DE19820269C2 - Vorrichtung zum Schneiden eines Gutsstrangs in Scheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden eines Gutsstrangs in Scheiben mit einer Schneideinrichtung, einer Zuführeinrichtung für den Gutsstrang und einer Aufnahmeeinrichtung für die von dem Gutsstrang abgeschnittenen Scheiben, wobei der Gutsstrang mittels der Zuführeinrichtung im wesentlichen in vertikaler Richtung zu der Schneideinrichtung hin bewegbar ist, mit der von dem unteren Ende des Gutsstrangs in einer im wesentlichen horizontalen Schnittebene Scheiben abschneidbar sind, wobei des weiteren die Schneideinrichtung ein Kreismesser aufweist, das an einem drehantreibbaren Antriebsarm rotierbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 4 685 364 bekannt. Das bei dieser Maschine verwendete Kreismesser ist derart groß dimensioniert, daß ein geringeres Maß als dessen Radius ausreichend ist, um Scheiben von dem Gutsstrang abzuschneiden. Der Raumbedarf für eine derartige Maschine ist daher vergleichsweise groß bzw. es können bei gegebenem Messerdurchmesser lediglich vergleichbar kleine Scheiben abgeschnitten werden. Des weiteren ist ein Ablagetisch für die abgeschnittenen Scheiben in einem sehr großen vertikalen Abstand von der Schnittebene angeordnet. Die abgeschnittenen Scheiben durchfallen somit regelrecht eine Fallstrecke, bevor sie einen Ablagestapel bilden. Insbesondere bei Schneidgut mit einem hohen Reibkoeffizienten zwischen Scheibe und Messer kommt es nach vollständiger Abtrennung der Scheibe zu einer Impulsübertragung auf dieselbe, so daß diese, wenn nicht weggeschleudert, so doch aus ihrer gewünschten rein vertikalen Flugbahn abgelenkt wird.

Eine vom Funktionsprinzip ähnliche Schneidvorrichtung ist auch in der DE 42 20 602 A1 offenbart. Wiederum liegt ein derart groß ausgebildetes Kreismesser vor, das allein mit seinen Randbereichen vollständige Scheiben des im Verhältnis hierzu kleinen Gutsstrangs zu trennen vermag. Die. Zufuhr größerer Scheiben wird durch die Durchtrittsöffnung für das Produkt sowie durch den Getriebekasten der Schneidvorrichtung verhindert. Außerdem tritt auch bei dieser Vorrichtung wiederum eine gewisse "Freiflugstrecke" der abgeschnittenen Scheiben auf, bevor diese nach Überbrückung eines Horizontalversatzes auf der Ablagefläche zur Auflage gelangen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß ein hängender Produktvorschub nicht möglich ist, weshalb aufgrund der zwangsläufigen Relativbewegung zwischen dem Gutsstrang und der Auflagefläche je nach den Produkteigenschaften mehr oder weniger starke, reibkraftbedingte Unregelmäßigkeiten im Vorschub auftreten.

Außerdem ist aus der DE 44 21 116 C1 eine Schneidmaschine bekannt, bei der die Zuführeinrichtung als als vertikaler Schacht ausgebildet ist, in dem der zu schneidende Gutsstrang an Greiferhaken hängend auf die Schneideinrichtung zubewegt wird. Die Schneideinrichtung selbst ist als in einer horizontalen Ebene rotierendes Sichelmesser ausgebildet, das um eine feststehende Drehachse rotiert und dabei den gesamten Querschnitt des Zuführschachtes überstreicht.

Um beim Ablegen der abgeschnittenen Scheiben auf der als Förderband ausgebildeten Aufnahmeeinrichtung unabhängig von der Höhe eines von den abgeschnittenen Scheiben gebildeten Stapels stets die gleichen Bedingungen zu schaffen, ist bei der bekannten Vorrichtung die Zuführeinrichtung derart kraftschlüssig mit der Aufnahmeeinrichtung verbunden, daß die vertikale Abwärtsbewegung des Gutsstrangs und die vertikale Abwärtsbewegung des jeweils entstehenden Stapels zwangsläufig synchron und mit derselben konstanten Geschwindigkeit erfolgen.

