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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messeranordnung zum Längsschneiden von Bahnstreifen aus Folien oder Bändern mit einer Untermesserwelle und zumindest einem auf der Untermesserwelle angeordneten Untermesser und einer Zwischenstückanordnung, wobei zwischen dem Untermesser und einem dem Untermesser gegenüberliegenden Zwischenstück der Zwischenstückanordnung eine Schneidnut ausgebildet ist zum Eintritt eines auf einer Obermesserwelle angeordneten Obermessers, derart, dass eine Obermesser-Schneidkante des Obermessers an einer am Untermesser ausgebildeten Untermesser-Schneidkante vorbeigeführt wird, wobei ein der Untermesser-Schneidkante gegenüberliegend angeordneter axialer Stützrand des Zwischenstücks im Längsschnittprofil mit einem Stützradius zur Abstützung eines Folienbahnrands eines durch den Messereingriff zwischen Obermesser und Untermesser abgescherten Bahnstreifens versehen ist.
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Eine Messeranordnung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
EP 1 162 043 A1 bekannt und wird insbesondere bei einem als „Schmalschnittschneidverfahren” bezeichneten Verfahren zum Längsschneiden von Folien und Bändern eingesetzt, wobei die Messeranordnung entsprechend der gewünschten Breite der durch das Längsschneiden erzeugten Bahnstreifen jeweils zwischen zwei Untermessern der Untermesserwelle mit einer Zwischenstückanordnung versehen ist, die im Falle der aus der
EP 1 162 043 A1 bekannten Messeranordnung ein Zwischenstück aufweist, das an seinen beiden axialen Enden jeweils einen Stützrand aufweist, welcher einen Rand einer Schneidnut definiert, der dem durch die Schneidkante des benachbarten Untermessers definierten Rand der Schneidnut gegenüberliegt. Bei der bekannten Messeranordnung ist zwischen den an den axialen Enden des Zwischenstücks jeweils ausgebildeten Stützrändern ein Übergangsabschnitt ausgebildet, der im Längsschnittprofil einen Übergangsradius aufweist und sich kontinuierlich zwischen den Stützrändern erstreckt und diese miteinander verbindet.
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Abweichend von der aus der
EP 1 162 043 B1 bekannten Messeranordnung, die zur Durchführung eines „Schmalschnittschneidverfahrens” dient, und bei der die Zwischenstückanordnung aufgrund der gewünscht schmalen Ausbildung der Bahnstreifen lediglich ein Zwischenstück aufweist, das darüber hinaus eine entsprechend geringe axiale Länge mit dicht zueinander angeordneten Stützrändern aufweist, ist es zur Herstellung von breiteren Bahnstreifen üblich, Zwischenstückanordnungen zu verwenden, die entweder einen Zwischenstück aufweisen, dessen axiale Enden als Stützränder mit einem Stützradius ausgebildet sind und der zwischen den Stützrändern zur Erzielung der gewünschten Bahnbreite einen zylindrischen Abschnitt als Distanzstück aufweist, oder alternativ hierzu eine Zwischenstückanordnung mit zwei an den axialen Enden der Zwischenstückanordnung angeordneten Zwischenstücken, die jeweils einen Stützrand mit einem Stützradius aufweisen und über ein zwischenliegend angeordnetes zylindrisches Zwischenstück miteinander verbunden sind.
