfeile angedeuteten Transportrichtung 4 durch die Längsschneidevorrichtung 1 hindurchtransportiert wird. Die dabei von der Materialbahn 2 ausgeführte Bewegung sei als Transportbewegung 5 bezeichnet. Bei einem Längsschneidevorgang tritt die Materialbahn 2 in einem Eintrittsbereich 6 unzerteilt in die Längsschneidevorrichtung 1 ein, aus der sie nach erfolgtem Längsschnitt an einem Austrittsbereich 7 in Form einer Mehrzahl sich parallel nebeneinander erstreckender Materialbahnstreifen 3 wieder austritt.
-
Die Materialbahn 2 ist insbesondere eine Bahn aus einem biegeflexiblen Material, bei dem es sich beispielsweise um Papier, Kunststoffmaterial oder um ein Textilmaterial handeln kann. Die Materialbahn 2 ist vorzugsweise folienartig dünn. Auch dünne Metallfolienbahnen lassen sich mit der Längsschneidevorrichtung 1 längs zerteilen. Die zu bearbeitende Materialbahn 2 wird insbesondere als Coil aufgewickelt zur Verfügung gestellt und durch die Längsschneidevorrichtung 1 hindurchgeleitet. Vor und/oder nach dem Durchlaufen der Längsschneidevorrichtung 1 kann die Materialbahn 2 weiteren Bearbeitungsvorgängen ausgesetzt sein.
-
Beim Durchlaufen der Längsschneidevorrichtung 1 erfährt die flexible Materialbahn 2 einen Richtungswechsel ihrer Transportrichtung 4. Dieser Richtungswechsel resultiert aus einer Umlenkung der Materialbahn 2 um eine Umlenkwalze 8 der Längsschneidevorrichtung 1.
-
Die Umlenkwalze 8 hat eine als Walzen-Längsachse 12 bezeichnete Längsachse, die gleichzeitig eine Drehachse 12a definiert, um die die Umlenkwalze 8 drehbar ist. Die damit einhergehende Drehbewegung sei als Walzen-Drehbewegung 13 bezeichnet und ist in der Zeichnung durch einen Pfeil angedeutet.
-
Die Umlenkwalze 8 hat radial außen eine kreiszylindrische Walzen-Mantelfläche 14, an der die Materialbahn 2 beim Durchlaufen der Längsschneidevorrichtung 1 mit einer Bahn-Innenfläche 15 anliegt. Dabei entspricht die Drehgeschwindigkeit der Walzen-Mantelfläche 14 der Transportgeschwindigkeit der Materialbahn 2, sodass die Materialbahn 2 schlupffrei um die Umlenkwalze 8 umläuft. Der Umschlingungswinkel, also die Bogenlänge der Walzen-Mantelfläche 14, an der die Materialbahn 2 anliegt, ist kleiner als 360° und liegt bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel bei 180°. Die Materialbahn 2 wird also beim Durchlaufen der Längsschneidevorrichtung 1 um 180° umgelenkt. Ein anderer Umschlingungswinkel beziehungsweise Umlenkwinkel ist aber ebenfalls realisierbar, insbesondere ein Umschlingungs- bzw. Umlenkwinkel, der kleiner ist als 180° und der beispielsweise im Bereich zwischen 90° und 180° liegt.
-
Die vorstehenden Ausführungen machen deutlich, dass in der Längsschneidevorrichtung 1 die Walzen-Mantelfläche 14 eine Umlenkfläche 20 für die längszuschneidende Materialbahn 2 bildet.
-
Die Walzen-Drehbewegung 13 wird bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel durch die ihrerseits extern angetriebene Materialbahn 2 hervorgerufen und beruht auf der Haftung zwischen der Materialbahn 2 und dem mit ihr in Kontakt stehenden Umfangsabschnitt der Walzen-Mantelfläche 14. Die Umlenkwalze 8 wird also von der um sie umlaufenden Materialbahn 2 mitgenommen. Zusätzlich oder alternativ kann der Umlenkwalze 8 eine zu der Längsschneidevorrichtung 1 gehörende, nicht illustrierte Walzen-Antriebseinrichtung zugeordnet sein, um die Walzen-Drehbewegung 13 hervorzurufen oder zu unterstützen.
-
Die Längsschneidevorrichtung 1 enthält zweckmäßigerweise eine in der Zeichnung nur schematisch angedeutete Tragstruktur 16, an der die Umlenkwalze 8 zur Ermöglichung der Walzen-Drehbewegung 13 drehbar gelagert ist. Die Drehlagerung erfolgt exemplarisch mittels zweier Wälzlager 17, die jeweils an einem der beiden axialen Endabschnitte 18a, 18b der Umlenkwalze 8 auf einem Lagerzapfen 22 der Umlenkwalze 8 sitzen und andererseits an der Tragstruktur 16 fixiert sind.
-
Die Längsschneidevorrichtung 1 enthält zweckmäßigerweise auch eine Schneideinrichtung 23, die bei einem Längsschneidevorgang die Längsschnitte in der Materialbahn 2 ausführt und dabei mit der Umlenkwalze 8 zusammenwirkt.