Derartige Vorrichtungen haben sich in der Praxis grundsätzlich bewährt. Prinzipbedingt stoßen sie jedoch dann an ihre Grenzen, wenn - einer allgemeinen Tendenz folgend - die Schneidleistung weiter gesteigert und dabei gleichzeitig die Schneidqualität verbessert werden soll. So läßt sich eine Verbesserung der Schneidqualität in der Regel nur noch über eine Vergrößerung der Schneidenlänge erzielen. Hierdurch wird der effektive Keilwinkel an der Schneidkante des Messers, der die wirksame Schärfe des Messers bestimmt, verkleinert. Es kommt nämlich zu einer Vergrößerung der Geschwindigkeit des Messers senkrecht zur Zustellrichtung im Verhältnis zu dessen Geschwindigkeit in Zustellrichtung, so daß ein stärker ausgeprägter "ziehender Schnitt" vorliegt.

Bei dem verwendeten Sichelmesser ist das Verhältnis der vorstehend genannten Geschwindigkeiten in der gewünschten Weise nur dadurch zu beeinflussen, daß die Schneidenlänge insgesamt verlängert wird, das heißt, eine Spiralform mit einer geringeren Radienzunahme pro Winkeleinheit gewählt wird. Dies führt aufgrund des insgesamt für die Spirale zur Verfügung stehenden begrenzten Winkelbereichs zwangsläufig zu einer Durchmesservergrößerung des Sichelmessers.

Hieraus resultiert zum einen der Nachteil, daß die Baugröße derartiger Maschinen anwächst, was angesichts des Trends, solche Maschinen auch in Ladentheken oder Verkaufsräumen mit begrenzten Platzverhältnissen aufzustellen, sehr unerwünscht ist. Zum anderen erhöhen sich der Bauaufwand und die Kosten für derart große Sichelmesser. Außerdem kann die Drehzahl sehr großer Sichelmesser aufgrund der nicht ausgeglichenen Massenkräfte nicht in der erwünschten Weise gesteigert werden, weshalb die bekannten Maschinen hinsichtlich der Schneidleistung vergleichsweise schnell an ihre Grenzen geraten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der hohe Schneidleistungen bei gleichzeitig sehr guter Schneidqualtität realisierbar sind. Des weiteren soll der für eine derartige Maschine benötigte Bauraum möglichst klein gehalten werden. Außerdem soll ein kontrolliertes Ablegen der abgeschnittenen scheiben ermöglicht werden.

Ausgehend von der Vorrichtung der eingangs beschriebenen gattungsgemäßen Art, wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehachse des Kreismessers bei der Drehbewegung des Antriebsarms den Förderquerschnitt der Zuführeinrichtung durchläuft und daß eine die Scheiben aufnehmende Ablagefläche der Aufnahmeeinrichtung derart gegenüber der Horizontalen geneigt angeordnet ist, daß zwischen der unteren Stirnseite des Gutsstrangs und der Ablagefläche ein keilförmiger Spalt gebildet ist, in den der Antriebsarm der Schneideinrichtung eindringt und wobei der Abstand der Ablagefläche zu der unteren Stirnseite des Gutsstrangs so einstellbar ist, daß eine entstehende Scheibe mit einem Teil ihrer Fläche auf der Ablagefläche aufliegt, bevor die Scheibe vollständig abgeschnitten ist.

Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Kreismesser verwendet wird, kann dessen Drehzahl sehr hoch gewählt werden, so daß sich eine sehr große Schnittgeschwindigkeit realisieren läßt. Bei geeigneter Abstimmung der Drehzahl des Antriebsarms und der Drehzahl des Kreismessers (typischerweise liegt das Verhältnis der beiden Drehzahlen etwa bei 1 : 10, es sind aber auch gänzlich andere Verhältnisse vorstellbar) lassen sich sehr kleine Werte des effektiven Keilwinkels erzielen, so daß die Schärfe derartiger Messer ausgezeichnet ist.