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Bei den Zwischenstückanordnungen, die zur Erzielung einer größeren Bahnbreite einen Zylinderabschnitt aufweisen, ist es üblich, den Übergangsabschnitt zwischen dem Stützrand und dem Zylinderabschnitt durch einen Übergangskonus auszubilden. So zeigt beispielsweise unter der URL http://www.dienes.de/Alu-Stahl-NE-Metalle.11.0.html die Website der Dienes Werke für Maschinenteile GmbH & Co. KG als eine bewährte Schneidanordnung die vorstehend erläuterte Zwischenstückanordnung mit einem an einem axialen Ende des Zwischenstücks ausgebildeten Stützradius, der mittels eines Übergangskonus in einen Zylinderabschnitt übergeleitet wird. Auf der vorstehend in Bezug genommenen Website ist auch in einer Prinzipdarstellung der Schneidvorgang dargestellt, bei dem ein Obermesser in die auf der Untermesserwelle zwischen dem Untermesser und dem Stützradius der Zwischenringanordnung ausgebildeten Schneidnut eingreift, so dass zur Ausführung eines Längsschnitts ein Bahnstreifen in Folge des Messereingriffs zwischen dem Untermesser und dem Obermesser abgeschert wird. Dabei stellt sich im Bereich eines Folienbahnrands des Bahnstreifens eine Biegelinie ein, die im Wesentlichen durch die Geometrie des Querschnitts des Bahnstreifens und die Materialeigenschaften des Bahnstreifens bestimmt ist. Versuche mit der auf der vorstehend in Bezug genommenen Website dargestellten Schneidanordnung haben ergeben, dass es bei der dargestellten Geometrie der Zwischenstückanordnung mit einem Stützradius der einen Stützrand definiert, welcher in einen konisch ausgebildeten Übergangsabschnitt übergeht und der wiederum in den zylindrischen Abschnitt des Zwischenstücks übergeht, es in den Übergangen zwischen dem Stützrand und dem Übergangsabschnitt einerseits und dem Übergangsabschnitt und dem Zylinderabschnitt andererseits aufgrund einer Kantenausbildung in den Übergängen zu einer zumindest teilweise plastischen Verformung des Folienbahnrands kommen kann, der aufgrund des Abschervorgangs gegen die Oberfläche der Zwischenringanordnung gedrückt wird. Diese zumindest oberflächliche plastische Verformung im Bereich des Folienbahnrands kann insbesondere bei farbigen oder beschichteten Oberflächen der zu Bahnstreifen zu verarbeitenden Folien oder Bändern zu lokalen Verfärbungen führen, die die geschnittenen Bahnstreifen im Bereich ihrer Folienbahnränder für eine Weiterverarbeitung unbrauchbar machen. In der Praxis müssen dann die Folienbahnränder ausgespart werden, was bedeutet, dass beispielsweise die Folienbahnränder nicht für das Ausstanzen von Teilflächen aus der Folie zur Verfügung stehen, die etwa als Deckflächen für Verpackungen verwendet werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Messeranordnung zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, Bahnstreifen in einem Längsschnittverfahren herzustellen, deren Folienbahnränder gegenüber anderen Bereichen der Bahnstreifen keine plastische Verformung aufweisen und somit für die Weiterverarbeitung der Bahnstreifen zur Verfügung stehen und keinen Ausschuss darstellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Messeranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Messeranordnung weist zwischen dem Stützradius am Stützrand des Zwischenrings und einem Zylinderabschnitt des Zwischenrings ein Übergangsabschnitt mit einem Übergangsradius auf, wobei der Übergangsradius größer ist als der Stützradius.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es zur Vermeidung des Auftretens einer plastischen Verformung im Bereich des Folienbahnrands eines Bahnstreifens darauf ankommt, die Ausbildung der sich beim Abscheren des Bahnstreifens aus der Folie ergebenden Biegelinie des Bahnstreifens möglichst wenig durch lokale Kollisionen mit der Oberfläche der Zwischenringanordnung, die zur Ausbildung von Druckspitzen im Material des Bahnstreifens führen, zu beeinträchtigen. Diese Druckspitzen, die zu lokalen plastischen Verformungen des Bahnstreifens führen können, entstehen nämlich dann, wenn der Bahnstreifen beim Abschervorgang in der freien Ausbildung seiner Biegelinie behindert wird, also beispielsweise gegen eine in der Oberfläche der Zwischenstückanordnung ausgebildete Kante stößt. Idealerweise kann diese Ausbildung von Druckspitzen dadurch verhindert werden, dass die Oberfläche beziehungsweise die Oberflächenkontur der Zwischenstückanordnung entsprechend der sich beim Abschervorgang einstellenden Biegelinie des Bahnstreifens nachgebildet ist, und sich somit zwar eine möglichst flächige Abstützung des Bahnstreifens beim Abschervorgang ergibt, ohne dass jedoch lokale Druckspitzen auftreten können.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform treffen im Übergang zwischen einer durch den Stützradius definierten Stützrandkonturlinie und einer durch den Übergangsradius definierten Übergangskonturlinie ein Endpunkt der Stützrandkonturlinie und ein Endpunkt der Übergangskonturlinie zusammen, derart, dass eine an den Endpunkt der Stützrandkonturlinie gelegte Stützrandtangente und eine an den Endpunkt der Übergangskonturlinie gelegte Überganskonturtangente oberhalb des Zwischenrings einen stumpfen Übergangswinkel einschließen.