-
Die Schneideinrichtung 23 hat eine Mehrzahl von Schneidwerkzeugen 24, die im radialen Umfangsbereich der Umlenkwalze 8 angeordnet sind, wobei sie sich in einem Schneidbereich 25 befinden, der bezogen auf die Umfangsrichtung der Umlenkwalze 8 zwischen dem Eintrittsbereich 6 und dem Austrittsbereich 7 liegt. Exemplarisch liegt der Schneidbereich 25 im mittleren Bereich des Bogenwinkels zwischen dem Eintrittsbereich 6 und dem Austrittsbereich 7.
-
Jedes Schneidwerkzeug 24 erstreckt sich in einer Schneidebene 26, die rechtwinkelig zur Walzen-Längsachse 12 ausgerichtet ist. Außerdem sind die Schneidwerkzeuge 24 in der Achsrichtung der Walzen-Längsachse 12 und somit rechtwinkelig zur Transportrichtung 4 der Materialbahn 2 beabstandet zueinander angeordnet.
-
Die Umlenkwalze 8 enthält eine Mehrzahl von Schneidspalten 27, die sich jeweils rings um die Umlenkwalze 8 herum erstrecken und jeweils zu der Walzen-Mantelfläche 14 hin offen sind. Die Walzen-Mantelfläche 14 wird dadurch in mehrere axial aneinandergereihte und sich jeweils rings um die Längsachse 12 herum erstreckende ringförmige Mantelflächenabschnitte unterteilt, die aus noch zu erläuternden Gründen als Segment-Mantelflächen 28 bezeichnet werden. Jeder Schneidspalt 27 erstreckt sich in einer Schneidspaltebene 32, die wie die Schneidebenen 26 rechtwinkelig zur Walzen-Längsachse 12 ausgerichtet ist. Dabei ist die Zuordnung so getroffen, dass die Schneidebenen 26 und die Schneidspaltebenen 32 paarweise zusammenfallen. Die Anzahl der Schneidspalte 27 entspricht der Anzahl der Schneidwerkzeuge 24.
-
Zumindest bei der Ausführung eines Längsschneidevorganges tauchen die Schneidwerkzeuge 24 in den ihnen jeweils zugeordneten Schneidspalt 27 von radial außen her ein. Dadurch ergibt sich eine Überlappung der Schneidwerkzeuge 24 und der Umlenkwalze 8 in der radialen Richtung der Umlenkwalze 8. Dies führt dazu, dass die Materialbahn 2 beim Umlaufen um die Umlenkwalze 8 durch die Schneidwerkzeuge 24 gleichzeitig mehrfach durchtrennt wird, wenn sie den Schneidbereich 25 passiert. Zwischen dem Eintrittsbereich 6 und dem Schneidbereich 25 ist die Materialbahn 2 noch einheitlich und unterteilt, während sie sich in der Transportrichtung 4 nach dem Schneidbereich 25 als Mehrzahl von durch einen Schneidvorgang voneinander getrennter Materialbahnstreifen 3 darstellt.
-
Bevorzugt sind die Schneidwerkzeuge 24 in einer Schneideinheit 33 der Schneideinrichtung 23 zusammengefasst, was eine besonders einfache Fixierung an der Tragstruktur 26 gestattet. Exemplarisch umfasst die Schneideinheit 33 einen stangenförmigen Werkzeugträger 34, der die Mehrzahl von Schneidwerkzeugen 24 gemeinsam trägt und über den die Schneideinheit 33 an der Tragstruktur 16 gelagert ist. Bevorzugt ist der stangenförmige Werkzeugträger 34 als Rohrkörper konzipiert.
-
Die Schneideinheit 33 hat eine Längsachse 35, die parallel zur Walzen-Längsachse 12 ausgerichtet ist. Der Werkzeugträger 34 hat zwei einander entgegengesetzte axiale Endabschnitte 36a, 36b, die zur Lagerung an der Tragstruktur 16 verwendet werden.
-
Exemplarisch sind die Schneidwerkzeuge 24 als scheibenförmige Kreismesser ausgebildet, die über eine als Schneidkante fungierende ringförmige Außenkontur verfügen. Zudem ist die Schneideinheit 33 bevorzugt zu einer Drehbewegung um die Längsachse 35 rotativ antreibbar, zu welchem Zweck die Schneideinrichtung 23 über eine Antriebseinrichtung 37 verfügt. Die Antriebseinrichtung 37 enthält beispielsweise einen elektrischen Antriebsmotor, der direkt oder über ein beispielsweise als Riementrieb ausgebildetes Kopplungsgetriebe 38 mit dem Werkzeugträger 34 in Drehantriebsverbindung steht. Der Werkzeugträger 34 seinerseits ist an seinen beiden axialen Endabschnitten 36a, 36b über je ein Wälzlager 41 an der Tragstruktur 16 drehbar gelagert. Auf diese Weise können die Schneideinheit 33 beziehungsweise sämtliche Schneidwerkzeuge 24 zu einer durch einen Pfeil angedeuteten rotativen Schneidbewegung 42 angetrieben werden, was den Schneidvorgang beim Zerteilen der Materialbahn 2 begünstigt. Zudem wird der Werkzeugverschleiß minimiert.