Aufgrund der vertikalen Vorschubrichtung und der horizontalen Schnittebene werden die im Entstehen begriffenen Scheiben in Folge der Schwerkraft nach unten aus der Schnittebene abgelenkt, so daß hinreichend Raum für die Passage des Antriebsarms vorliegt. Dieser kann sich daher zu einem nicht unbeträchtlichen Teil in den Förderquerschnitt erstrecken, weshalb der Durchmesser des Kreismessers klein gehalten werden kann, insbesondere auch weil die Drehachse des Messers bei einer Drehbewegung des Antriebsarms den Förderquerschnitt durchläuft. Daraus ergibt sich eine insgesamt sehr kompakte Bauform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Während die Massenkräfte des schnell rotierenden Kreismessers völlig ausgeglichen sind, treten lediglich bei dem wesentlich langsamer rotierenden Antriebsarm vergleichsweise geringe Massenkräfte auf, die jedoch z. B. mit Hilfe einer Ausgleichswelle ausgeglichen werden können. Da der Antriebsarm gleichförmig umlaufend angetrieben wird, kann insofern auf eine oszillierende Bewegung innerhalb eines Winkelbereichs kleiner als 360° verzichtet werden, wodurch insoweit das Auftreten freier Massenkräfte vermieden wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist somit gegenüber der bekannten mit einem Sichelmesser als Schneideinrichtung ausgestatteten Vorrichtung eine Vielzahl von Vorteilen auf. Auf den ersten Blick mag die verwendete Schneideinrichtung in Form eines an einem Antriebsarm rotierenden Kreismessers aufwendiger als die bekannte Verwendung eines sichelförmigen Messers zu sein. Aufgrund der sehr guten erzielbaren Schneidqualitäten - bei gleichzeitig geringer Baugröße und hoher Schneidleistung - werden diese scheinbaren Nachteile in der Summe jedoch mehr als ausgeglichen.

Durch die Neigung der Abnahmefläche wird in dem Bereich des Querschnitts des Gutsstrangs, der am Ende des Schneidvorgangs über einen Restquerschnitt mit der gerade abgeschnittenen Scheibe in Verbindung steht, der vertikale Abstand zwischen der Schneidebene und der Ablagefläche verkürzt. Auf diese Weise kann für die abzuschneidende Scheibe noch vor ihrer vollständigen Abtrennung eine vergrößerte Auflagefläche geschaffen werden. Eine derartige Auflagefläche ist deshalb erforderlich, um in der Endphase des Schneidvorgangs eine unkontrollierte Schleuderbewegung der Scheibe zu verhindern. Diese wird nämlich aufgrund ihrer reibungsbehafteten Teilauflage auf der Ablagefläche an einer unerwünschten Relativbewegung zu der Ablagefläche gehindert.

Bei einer wie vorstehend beschrieben geneigten Ablagefläche kann daher der Abstand zwischen der Schnittebene und der Ablagefläche, in dem der Drehachse des Antriebsarms zugewandten Bereich vergrößert werden, ohne daß zumindest eine teilweise Auflage der gerade abgeschnittenen Scheibe in der Endphase des Schneidvorgangs verlorengeht. Hierdurch wird auch bei geringen Abständen zwischen der Auflagefläche und der Schneidebene in dem der Drehachse des Antriebsarms abgewandten Bereich ein hinreichend großer Zwischenraum für den Antriebsarm geschaffen.

Die Erfindung weiter ausgestaltend wird vorgeschlagen, daß die Aufnahmeeinrichtung als Förderband ausgebildet ist, das getaktet antreibbar ist und dessen Förderrichtung von der Drehachse des Antriebsarms weg weist (Anspruch 2).

Auf diese Weise ist eine geschuppte bzw. geschindelte Ablage der geschnittenen Scheiben möglich. Aufgrund des getakteten Abtransports wird verhindert, daß der Antriebsarm auch bei dicken Scheiben bzw. knappen Platzverhältnissen mit den abgeschnittenen Scheiben kollidiert, die bei ungetaktetem Förderbandantrieb aufgrund ihrer teilweisen Auflage auf der Ablagefläche in Bereiche transportiert würden, die der Antriebsarm durchläuft.