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Hierdurch ist sichergestellt, dass in dem durch plastische Verformung besonders gefährdeten Bereich des Folienbahnrands ein besonders gleichmäßiger Übergang zwischen der Konturlinie des Stützrands und der Übergangskonturlinie ermöglicht wird.
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Als besonders vorteilhaft erweist es sich dabei, wenn der Übergangswinkel größer als 160 Grad ist. Besonders bevorzugt ist ein Übergangswinkel größer 170 Grad, bei dem der Übergang noch ebenmäßiger ausgebildet ist.
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Die vollständige Vermeidung eines kantenartigen Übergangs wird erreichbar, wenn die Stützrandkonturlinie und die Übergangskonturlinie tangential im Wesentlichen stetig ineinander übergehend ausgebildet sind, so dass also der Übergangswinkel 180 Grad beträgt oder zumindest annähernd 180 Grad beträgt.
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Eine weitere Verbesserung der mit der Messeranordnung herstellbaren Bahnstreifen wird möglich, wenn zusätzlich zu dem Übergang zwischen dem Stützrandradius und dem Übergangsradius im Übergang zwischen der durch den Übergangsradius definierten Übergangskonturlinie und einer durch den Zylinderabschnitt definierten Zylinderkonturlinie ein Endpunkt der Übergangskonturlinie und ein Endpunkt der Zylinderkonturlinie zusammentreffen, derart, dass eine an den Endpunkt der Übergangskonturlinie gelegte Übergangskonturtangente und die Zylinderkonturlinie oberhalb des Zwischenrings einen stumpfen Übergangswinkel einschließen.
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Somit wird nicht nur im Übergang zwischen dem Stützradius und dem Übergangradius sondern auch im Übergang zwischen dem Übergangsradius und dem Zylinderabschnitt ein besonders eingeebneter Übergang realisierbar, so dass zusätzlich zur Minimierung des Risikos der Ausbildung von Druckspitzen im Bereich des äußeren Folienbahnrands auch das Risiko der Ausbildung von Druckspitzen in einem zur Mitte des Bahnstreifens hin gelegenen Bereich des Folienbahnrands möglich wird.
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Auch die Einebnung des Übergangs zwischen der Übergangskonturlinie und der Zylinderkonturlinie lässt sich durch entsprechende Ausbildung eines geeigneten Übergangswinkels analog dem Übergang zwischen der Stützrandkonturlinie und der Übergangskonturlinie steigern bis hin zu einem mindest annähernd ebenmäßig ausgebildeten Übergang.
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In der praktischen Anwendung der erfindungsgemäßen Messeranordnung hat sich insbesondere eine Ausführungsform als Ausschnittmesseranordnung bewährt, bei der die Zwischenstückanordnung zwei Zwischenstücke umfasst, die derart angeordnet sind, dass die Zwischenstücke mit ihrem Zylinderabschnitten einander zugewandt angeordnet sind und mit ihren Stützrändern jeweils ein axiales Ende der Zwischenstückanordnung ausbilden, so dass zum einen übereinstimmende geometrische Verhältnisse der Zwischenstückanordnung im Bereich beider Ränder des Bahnstreifens gegeben sind, und zum anderen die Einstellung der Bahnbreite des gewünschten Bahnstreifens auf einfache Art und Weise durch entsprechende axiale Längen der Zylinderabschnitte der Zwischenstücke möglich ist.
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Insbesondere bei größeren Bahnbreiten ist es vorteilhaft, wenn im Übergang zwischen den aneinander zugewandt angeordneten Zylinderabschnitten der Zwischenstücke ein Distanzstück angeordnet ist, das auch bei unterschiedlichen Bahnbreiten die Verwendung standardisierter Zwischenstücke ermöglicht, deren die Bahnbreite bestimmende axiale Beabstandung auf einfache Art und Weise durch den separat ausgebildeten Distanzstück, das bevorzugt eine Zylinderkontur aufweist, ausgebildet ist.