-
Die rotative Schneidbewegung 42 kann eine kontinuierliche oder eine schrittweise Rotationsbewegung sein. Es besteht die Möglichkeit, die Schneidwerkzeuge 24 getaktet zu drehen.
-
Gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel können die Schneidwerkzeuge 24 auch als während des Schneidvorganges ortsfest fixierte Schneidwerkzeuge 24 ausgeführt sein. Sie können beispielsweise eine Längsgestalt haben und über ein längliches Messerblatt verfügen, das mit einem freien Endabschnitt voraus in den zugeordneten Schneidspalt 27 eintaucht.
-
Vorzugsweise sind die Schneidwerkzeuge 24 beziehungsweise die Schneideinheit 33 im Rahmen einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten Zustellbewegung 43 rechtwinkelig zu der Walzen-Längsachse 12 in Richtung zur Umlenkwalze 8 und von der Umlenkwalze 8 weg bewegbar. Die Zustellbewegung 43 verläuft beispielsweise in bezüglich der Walzen-Längsachse 12 radialer Richtung. Diese Funktionalität gestattet es, die Schneidwerkzeuge 24 außer Eingriff mit der Umlenkwalze 8 zu bringen, beispielsweise wenn Umrüstarbeiten auszuführen sind oder wenn die Materialbahn 2 ohne Ausführung eines Längsschnittes umgelenkt werden soll. Die Zustellbewegung 43 erlaubt außerdem eine Variation der Eintauchtiefe der Schneidwerkzeuge 24 bezüglich der Schneidspalte 27, um die Standzeit der Schneidwerkzeuge 24 zu verlängern. Man kann auf diese Weise die mit der Materialbahn 2 unmittelbar in Schneideingriff stehenden Abschnitte der Schneidwerkzeuge 24 variieren.
-
Durch den gegenseitigen Abstand der Schneidwerkzeuge 24 beziehungsweise der Schneidspalte 27 quer zur Transportrichtung 3 wird die Breite der herzustellenden Materialbahnstreifen 3 vorgegeben. Die Abstände können so gewählt sein, dass die Materialbahn 2 ausschließlich in gleich breite Materialbahnstreifen 3 zerteilt wird oder dass die Materialbahn 2 in Materialbahnstreifen 3 unterschiedlicher Breite zerteilt wird.
-
Die Längsschneidevorrichtung 1 bietet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Breite der herzustellenden Materialbahnstreifen 3 nach Bedarf vorzugeben oder zu variieren. Hierfür verantwortlich ist ein segmentierter Aufbau der Umlenkwalze 8, wobei die Segmentierung in der Achsrichtung der Walzen-Längsachse 12 vorliegt, die im Folgenden unter Verwendung des gleichen Bezugszeichens auch als Walzen-Längsrichtung 12 bezeichnet wird. Die Segmentierung äußert sich darin, dass die Umlenkwalze 8 eine Mehrzahl in der Walzen-Längsrichtung 12 aneinandergereihter individueller Walzensegmente 44 aufweist, wobei jedes dieser Walzensegmente 44 an ihrem radialen Außenumfang über eine der oben erläuterten Segment-Mantelflächen 28 verfügt. Die Walzensegmente 44 sind in der Walzen-Längsrichtung 12 derart beabstandet zueinander angeordnet, dass zumindest im Bereich des radialen Außenumfanges der Umlenkwalze 8 zwischen benachbarten Walzensegmenten 44 ein axialer Zwischenraum verbleibt, der einen der Schneidspalte 27 bildet.
-
Die in der Walzen-Längsrichtung 12 gemessene Spaltbreite der Schneidspalte 27 ist zweckmäßigerweise durch je ein Distanzelement 45 vorgegeben, das zwischen den in der Walzen-Längsrichtung 12 jeweils unmittelbar aufeinanderfolgend angeordneten Walzensegmenten 44 eingesetzt ist. Die Distanzelemente 45 haben jeweils einen kleineren Außendurchmesser als die Walzensegmente 44, sodass ein radialer Abstand 46 zwischen dem Außenumfang eines jeden Walzensegments 44 und den Segment-Mantelflächen 28 verbleibt, der die radiale Spalttiefe der Schneidspalte 27 vorgibt.
-
Die Distanzelemente 45 sind zweckmäßigerweise als bezüglich der Walzensegmente 44 separate Bauteile ausgebildet. Dies trifft auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zu und gestattet eine besonders hohe Variabilität bei der Herstellung der Umlenkwalze 8. Gemäß einem nicht abgebildeten Ausführungsbeispiel ist jeweils ein Distanzelement 45 fest mit einem Walzensegment 44 verbunden, insbesondere durch eine einstückige Ausbildung. Dabei kann das Distanzelement 45 nach Art eines rohrstutzenartigen oder ringförmigen Vorsprunges an einer Stirnseite des Walzensegmentes koaxial abstehend angeordnet sein.
-
Gemäß einem bevorzugten Aufbau der Umlenkwalze 8, der bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel verwirklicht ist, sind sowohl die Walzensegmente 44 als auch die Distanzelemente 45 ringförmig ausgebildet und die Umlenkwalze 8 enthält außerdem eine Trägerstange 47, auf der sowohl die Walzensegmente 44 als auch die diesbezüglich separaten Distanzelemente 45 koaxial angeordnet sind.