Der Bauaufwand für die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich besonders niedrig halten, wenn der Antriebsarm und das Kreismesser von einem gemeinsamen Elektromotor angetrieben werden (Anspruch 3). Bei Verwendung eines Getriebemotors läßt sich dabei eine hinreichend stark untersetzte Getriebeausgangswelle für den Antrieb des Antriebsarms nutzen, während der Antrieb des Kreismessers, der beispielsweise über einen in dem Antriebsarm angeordneten Riementrieb erfolgt, direkt mit der entsprechend höheren Motordrehzahl erfolgt.

Ferner wird vorgeschlagen, daß der Antrieb des Antriebsarms über eine Hohlwelle und der Antrieb des Kreismessers über eine in der Hohlwelle rotierende Messerwelle erfolgt (Anspruch 4).

Schließlich ist noch vorgesehen, den Antrieb des Antriebsarms unterhalb der Schnittebene anzuordnen (Anspruch 5).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Schneidvorrichtung, die in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung 1 zum Schneiden eines Gutsstrangs 20 in Scheiben 23 besteht im wesentlichen aus einer Schneidvorrichtung 2, einer Zuführeinrichtung 3 für den Gutsstrang 20 und einer Aufnahmeeinrichtung 4 für die von dem Gutsstrang 20 abgeschnittenen Scheiben 23.

Die Schneideinrichtung 2 besteht aus einem um eine Drehachse 5 antreibbaren Antriebsarm 6. An dem der Drehachse 5 gegenüberliegenden Ende des Antriebsarms 6 befindet sich die Drehachse 7 eines ebenfalls drehantreibbaren Kreismessers 8. Der Antrieb des Antriebsarms 6 erfolgt über eine Hohlwelle 9, die aus einem an einen Elektromotor 10 angeflanschten Getriebe 11 herausgeführt ist. Der Antrieb des Kreismessers 8 erfolgt innerhalb des Antriebsarms 6 über einen Riementrieb 12 und des weiteren über eine innerhalb der Hohlwelle 9 angeordnete Messerwelle 13. Während die Hohlwelle 9 mit einer gegenüber der Motordrehzahl um den Faktor 10 verminderten Drehzahl rotiert, wird die Messerwelle 13 mit der vollen Motordrehzahl betrieben. Aus diesem Grund rotiert das Kreismesser 8 - bei einer Übersetzung des Riementriebs 12 von 1 : 1 - mit zehnfacher Drehzahl des Antriebsarms 6. Für den Antrieb der Hohlwelle 9 und des Messerwelle 13 dient derselbe Elektromotor 10.

In den Fig. 1 bis 3 ist das Kreismesser 8 bzw. dessen Umrißlinie in verschiedenen Positionen dargestellt. In Fig. 3 ist auch eine Einhüllende 14 sämtlicher Stellungen des planetenartig mit dem Antriebsarm 6 rotierenden Kreismessers 8 dargestellt. Aus Fig. 3 läßt sich ebenfalls entnehmen, daß der Radius des Kreismessers 8 geringfügig größer als der Radius des Kreises 15 ist, auf dem sich die Drehachse 7 des Kreismessers 8 bewegt.

In Fig. 3 ist des weiteren dargestellt, daß der Antriebsarm 6 entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil 16) rotiert, während sich das Kreismesser 8 im Uhrzeigersinn (Pfeil 17) dreht. Während der Rotation des Antriebsarms 6 dringt die Drehachse 7 des Kreismessers 8 in den rechteckförmigen Querschnitt 18 der Zuführeinrichtung 3 ein.

Die Zuführeinrichtung 3 ist in bekannter Weise ausgeführt und weist ein nicht dargestelltes mit Greiferhaken versehenes Aufnahmeelement für den hängend gelagerten Gutsstrang 20 auf. Die Zuführeinrichtung 3 ist ferner mit einem im Querschnitt rechteckförmigen Zuführschacht 19 versehen. Der Gutsstrang 20 ist in einem der Schneideinrichtung 2 zugewandten Endabschnitt an eine Wand des Zuführschachts 19 anpreßbar, um für eine hinreichende Fixierung während des Schneidvorgangs zu sorgen.

