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Die
Erfindung betrifft eine Schneidevorrichtung zum Schneiden von quer
zur Schnittrichtung verlaufende Verstärkungseinlagen enthaltenden Bändern zwischen
zwei aneinander entlang geführten
Schneidkanten, von denen die erste Schneidkante die eine, und die
zweite Schneidkante die andere Seite des Bandes beaufschlagt.
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Solche
Schneidevorrichtungen werden im Bergbau und häufig unter Tage dazu eingesetzt,
die in der Regel aus Gummi mit darin eingebetteten Armierungen bestehenden
und für
den Transport des Abraums oder der Kohle verwendeten Förderbänder zu
durchtrennen. Eine solche Durchtrennung kann wünschenswert sein, um die Förderbänder beim
Verlegen längemäßig aneinander
anzupassen, oder aber auch defekte Bandabschnitte herauszuschneiden.
Für Schwierigkeiten
bei der Durchführung
des Schnittes sorgen vor allem die in solche Förderbänder eingebetteten Armierungen,
die häufig
aus in Längsrichtung
verlaufenden Stahlseilen bestehen.
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Aufgrund
der meist engen räumlichen
Gegebenheiten unter Tage erfolgt dort das Trennen von Förderbändern häufig noch
von Hand. In der Regel wird hierzu zunächst das die Armierung umschließende Elastomer
von beiden Seiten her in Form eines möglichst tiefen Keiles aufgeschnitten.
Anschließend
wird mit Hilfe eines von Hand geführten, handelsüblichen
Trennschleifers jeder einzelne Stahldraht der Verstärkungseinlage
durchtrennt.
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Bekannt
sind auch bereits maschinell arbeitende Schneidevorrichtungen zum
Durchtrennen armierter Elastomerbänder. So wird in der
EP 0 732 179 B1 vorgeschlagen,
das quer zu durchtrennende Bandmaterial zunächst zwischen zwei stabilen Klemmbacken
zu fixieren, und dann mit einem entlang der Klemmbacken maschinell
gezogenen Messer zu durchtrennen. Hierbei befindet sich die eine der
beteiligten Schneidkanten ortsfest an der langgestreckten Klemmbacke,
wohingegen die zweite, an dieser ersten Schneidkante vorbeibewegte
Schneidkante an dem Messer ausgebildet ist. Die Schneidevorrichtung
nach der
EP 0 732 179
B1 ist relativ groß und
schwer, was den Einsatz im Bergbau unter Tage schwierig macht. Die
Art der Führung
des Messers entlang der Klemmbacken erfordert außerdem bei häufigem Einsatz
der Schneidevorrichtung einen erhöhten Wartungsaufwand.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidevorrichtung zum
Durchtrennen von mit Verstärkungseinlagen
versehenen Bändern
zu schaffen, die sich durch eine kompakte und wartungsarme Bauweise
auszeichnet.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird bei einer Schneidevorrichtung mit den eingangs
angegebenen Merkmalen vorgeschlagen, daß die Schneidkanten an gegensinnig
sich drehenden und auf zueinander parallelen Drehachsen angeordneten
Schneidrädern ausgebildet
sind, von denen eines mit gleichmäßig über seinen Umfang verteilten
Schneidzähnen
versehen ist.
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Infolge
der Ausbildung der Schneidkanten an gegensinnig sich drehenden und
auf zueinander parallelen Drehachsen angeordneten Schneidrädern ermöglicht die
erfindungsgemäße Schneidevorrichtung eine
relativ kompakte Bauweise, weshalb sie sich für einen Einsatz auch in beengten
räumlichen
Situationen wie z. B. unter Tage und an wechselnden Einsatzorten
eignet. Die einzigen bewegten Teile sind die Schneidräder, weshalb
sich Wartungsarbeiten allenfalls auf die Lagerung der Schneidräder beschränken. Sofern
hier wartungsfreie Wälzlager
eingesetzt werden, arbeitet die Schneidevorrichtung faktisch völlig wartungsfrei.