-
Die Walzensegmente 44 und die diesbezüglich separaten Distanzelemente 45 sitzen in abwechselnder Reihenfolge auf der Trägerstange 47, wobei diese Anordnung aus Walzensegmenten 44 und Distanzelementen 45 an beiden axialen Endbereichen durch je eines der ringförmigen Walzensegmente 44 abschließt.
-
Exemplarisch sind die ringförmigen Walzensegmente 44 und die ringförmigen Distanzelemente 45 durch Steckmontage koaxial auf der Trägerstange 47 montiert. In der 6 ist durch Pfeile eine mit der Walzen-Längsrichtung 12 parallele Steckmontagebewegung 48 angedeutet, mit der die Walzensegmente 44 und Distanzelemente 45 beim Zusammenbau der Umlenkwalze 8 von einer axialen Stirnseite her auf die Trägerstange 47 aufgesteckt werden.
-
Die Trägerstange 47 hat einen als Tragabschnitt 52 fungierenden Längenabschnitt, auf dem die montierten Walzensegmente 44 und Distanzelemente 45 sitzen. Sein Außendurchmesser ist derart an den Innendurchmesser der ringförmigen Walzensegmente 44 und Distanzelemente 45 angepasst, dass letztere radial annähernd spielfrei darauf aufschiebbar sind. Auf diese Weise ist eine exakte Koaxiallage zwischen den einzelnen Walzensegmenten 44 und bevorzugt auch den einzelnen Distanzelementen 45 gewährleistet.
-
Die Trägerstange 47 ist bevorzugt eine Rundstange. Sie hat zweckmäßigerweise eine kreiszylindrische Außenkontur, die allerdings in der axialen Richtung auch abgestuft sein kann. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist der Tragabschnitt 52 grundsätzlich kreiszylindrisch gestaltet, verfügt allerdings an zwei einander diametral gegenüberliegenden Außenumfangsbereichen über je eine streifenförmige Abflachung 53. Für die Zentrierung der Walzensegmente 44 und Distanzelemente 45 verantwortlich ist der nicht abgeflachte Bereich, dessen Außendurchmesser zumindest im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Walzensegmente 44 und Distanzelemente 45 entspricht.
-
Axial beidseits schließt sich an den Tragabschnitt 52 jeweils ein Außengewindeabschnitt 54 der Trägerstange 47 an, dessen Außendurchmesser gleich groß oder kleiner ist als derjenige des zylindrischen Bereiches des Tragabschnittes 52. Auf jeden dieser Außengewindeabschnitte 54 ist eine Spannmutter 55a aufgeschraubt, die ein Spannelement 55 bildet, das mit dem benachbarten Walzensegment 44 verspannbar ist. Im fertig zusammengebauten Zustand ist die Anordnung aus ringförmigen Walzensegmenten 44 und ringförmigen Distanzelementen 45 zwischen den beiden auf die Außengewindeabschnitte 54 aufgeschraubten Spannmuttern 55a in lösbarer Weise axial fest eingespannt. Auf dieser Weise bilden die Trägerstange 47, die Walzensegmente 44 und die Distanzelemente 45 eine fest zusammenhaltende Baugruppe, bei der es sich um die Umlenkwalze 8 handelt. Die weiter oben erwähnten Lagerzapfen 22 der Umlenkwalze 8 sind jeweils von einem der beiden axialen Endabschnitte 56a, 56b der Trägerstange 47 gebildet.
-
Wenn die Distanzelemente 45, was wie erwähnt auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zutrifft, als bezüglich der Walzensegmente 44 separate Bauteile ausgebildet sind, besteht die vorteilhafte Möglichkeit, durch die Verwendung unterschiedlich breiter Distanzelemente 45 unterschiedlich breite Schneidspalte 27 vorzugeben. Dies erlaubt eine individuelle Anpassung an die Geometrie der für den Schneidvorgang verwendeten Schneidwerkzeuge 24. In 6 sind exemplarisch zwei ringförmige Distanzelemente 45 gezeigt, die sich in ihrer in der Walzen-Längsrichtung 12 gemessenen Breite voneinander unterscheiden.
-
Die Längsschneidevorrichtung 1 kann im noch nicht zusammengebauten Zustand einer Umlenkwalze 8 über einen Vorrat an Distanzelementen 45 verfügen, unter denen sich Distanzelemente 45 gleicher Breite und unterschiedlicher Breite befinden. Die jeweils benötigte Umlenkwalze 8 kann dann durch eine selektive Auswahl von Distanzelementen 45 aus diesem Vorrat an Distanzelementen 45 zusammengebaut werden.
-
Man kann auf diese Weise beispielsweise mindestens zwei unterschiedliche Umlenkwalzen 8 herstellen, die für sich gesehen jeweils gleiche Schneidspaltbreiten aufweisen, wobei jedoch die Schneidspaltbreite bei der einen Umlenkwalze 8 größer ist als bei der der anderen Umlenkwalze 8. Es besteht aber auch die Möglichkeit, innerhalb ein und derselben Umlenkwalze 8 unterschiedlich große Schneidspaltbreiten zu realisieren, indem Distanzelemente 45 mit sich voneinander unterscheidender Breite verwendet werden.