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Um im Einzelfall besondere Anpassungen der Konturlinie des Zwischenstücks an die Biegelinie des Bahnstreifens vornehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Übergangsabschnitt des Zwischenstücks eine durch mehrere Übergangsradien definierte Übergangskonturlinie aufweist, die aus mehreren jeweils durch einen Übergangsradius definierten Übergangsteilstücken zusammengesetzt ist, wobei zusammentreffende Endpunkte der Übergangsteilstücke Tangenten aufweisen, die oberhalb des Zwischenrings einen stumpfen Übergangswinkel einschließen.
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Eine derartig ausgestaltete Ausführungsform der Messeranordnung kann sich insbesondere dann als vorteilhaft erweisen, wenn Bahnstreifen mit der Messeranordnung erzeugt werden sollen, die keine konstante Dicke oder Beschichtung aufweisen und die somit eine sich längs der Bahnbreite ändernden Querschnittsverlauf haben, der entsprechende Auswirkungen auf die Ausbildung der Biegelinie hat.
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Im Übrigen sind auch die bereits vorstehend in Bezug auf den Übergang zwischen der Stützrandkonturlinie und der Übergangskonturlinie einerseits und der Übergangskonturlinie und der Zylinderkonturlinie andererseits beschriebenen Ausgestaltungen zur Erzielung einer weitestgehenden Einebnung des Übergangs möglich.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Messeranordnung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine Teildarstellung einer Messeranordnung gemäß dem Stand der Technik mit einem in eine Schneidnut einer Untermesserwelle eingreifenden Obermesser;
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2 eine in der Darstellung der 1 entsprechende Teildarstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeranordnung mit einem in eine Schneidnut der Untermesserwelle eingreifenden Obermesser und einer Zwischenstückanordnung gemäß;
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3 eine schematisierte Darstellung der in 2 dargestellten Zwischenstückanordnung;
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4 eine weitere Ausführungsform einer Zwischenstückanordnung;
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5 eine Messeranordnung in Gesamtdarstellung mit jeweils zwischen zwei Untermessern der Untermesserwelle angeordneten Zwischenstückanordnung;
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6 eine Messeranordnung als Ausschnittmesseranordnung mit einer zwischen zwei Untermessern auf der Untermesserwelle angeordneten Zwischenstückanordnung.
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1 zeigt eine Teildarstellung einer Messeranordnung 10 gemäß dem Stand der Technik, die ein auf einer Obermesserwelle 11 angeordnetes Obermesser 12 aufweist, das als Kreismesser ausgebildet ist und in eine Schneidnut 13 einer Untermesserwelle 14 eingreift. Die Schneidnut 13 wird durch eine Schneidkante 15 eines Untermessers 16 der Untermesserwelle 14 sowie einen axialen Stützrand 17 eines an das Untermesser 16 angrenzenden Zwischenstücks 18 einer Zwischenstückanordnung 19 begrenzt.