Gemäß der Erfindung
ist eines der Schneidräder
mit gleichmäßig über seinen
Umfang verteilten Schneidzähnen
versehen. Auf diese Weise sind in Bezug auf das zu durchtrennende Band
hohe Vorschubkräfte
selbst dann erzielbar, wenn in das Band quer zur Schnittrichtung
verlaufende Verstärkungseinlagen
aus Stahl eingebettet sind.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung sind
in den Unteransprüchen
angegeben.
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So
ist gemäß einer
ersten Ausgestaltung vorgesehen, daß das gezahnte Schneidrad mit
einem Antrieb gekoppelt, und das andere Schneidrad frei laufend
ist. Es hat sich herausgestellt, daß es für einen ausreichenden Schneidevortrieb
selbst für
den Fall der Durchtrennung stahlarmierter Bänder ausreichend ist, nur eines
der beteiligten Schneidräder
anzutreiben, wobei dies das mit den Schneidzähnen versehene Schneidrad ist.
Eine unter Umständen aufwendige Übertragung
des Antriebes auch auf das korrespondierende, gegensinnig sich drehende Schneidrad
ist in diesem Fall nicht erforderlich, was den konstruktiven Aufwand
für die
Schneidevorrichtung insgesamt verringert.
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Grundsätzlich läßt sich
die erfindungsgemäße Schneidevorrichtung
mit einem maschinellen Antrieb versehen, z. B. einem Elektromotor,
der über
einen geeignetes Untersetzungsgetriebe den Schneidmechanismus antreibt.
Jedoch eignet sich die erfindungsgemäße Schneidevorrichtung gerade
aufgrund ihrer kompakten Bauweise auch für einen Handbetrieb. Demgemäß ist eine
bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung gekennzeichnet durch einen
mit einem starken Untersetzungsgetriebe versehenen Handkurbelantrieb
für das
angetriebene Schneidrad.
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Zur
Erzielung einer in Bezug auf die Antriebskräfte hohen Schnittleistung des
Schneidemechanismus wird vorgeschlagen, daß jedes der Schneidräder eine
an ihrem Außenrand
mit der Schneidkante versehenen Flachseite, die sich entlang der
Flachseite des jeweils anderen Schneidrades erstreckt, und eine
sich nach außen
hin vorzugsweise konisch verjüngende
Außenseite
aufweist.
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Mit
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die radiale Überdeckung
der einander zugewandten Flachseiten mindestens so groß wie die
radiale Länge
der Schneidzähne
ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Bandmaterial nicht nur
perforiert, sondern vollständig
durchtrennt wird.
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Mit
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die an
dem gezahnten Schneidrad angeordneten Schneidzähne dreieckig mit vorzugsweise
geraden Zahnflanken gestaltet sind. Auf diese Weise sind die gezahnten
Schneidräder
in besonderer Weise geeignet, eine doppelte Funktion auszuüben. Einerseits
bewirkt das Eindringen der Schneidzähne in das Material des Bandes
einen Formschluß, mit
dem sich nahezu schlupffrei hohe Vortriebskräfte erzielen lassen. Des weiteren
sind die Schneidzähne mit
Schneiden versehen, d. h. sie durchtrennen im Zusammenwirken mit
den Schneidkanten des jeweils anderen Schneidrades das Bandmaterial.
Zur Erzielung eines günstigen
Schneideverhaltens des gezahnten Schneidrades beträgt der die
Schneidkante bildende Winkel zwischen den Zahnflanken und der Flachseite
des gezahnten Schneidrades vorzugsweise 90°.