-
Die axiale Segmentierung der Umlenkwalze 8 bietet den großen Vorteil, dass durch die Verwendung von Walzensegmenten 44 unterschiedlicher Breite Umlenkwalzen 8 herstellbar sind, die sich in dem in der Walzen-Längsrichtung 12 gemessenen Abstand ihrer Schneidspalte 27 voneinander unterscheiden. Dementsprechend unterscheiden sich auch die Breitenabmessungen der bei einem Längsschneidvorgang herstellbaren Materialbahnstreifen 3.
-
Beispielsweise können für zwei unterschiedliche Anwendungsfälle zwei Umlenkwalzen 8 bereitgestellt werden, die zwar für sich gesehen jeweils konstante Abstände zwischen ihren Schneidspalten 27 haben, wobei jedoch bei der einen Umlenkwalze 8 der Abstand der Schneidspalte 27 größer ist als bei der anderen Umlenkwalze 8. Auf diese Weise können mit der einen Umlenkwalze 8 Materialbahnstreifen 3 geschnitten werden, die eine andere Breite haben, als die Materialbahnstreifen 3, die mit der andern Umlenkwalze 8 geschnitten werden.
-
Es besteht zudem die vorteilhafte Möglichkeit, innerhalb ein und derselben Umlenkwalze 8 auf Walzensegmente 44 unterschiedlicher Breite zurückzugreifen, sodass innerhalb ein und derselben Umlenkwalze 8 unterschiedliche Abstände zwischen den Schneidspalten 27 vorhanden sind, was letztlich dazu führt, dass beim Längsschneiden einer Materialbahn 2 Materialbahnstreifen 3 mit unterschiedlicher Streifenbreite entstehen.
-
Bevorzugt ist die Aneinanderreihung-Reihenfolge der zur gleichen Umlenkwalze 8 gehörenden Walzensegmente 44 frei wählbar. Somit können die ein und dieselbe Umlenkwalze 8 definierenden Walzensegmente 44 in beliebiger Reihenfolge aneinandergereiht werden. Dies hat den Vorteil, dass für den Längsschneidvorgang das Verteilungsmuster der unterschiedlich breiten Materialbahnstreifen 3 variabel vorgebbar ist. Unterschiedliche Verteilungen sind oftmals für die Folgebearbeitungen der hergestellten Materialbahnstreifen 3 von Vorteil.
-
Bevorzugt weist die Längsschneidevorrichtung 1 einen Vorrat an Walzensegmenten 44 auf, unter denen sich Walzensegmente 44 gleicher Breite und unterschiedlicher Breite befinden, sodass die Umlenkwalze 8 durch eine selektive Auswahl von Walzensegmenten 44 aus dem Vorrat an Walzensegmenten 44 modular mit beliebiger Aneinanderreihungs-Reihenfolge der Walzensegmente 44 zusammenbaubar ist.
-
Bevorzugt enthält die Längsschneidevorrichtung 1 außer dem vorgenannten Vorrat an Walzensegmenten 44 auch den weiter oben erläuterten Vorrat an Distanzelementen 45, sodass eine sehr hohe Variabilität hinsichtlich der Herstellung einer oder mehrerer Umlenkwalzen 8 besteht. Bei der Herstellung einer Umlenkwalze 8 wird also vorzugsweise mindestens eine Trägerstange 47 bereitgestellt, wie auch parallel eine Mehrzahl von Walzensegmenten 44 und eine Mehrzahl von Distanzelementen 45 bereitgestellt wird. Anschließend wird die Umlenkwalze 8 zusammengebaut, indem die Walzensegmente 44 und die Distanzelemente 45 in abwechselnder Reihenfolge auf einer Trägerstange 47 derart montiert werden, dass zwischen jeweils benachbarten Walzensegmenten 44 ein die Breite eines Schneidspaltes 27 definierendes Distanzelement 45 angeordnet ist. Zusammengehalten und zusammengespannt wird die Anordnung von Walzensegmenten 44 und Distanzelementen 45 durch zwei Spannelemente 45.
-
Zu den Spannelementen 55 ist noch anzumerken, dass bezogen auf das illustrierte Ausführungsbeispiel einer der Außengewindeabschnitte 54 durch einen radial vorstehenden Ringbund der Trägerstange 47 ersetzt werden kann, der als unbewegliches Spannelement 55 fungiert. Die Anordnung aus Walzensegmenten 44 und Distanzelementen 45 kann dann mittels nur einer einzigen beweglichen Spannmutter 55a mit der Trägerstange 47 verspannt werden.
-
Eine zu der Längsschneidevorrichtung 1 gehörende Schneideinrichtung 23 ist bevorzugt so ausgebildet, dass ihre Schneidwerkzeuge 24 in ihrem in der Walzen-Längsrichtung 12 gemessenen gegenseitigen Abstand variabel einstellbar sind. Dadurch kann ein und dieselbe Schneideinrichtung 23 ohne Austausch von Schneidwerkzeugen 24 an unterschiedliche Abstände der Schneidspalte 27 angepasst werden.