Die Aufnahmeeinrichtung 4 ist in Form eines Förderbandes 21 ausgebildet, dessen von dem Obertrum gebildete Ablagefläche 22 gegenüber der Horizontalen derart geneigt angeordnet ist, daß zwischen der unteren Stirnseite des Gutsstrangs 20 und der Ablagefläche 22 ein keilförmiger Spalt gebildet ist, in den der Antriebsarm 6 der Schneideinrichtung 2 bei seiner Drehbewegung eintauchen kann. Aufgrund dieser geneigten Ausrichtung des Förderbandes 21 kommt ein hinreichend großer Flächenteil einer gerade im Entstehen begriffenen Scheibe 23 mit der Ablagefläche 22 in Berührung. Auf diese Weise ist vor der vollständigen Abtrennung der Scheibe 23 für eine ausreichende Reibkraft zwischen der Scheibe 23 und der Ablagefläche 22 gewährleistet, so daß es zu keiner unkontrollierten Schleuderbewegung der Scheibe 23 nach deren vollständiger Abtrennung kommen kann. Somit kann in Verbindung mit einem getakteten Antrieb des Förderbandes 22 eine geordnete und geometriegenaue Schindelablage der Scheiben 23 erzielt werden.

Die von dem Förderband 21 aufgenommenen Scheibenpakete werden von einer nicht dargestellten weiteren Fördereinrichtung zu geeigneten Verpackungs- oder Abnahmeeinrichtungen weitergeleitet.

Die Vorrichtung 1 eignet sich jedoch nicht nur zur geschuppten bzw. geschindelten Ablage der Scheiben 23. Vielmehr ist bei einer dann vorzugsweise horizontal ausgerichteten Aufnahmeeinrichtung auch eine gestapelte Ablage der Scheiben möglich. Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, die Vorrichtung 1 mit einer vertikal verfahrbaren Ablagefläche zu versehen, deren Bewegung vorteilhafterweise mit der Vorschubbewegung des Gutsstrangs 20 synchronisiert ist, um während des gesamten Schneidvorgangs gleichbleibende Ablagebedingungen für die geschnittenen Scheiben zu gewährleisten.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Schneiden eines Gutsstrangs in Scheiben mit einer Schneideinrichtung (2), einer Zuführeinrichtung für den Gutsstrang (20) und einer Aufnahmeeinrichtung (4) für die von dem Gutsstrang (20) abgeschnittenen Scheiben (23), wobei der Gutsstrang mittels der Zuführeinrichtung im wesentlichen in vertikaler Richtung zu der Schneid­ einrichtung (2) hin bewegbar ist, mit der von dem unteren Ende des Gutsstrangs (20) in einer im wesentlichen horizontalen Schnittebene Scheiben (23) abschneidbar sind, wo­ bei des weiteren die Schneideinrichtung (2) ein Kreismesser (8) aufweist, das an einem drehantreibbaren Antriebsarm (6) rotierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh­ achse (7) des Kreismessers (8) bei der Drehbewegung des Antriebsarms (6) den Förder­ querschnitt (18) der Zuführeinrichtung (3) durchläuft und daß eine die Scheiben (23) aufnehmende Ablagefläche (22) der Aufnahmeeinrichtung (4) derart gegenüber der Ho­ rizontalen geneigt angeordnet ist, daß zwischen der unteren Stirnseite des Gutsstrangs (20) und der Ablagefläche (22) ein keilförmiger Spalt gebildet ist, in den der Antriebs­ arm (6) der Schneideinrichtung (2) eindringt und wobei der Abstand der Ablagefläche (22) zu der unteren Stirnseite des Gutsstrangs (20) so einstellbar ist, daß eine entstehen­ de Scheibe (23) mit einem Teil ihrer Fläche auf der Ablagefläche (22) aufliegt, bevor die Scheibe (23) vollständig abgeschnitten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (4) als Förderband (21) ausgebildet ist, das getaktet antreibbar ist und dessen Förderrich­ tung von der Drehachse (5) des Antriebsarms (6) wegweist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ triebsarm (6) und das Kreismesser (8) von einem gemeinsamen Elektromotor (10) an­ treibbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ trieb des Antriebsarms (6) über eine Hohlwelle (9) und der Antrieb des Kreismessers (8) über eine in der Hohlwelle (9) rotierende Messerwelle (13) erfolgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der An­ trieb des Antriebsarms (6) unterhalb der Schnittebene angeordnet ist.