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Die
bereits durch die Verwendung der gezahnten Schneidräder erzielbare,
hohe Vortriebskraft läßt sich
zusätzlich
dadurch steigern, daß die
beiden Flankenwinkel der Schneidzähne unterschiedlich sind, wobei
der in Drehrichtung weisende Flankenwinkel der steilere ist. Vorzugsweise
beträgt
der steilere der beiden Flankenwinkel zwischen 12° und 16° und der
flachere der beiden Flankenwinkel zwischen 37° und 43°. Für den Winkel zwischen der hinteren Zahnflanke
eines Zahnes und der vorderen Zahnflanke des darauffolgenden Zahnes
werden 50° bis
60° vorgeschlagen,
vorzugsweise 54°.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Schneidevorrichtung ist gekennzeichnet
durch eine paarweise Anordnung sowohl des gezahnten Schneidrades
wie auch des weiteren Schneidrades, wobei die jeweils ein Paar bildenden
Schneidräder
auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind, und die Schneidkanten
der Paare zum Schneiden eines schmalen Streifens der Breite A einen
Abstand A zueinander aufweisen. Die Verwendung doppelter Schneidräder ist
mit mehreren Vorteilen verknüpft.
Ein wichtiger Vorteil ist der nahezu verzugsfreie Schnitt. Schneidmechanismen
mit zwei aneinander entlang geführten Schneidkanten
zeigen in der Praxis häufig
die Neigung, daß der
Schnitt nicht einer geraden Linie folgt, sondern seitlich wegläuft. Der
Schnitt erfolgt also nicht entlang einer Gerade, sondern leicht
gebogen. Durch die vorgeschlagene Verwendung jeweils doppelter Schneidräder wird
diese Verzugsneigung kompensiert, so daß insgesamt ein auch auf längere Distanzen
gerader Schnitt entsteht. Die Verwendung jeweils doppelter Schneidräder hat
ferner den Vorteil, daß durch
den von den beiden Schnittkanten geschaffenen Spalt ein Verbindungsabschnitt
hindurchgeführt
werden kann, welcher die beiden Schneidachsen vertikal verbindet.
Dies trägt
zur kompakten Bauweise der Vorrichtung bei.
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Bei
einer Schneidevorrichtung mit jeweils doppelten Schneidrädern ist
es von Vorteil, wenn die mit den Schneidkanten versehenen Flachseiten
der beiden gezahnten Schneidräder
voneinander weg, und die mit den Schneidkanten versehenen Flachseiten
der beiden weiteren Schneidräder
aufeinander zu weisen.
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Zur
Erzielung einer besonders kompakt bauenden Schneidvorrichtung mit
möglichst
wenigen beweglichen Teilen wird ferner ein die Lagerung der gezahnten
Schneidräder
mit der Lagerung der weiteren Schneidräder verbindender starrer Bügel vorgeschlagen,
dessen Verbindungsabschnitt in Bezug auf die Schneidräder in Schnittrichtung
versetzt angeordnet ist, wobei der Verbindungsabschnitt in Verlängerung des
Schneidkantenabstandes A durch das aufgeschnittene Band hindurchgeführt ist.
Da während
der Durchführung
des Schnittes der dabei herausgeschnittene schmale Streifen hinderlich
sein kann, wird mit einer weiteren Ausgestaltung vorgeschlagen,
daß der
Verbindungsabschnitt des Bügels
mit Ablenkmitteln zum Wegführen
des aus dem Band herausgeschnittenen Streifens nach unten versehen
ist.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung
zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer
Schneidevorrichtung,
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2 eine Stirnansicht der
Schneidevorrichtung,
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3 eine Ansicht und ein Teilschnitt
eines der in der Schneidevorrichtung verwendeten Schneidräder und
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4 einen Schnitt durch ein
anderes in der Schneidevorrichtung verwendetes Schneidrad.
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Die
in den 1 und 2 in ihrer Gesamtheit dargestellte
Schneidevorrichtung besteht im wesentlichen aus einem oberen Schneidradpaar 1,
einem unteren Schneidradpaar 2, einem die Schneidradpaare
verbindenden starren Bügel 3 sowie
einem Antrieb 4 für
das obere Schneidradpaar 1.