-
Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, zur Anpassung an unterschiedliche Schneidspaltabstände beziehungsweise unterschiedliche Breitenabmessungen von Walzensegmenten 44 auf individuell unterschiedliche Schneideinrichtungen 23 zurückzugreifen, deren Schneidwerkzeuge 24 abstandsmäßig an die Schneidspaltabstände der Umlenkwalze 8 angepasst sind.
-
Schon allein aus Kosten- und Gewichtsgründen ist es vorteilhaft, wenn die Trägerstange 47 rohrförmig ausgebildet ist. Dies trifft auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zu. Die Rohrform der Trägerstange 47 ist allerdings auch im Zusammenhang mit der nachfolgend erläuterten vakuumtechnischen Ausstattung der Umlenkwalze 8 von großem Vorteil.
-
Eine bevorzugte vakuumtechnische Ausstattung der Umlenkwalze 8 hat den vorteilhaften Effekt, dass der momentan um die Umlenkwalze 8 umlaufende Längenabschnitt der Materialbahn 2 unterdruckbedingt an die als Umlenkfläche 20 fungierende Walzen-Mantelfläche 14 herangezogen wird. Dadurch ist die Materialbahn 2 während des Schneidvorganges an der Umlenkwalze 8 gehalten. Der Festhalteeffekt wirkt sich sowohl auf den dem Schneidbereich 25 entgegen der Walzen-Drehbewegung 13 vorgelagerten ungeschnittenen Längenabschnitt der Materialbahn 2 aus als auch auf den dem Schneidbereich 25 in der Drehrichtung der Umlenkwalze 8 nachfolgenden Längenabschnitt der Materialbahn 2, der sich aus den mehreren Materialbahnstreifen 3 zusammensetzt.
-
Folglich kann beim Längsschneiden eine Faltenbildung in der Materialbahn 2 vermieden werden und insbesondere auch die Randstreifen der Materialbahn 2 werden sehr zuverlässig geführt. Der unterdruckbedingte Festhalteeffekt garantiert exakt geradlinige Längsschnitte parallel zur Längsachse der Materialbahn 2 und somit die Erzeugung von Materialbahnstreifen 3 mit exakt konstanter Breite.
-
Der Unterdruck-Halteeffekt wird dadurch erzielt, dass die Umlenkwalze 8 über eine Vielzahl von Ansaugöffnungen 57 verfügt, die ganzflächig über die kreiszylindrische Umlenkfläche 20 beziehungsweise Walzen-Mantelfläche 14 verteilt sind und die zu einem internen Absaug-Kanalsystem 58 der Umlenkwalze 8 gehören, das zur Beaufschlagung mit Vakuum ausgebildet ist. Im Hinblick auf den aus einer Segmentierung resultierenden modularen Aufbau der Umlenkwalze 8 befinden sich die Ansaugöffnungen 57 an den nach radial außen weisenden Segment-Mantelflächen sämtlicher Walzensegmente 44, die gemeinsam die kreiszylindrische Umlenkfläche 20 bilden.
-
Das Absaug-Kanalsystem 58 der Umlenkwalze 8 ist ausgebildet, um an eine externe Vakuumquelle V angeschlossen werden zu können. Bei der bestimmungsgemäßen Nutzung der Längsschneidevorrichtung 1 ist das Absaug-Kanalsystem 58 mit der Vakuumquelle V verbunden, sodass in dem gesamten Absaug-Kanalsystem 58 bis hin zu den Ansaugöffnungen 57 ein Unterdruck anliegt.
-
Mindestens eine an der Umlenkwalze 8 angeordnete und mit dem Absaug-Kanalsystem 58 verbundene Anschlusseinrichtung 61 erlaubt exemplarisch das lösbare Anschließen einer die Verbindung zu der Vakuumquelle V herstellenden, beispielsweise von einem Absaugschlauch gebildeten Absaugleitung 60.
-
Bei der Vakuumquelle V handelt es sich beispielsweise um eine Vakuumpumpe oder um eine nach dem Strahldüsenprinzip arbeitende Ejektoreinrichtung, oder aber um einen an eine solche Komponente angeschlossenen Unterdruckspeicher.
-
Exemplarisch ist die Anschlusseinrichtung 61 an einem der axialen Endabschnitte 56b der Trägerstange 47 angeordnet, insbesondere im Bereich deren axialer Stirnseite. Die Anschlusseinrichtung 61 ist bevorzugt als eine Drehkupplung oder Drehdurchführung ausgestattet, die ungeachtet der Rotation der Umlenkwalze 8 die gewünschte Vakuumbeaufschlagung ermöglicht.
-
Die Ansaugöffnungen 57 sind an jeder Segment-Mantelfläche 28 in einer möglichst hohen Verteilungsdichte und mit möglichst kleinem Öffnungsquerschnitt ausgebildet. Die Vielfachanordnung von Ansaugöffnungen 57 erstreckt sich sowohl in der Umfangsrichtung eines jeweiligen Walzensegmentes 44 rings um die Längsachse 12 herum als auch in der mit der Walzen-Längsrichtung 12 zusammenfallenden Breitenrichtung des jeweiligen Walzensegmentes 44 über zumindest annähernd und bevorzugt die gesamte Walzensegmentbreite.
-
Gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel können die Ansaugöffnungen 57 als einzelne Bohrungen ausgebildet sein, die beispielsweise durch spanende Bearbeitung oder durch Erodieren hergestellt wurden. Als vorteilhafter wird es jedoch angesehen, wenn die Ansaugöffnungen 57 entsprechend des illustrierten Ausführungsbeispiels von den zur Umlenkfläche 20 hin offenen Poren 63 einer mikroporösen Mantelschicht 62 gebildet sind, die sich im Bereich des radialen Außenumfanges eines jeweiligen Walzensegmentes 44 befindet und unmittelbar die Segment-Mantelfläche 28 des betreffenden Walzensegmentes 44 bildet.
-
Die mikroporöse Mantelschicht 62 kann vorteilhaft als Sintermaterialschicht ausgeführt sein, wobei das Sintermaterial beispielsweise Keramik, Kunststoff und/oder Metall sein kann.
-
Die mikroporöse Mantelschicht 62 lässt sich beispielsweise auch als Metallschaumschicht verwirklichen. Jedenfalls ist es von Vorteil, wenn die mikroporöse Mantelschicht 62 aus einem offenporigen Material besteht, das von einer fein verästelten Porenanordnung durchzogen ist, die einerseits an der Segment-Mantelfläche 28 die Ansaugöffnungen 57 bildet und andererseits im Innern der Mantelschicht 62 eine Kanalverästelung ausgebildet, die in praktisch alle Richtungen von angesaugter Luft durchströmbar ist.
-
Die mikroporöse Mantelschicht 62 hat für sich allein gesehen bevorzugt eine hohlzylindrische oder hülsenförmige Struktur, was unter anderem aus der 3 gut ersichtlich ist. Sie ist vorzugsweise radial außen auf einen aus einem Vollmaterial bestehenden kreiszylindrischen Kernkörper 70 des Walzensegmentes 44 aufgebracht. Somit besteht jedes Walzensegment 44 zweckmäßigerweise aus einem kreiszylindrischen Kernkörper 70 und einer den Kernkörper 70 radial außen umschließenden hülsenförmigen mikroporösen Mantelschicht 62.
-
Das interne Absaug-Kanalsystem 58 verbindet die Vielzahl von Ansaugöffnungen 57 der Segment-Mantelflächen 28 mit mindestens einer Anschlussöffnung 64 der Umlenkwalze 8, an der die Vakuumquelle V anschließbar oder angeschlossen ist und die exemplarisch über eine für solche Anschlussmaßnahmen geeignete Anschlusseinrichtung 61 verfügt.
-
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausgestaltung des Absaug-Kanalsystems 58 erläutert, die bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel realisiert ist.
-
Dieses bevorzugte Ansaug-Kanalsystem 58 enthält einen sich im zentralen Bereich der Umlenkwalze 8 in der Walzen-Längsrichtung 12 erstreckenden Hauptabsaugkanal 65. Exemplarisch erstreckt sich dieser Hauptabsaugkanal 65 koaxial in der Trägerstange 47, wobei er aufgrund des rohrförmigen Aufbaus der Trägerstange 47 von dem die Trägerstange 47 axial durchsetzenden Rohrhohlraum gebildet ist. Der Hauptabsaugkanal 65 ist an der einen Stirnseite im Bereich des dortigen axialen Endabschnittes 56b der Trägerstange 47 offen, wobei die Öffnung die Anschlussöffnung 64 bildet. Im Bereich des axial entgegengesetzten axialen Endabschnittes 56a ist der Hauptabsaugkanal 56 durch eine Verschlusswand 66 verschlossen, beispielsweise durch einen separaten Verschlussstopfen. Alternativ kann auch dieser andere axiale Endabschnitt 56a eine mit der Vakuumquelle V verbindbare oder verbundene Anschlussöffnung 64 aufweisen.
-
Die Wandung der rohrförmigen Trägerstange 47 ist von mehreren Verbindungskanälen 67 des Absaug-Kanalsystems 58 radial durchsetzt, die im Bereich des Außenumfanges der Trägerstange 47 an den Abflachungen 53 ausmünden.
-
Jeder Abflachung 53 liegt radial außen ein ihr zugewandter Flächenabschnitt der Innenumfangsfläche 74, 71 der axialen Durchgangsöffnungen 68, 69 der Walzensegmente 44 und der Distanzelemente 45 gegenüber, die auf dem Tragabschnitt 52 montiert sind, über dessen axialen Länge hinweg sich die Abflachungen 53 erstrecken. Dadurch werden über den Außenumfang der Trägerstange 47 verteilt mehrere Vakuumverteilräume 72 gebildet, die jeweils begrenzt sind von einer Abflachung 53 und dem die Abflachung 53 überbrückenden Flächenabschnitt der Innenumfangsflächen 74, 71 der axialen Durchgangsöffnungen 68, 69. Exemplarisch handelt es sich um zwei Vakuumverteilräume 72, die sich bezüglich der Walzen-Längsachse 12 diametral gegenüberliegen.