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Der
Antrieb 4 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ein von Hand betätigbarer
Handkurbeltrieb 5, welcher über ein starkes Untersetzungsgetriebe 6 das
obere Schneidradpaar 1 antreibt. Demgegenüber ist
das untere Schneidradpaar 2 frei laufend ausgebildet. Sowohl
die Schneidräder
des oberen Schneidradpaares 1 wie auch die Schneidräder des
unteren Schneidradpaares 2 sind in geeigneten Wälzlagern 7 in
dem Bügel 3 gelagert.
Die Drehachse 8 des oberen Schneidppaares 1 verläuft parallel
und mit Abstand zu der Drehachse 9 des unteren Schneidradpaares 2.
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2 läßt die Einzelheiten der beiden Schneidradpaare 1, 2 erkennen.
Das obere Schneidradpaar 1 besteht aus einem ersten Schneidrad 11 sowie
einem hierzu symmetrisch angeordneten zweiten Schneidrad 12,
welche gemeinsam auf der Drehachse 8 sitzen. Jedoch ist
es anstelle der zwei Schneidräder 11, 12 auch
möglich,
deren Funktionen in einem einzigen, gleich gestalteten doppelten Schneidrad
zu verwirklichen. Die den Schnnitt durchführenden Seiten der Schneidräder 11, 12 sind
zumindest nahe ihres äußeren Umfanges
als Flachseiten 13 gestaltet. An diesen Flachseiten 13 liegen
mit sehr geringem Spiel die entsprechenden Flachseiten 14 der
beiden Schneidräder 21, 22 des
unteren Schneidradpaares 2 an. Die Flachseiten 14 der
beiden unteren Schneidräder 21, 22 sind
daher an den zueinander ausgerichteten Innenseiten dieser Schneidräder angeordnet.
Die Flachseite 13 des Schneidrades 11 läuft daher
mit sehr geringem Spiel an der Flachseite 14 des Schneidrades 21 entlang. Analog
läuft die
Flachseite 13 des Schneidrades 12 mit ebenso geringem
Spiel an der Flachseite 14 des Schneidrades 22 entlang,
wodurch diese Flachseiten 13, 14 zugleich eine
doppelte Schnittkante mit dem Schneidkantenabstand A definieren.
Ein durch die Schneidevorrichtung hindurchgeführtes Band 23, vorzugsweise
ein mit quer verlaufenden Stahlseilen (25 in 1) armiertes Elastomerband,
wird daher in zwei zueinander parallelen Schnitten durchtrennt, wodurch
beim Schneiden ein schmaler Streifen 24 der Breite A aus
dem Band 23 herausgetrennt wird.
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Bei
den Schneidrädern 11, 12 handelt
es sich um gezahnte Schneidräder
mit gleichmäßig über ihren
Umfang verteilten Schneidzähnen 30.
Demgegenüber
sind die im Ausführungsbeispiel
unten angeordneten Schneidräder 21, 22 mit
einem glatten, kreisringförmigen
Umfang versehen, an dem sich die Schneidkante 38 befindet.
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1 läßt erkennen, daß das untere Schneidrad 22 das
entsprechende obere Schneidrad 12 in dessen Randbereich überdeckt.
Diese radiale Überdeckung
ist in etwa so groß,
wie die radiale Länge
der Schneidzähne 30 des
Schneidrades 12. Die radiale Überdeckung kann aber auch etwas
größer ausfallen.
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Beim
Trennen des aufzuschneidenden Bandes 23 sind die spitz
gezahnten Schneidräder 11, 12 in
der Lage, in das in der Regel aus einem Elastomer bestehende Bandmaterial
einzudringen und auf diese Weise ein starken Formschluß für den Transport des
Bandes 23 durch die Schneidevorrichtung hindurch zu bewirken.
Demgegenüber
arbeiten die Schneidräder 21, 22 ausschließlich nach
Art rotierender Messer, wobei sie ausschließlich deshalb in Drehung umgekehrt
zum Drehsinn der Schneidräder 11, 12 geraten,
weil sie von dem durch die Schneidevorrichtung hindurchlaufenden
Band 23 mitgenommen werden.