-
Jedes Walzensegment 44 ist von mindestens einem und bevorzugt von mehreren Segment-Absaugkanälen 73 durchsetzt, die einerseits über die Ansaugöffnungen 57 zu den Segment-Mantelflächen 28 ausmünden und andererseits an der Innenumfangsfläche 74 der axialen Durchgangsöffnung 68 ausmünden, sodass sie mit mindestens einem der Vakuumverteilräume 72 verbunden sind.
-
Damit unabhängig von der bezüglich der Trägerstange 47 eingenommenen Drehwinkelposition der Walzensegmente 44 eine Fluidverbindung zwischen den Segment-Absaugkanälen 73 und den Vakuumverteilräumen 72 vorliegt, ist in die Innenumfangsfläche 74 der Walzensegmente 44 zweckmäßigerweise jeweils eine zur Walzen-Längsachse 12 koaxiale Ringnut 75 eingelassen, in die die Segment-Absaugkanäle 73 mit ihren der axialen Durchgangsöffnung 68 zugeordneten inneren Endabschnitten 76 einmünden. Sollte ein Walzensegment 44 abweichend von der illustrierten Ausrichtung so auf der Trägerstange 47 montiert sein, dass sich die inneren Endabschnitte 76 der Segment-Absaugkanäle 73 nicht im Umfangsbereich der Vakuumverteilräume 72 befinden, ist durch die Ringnut 75 hindurch gleichwohl eine ständige Fluidverbindung geschaffen.
-
Die den inneren Endabschnitten 76 entgegengesetzten äußeren Endabschnitte der Segment-Absaugkanäle 73 sind exemplarisch von den Poren 63 der mikroporösen Mantelschicht 62 gebildet.
-
Ein bevorzugter Kanalverlauf der Segment-Absaugkanäle 73 zwischen den inneren Endabschnitten 76 und den Poren 63 sieht vor, dass sich ein den inneren Endabschnitt 76 aufweisender radialer Kanalabschnitt 77 bezüglich der Walzen-Längsachse 12 radial nach außen bis kurz vor die mikroporöse Mantelschicht 62 erstreckt, wo er in einen sich parallel zur Walzen-Längsachse 12 erstreckenden axialen Kanalabschnitt 78 übergeht, der sich zumindest annähernd über die gesamte axiale Breite des Walzensegments 44 erstreckt. Dieser axiale Kanalabschnitt 78 ist im Bereich der beiden axialen Stirnseiten des Walzensegments 44 verschlossen. Bevorzugt erfolgt die Herstellung durch Einbringung einer Sackbohrung, die an der offenen Seite zugeschweißt wird.
-
Zu den Segment-Absaugkanälen 73 gehören außerdem eine Vielzahl von zu der Walzen-Längsachse 12 koaxialen Ringkanälen 79, die in der Nähe des radialen Außenumfanges des Walzensegmentes 44 unmittelbar radial innerhalb der hohlzylindrischen mikroporösen Mantelschicht 62 ausgebildet sind. Diese Ringkanäle 79 sind in einer Vielzahl axial aneinandergereiht. Die axialen Kanalabschnitte 78 sind so gelegt, dass sie die Ringkanäle 79 im Bereich ihrer radial nach außen weisenden Nutgrundfläche anschneiden. Auf diese Weise kommuniziert jeder axiale Kanalabschnitt 78 mit jedem der Ringkanäle 79. Die radial außenliegende Begrenzung der Ringkanäle 79 übernimmt die mikroporöse Mantelschicht 62. Dadurch stehen die diese Mantelschicht 62 durchsetzenden Poren 63 mit den Ringkanälen 79 in Verbindung.
-
Exemplarisch resultieren die Ringkanäle 79 aus in die radiale Außenumfangsfläche des Kernkörpers 70 eingebrachten Ringnuten, die durch die mikroporöse Mantelschicht 62 abgedeckt sind.
-
Um die Ringkanäle 79 herzustellen, wird zweckmäßigerweise zuerst ein Kernkörper 70 erstellt, der noch keine mikroporöse Mantelschicht 62 aufweist und der im Bereich seines radialen Außenumfanges über eine Mehrzahl von Ringnuten verfügt. Anschließend wird die mikroporöse Mantelschicht 62 so aufgebracht, dass die Ringnuten überdeckt werden, sodass die Ringkanäle 79 entstehen.
-
Ist das Absaug-Kanalsystem 58 durch eine Vakuumquelle V mit Unterdruck beaufschlagt, können sich Ansaug-Luftströmungen 82 ausbilden, die in 3 und 4 durch Strömungspfeile angedeutet sind. Die Ansaug-Luftströmungen 82 verlaufen ausgehend von den Ansaugöffnungen 57 durch die Poren 63 hindurch in die Ringkanäle 79 und von dort aus durch die axialen Kanalabschnitte 78 und die radialen Kanalabschnitte 77 in die Vakuumverteilräume 72. Von dort aus gelangen sie durch die Verbindungskanäle 67 hindurch in den Hauptabsaugkanal 65 und von dort aus zur angeschlossenen externen Vakuumquelle V.