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3 zeigt eines der gezahnten
Schneidräder 11, 12 mit
den charakteristischen, in Seitenansicht dreieckigen Zähnen mit
geraden Zahnflanken 35, 36. Zu erkennen ist ferner,
daß die
beiden Flankenwinkel der Schneidzähne 30 unterschiedlich
sind, wobei der in Drehrichtung weisende Flankenwinkel der steilere
ist. Vorzugsweise beträgt
der steilere der beiden Flankenwinkel, den die Zahnflanke 35 aufweist,
14°. Der
flachere der beiden Flankenwinkel, den die Zahnflanke 36 aufweist,
beträgt
40°. Summiert
man diese beiden Werte, so ergibt sich der Winkel von vorzugsweise
54° zwischen
der hinteren Zahnflanke eines Zahnes und der vorderen Zahnflanke
des darauffolgenden Zahnes. Zu der in 3 dem Betrachter
zugewandten Flachseite 13 weisen beide Zahnflanken 35, 36 einen
scharfkantigen rechten Winkel, d. h. einen Winkel von 90° auf. Dieser
Winkel ist zugleich die Schneidkante 38. An den Spitzen 37 sind
die Schneidzähne 30 leicht
gebrochen, um beim Betrieb der Schneidevorrichtung ein Abbrechen
der äußersten
Spitzen zu vermeiden.
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Die
der Flachseite 13 abgewandte andere Außenseite 15 der Schneidräder 11, 12 ist
nach außen
hin sich konisch verjüngend
gestaltet, wobei sich die konische Verjüngung in radialer Richtung
zumindest über
die gesamte radiale Länge
der Schneidzähne 30 erstreckt.
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Gemäß 4 weisen auch die beiden
anderen Schneidräder 21, 22 zum
einen die Flachseite 14, und zum anderen eine der Flachseite
abgewandte, sich nach außen
hin konisch verjüngende
Außenseite 16 auf.
Die scharf bearbeitete Schneidkante 38 befindet sich an
dem Außenrand
der Flachseite 14.
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Der
die beiden Schneidradpaare 1, 2 miteinander verbindende
Bügel 3 verfügt über einen
Verbindungsabschnitt 39, der in Bezug auf die Schneidräder in Schnittrichtung
versetzt angeordnet ist. Durch das Herausschneiden des Streifens 24 besteht
die Möglichkeit,
daß der
Verbindungsabschnitt 39 innerhalb des Schneidkantenabstandes
A durch das bereits aufgeschnittene Band 23 hindurchgeführt ist.
Der vordere Rand des Verbindungsabschnittes 39 des Bügels 3 ist
mit vorzugsweise beidseitig angeordneten Führungsflächen 40 versehen,
welche die Schnittkanten des Bandes 23 kontrolliert an
dem Verbindungsabschnitt 39 entlanggleiten lassen. Ein
Abweiserkeil 41, der auch als Abweiserrolle ausgebildet sein
kann, ragt zwischen die Schneidkanten des Schneidradpaares 1,
so daß der
Bandstreifen 24 unterhalb des Bügels 3 herausgeführt werden
kann.
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- 1
- Schneidradpaar
- 2
- Schneidradpaar
- 3
- Bügel
- 4
- Antrieb
- 5
- Handkurbeltrieb
- 6
- Untersetzungsgetriebe
- 7
- Wälzlager
- 8
- Drehachse
- 9
- Drehachse
- 11
- Schneidrad
- 12
- Schneidrad
- 13
- Flachseite
- 14
- Flachseite
- 15
- Außenseite
- 16
- Außenseite
- 21
- Schneidrad
- 22
- Schneidrad
- 23
- Band
- 24
- herausgetrennter
Streifen
- 25
- Armierung
- 30
- Schneidzahn
- 35
- Zahnflanke
- 36
- Zahnflanke
- 37
- Spitze
- 38
- Schneidkante
- 39
- Verbindungsabschnitt
- 40
- Führungsfläche
- 41
- Abweiserkeil
- A
- Schneidkantenabschnitt