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1 zeigt die Messeranordnung 10 mit einer zum Längsschneiden von Bahnstreifen 20 durch die Messeranordnung geführten Folienbahn 21, wobei in 1 lediglich ein linker Folienbahnrand 22 des Bahnstreifens 20 dargestellt ist. Wie aus 1 zu ersehen ist, erfolgt das Längsschneiden des Bahnstreifens 20 dadurch, dass eine Schneidkante 23 des Obermessers 12 an der Schneidkante 15 des Untermessers 16 vorbeigeführt wird und dadurch unter Ausbildung des Folienbahnrands 22 der Bahnstreifen 20 aus der Folienbahn 21 geschnitten wird. Wie ferner aus 1 zu ersehen ist, stellt sich aufgrund des Schneidvorgangs eine Verformung des Bahnstreifens 20 im Bereich des Folienbahnrands 22 ein, die in etwa dem Verlauf der Biegelinie entspricht, die sich bei Einwirkung einer Einzellast am Ende eines Biegebalkens einstellt. In Folge dieser Verformung stützt sich der Bahnstreifen 20 im Bereich des Folienbahnrands 22 auf dem Stützrand 17 des Zwischenstücks 18 ab. Bei dem in 1 dargestellten, dem Stand der Technik entsprechenden Zwischenstück 18 geht der Stützrand 17 an einem Endpunkt PS am Ende einer durch einen Stützradius RS in ihrer Krümmung definierten Stützrandkonturlinie 24 unmittelbar über in einen Zylinderabschnitt 25 des Zwischenrings 18, der eine als horizontale Gerade ausgebildete Zylinderabschnittkonturlinie 26 aufweist. Dieser unmittelbare Übergang von der Stützrandkonturlinie 24 in die gradlinig ausgebildete Zylinderabschnittskonturlinie 26 bewirkt im Endpunkt PS der Stützrandkonturlinie 24, der gleichzeitig den Übergangspunkt zur Zylinderabschnittskonturlinie 26 darstellt, die Ausbildung einer als Druckspitze auf dem Folienband 22 wirkenden Reaktionskraft, die insbesondere im Oberflächenbereich des Folienbahnrands 22 eine plastische Verformung des Materials des Bahnstreifens 20 bewirken kann, welche wiederum insbesondere bei einer beschichteten Oberfläche der Folienbahn 21 oder einer eingefärbten Oberfläche der Folienbahn 21 zu lokalen Verfärbungen der Oberfläche führen kann.
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Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Teildarstellung einer dem Stand der Technik entsprechenden Messeranordnung 10 zeigt 2 eine Messeranordnung 27, die eine Zwischenstückanordnung 28 aufweist, welche erfindungsgemäß ein Zwischenstück 29 umfasst, das abweichend von dem in 1 dargestellten Zwischenstück 18 der dem Stand der Technik entsprechenden Ausschnittmesseranordnung 10 ausgebildet ist. Im Übrigen weist die in 2 dargestellte Messeranordnung 27 identische Bestandteile auf, wie die Messeranordnung 10 der 1, so dass entsprechend übereinstimmende Bezugszeichen verwendet werden.
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Das vorzugsweise ringförmig ausgebildete Zwischenstück 29 weist einen Stützrand 30 mit einem Stützrandradius RS auf, der eine Stützrandkonturlinie 31 in ihrer Krümmung definiert. Anschließend an die Stützrandkonturlinie 31 ist eine Übergangskonturlinie 32 ausgebildet, wobei im Übergang zwischen der Stützrandkonturlinie 31 und der Übergangskonturlinie 32 ein Endpunkt der Stützrandkonturlinie 31 und ein Endpunkt der Übergangskonturlinie 32 in einem Übergangspunkt PÜ1 zusammentreffen, derart, dass ein an den Endpunkt der Übergangskonturlinie 32 gelegte Übergangskonturtangente tÜ1 und eine an den Endpunkt der Stützrandkonturlinie 31 gelegte Stützrandkonturtangente tS einen Übergangswinkel αÜ1 einschließen, der im Falle des dargestellten Ausführungsbeispiels etwa 160 Grad beträgt. Aufgrund der Ausbildung des Übergangswinkels αÜ1 als stumpfer Winkel unterbleibt zwischen der Stützrandkonturlinie 31 und der Übergangskonturlinie 32 die Ausbildung einer Übergangskante, die zur Ausbildung einer gegen die Oberfläche des Bahnstreifens 20 als Druckspitze gerichteten Reaktionskraft führen kann. Des Weiteren ist die Übergangskonturlinie 32 aufgrund des Übergangsradius RÜ1 als konvexe Konturlinie ausgebildet, so dass zu einem Zylinderabschnitt 33 des Zwischenstücks 29, der einen gegenüber dem Stützrand 30 vergrößerten Durchmesser aufweist, eine stetige Vergrößerung des Zwischenstückdurchmessers z entsprechend der Funktion der Übergangskonturlinie 32 erfolgt.
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3 zeigt noch einmal in einer schematischen Darstellung die Konturlinie des in 2 dargestellten Zwischenstücks 29, aus der zu ersehen ist, dass sich die Konturlinie zusammensetzt aus der Stützrandkonturlinie 31, der Übergangskonturlinie 32 und der Zylinderkonturlinie 34. Wie bereits bezugnehmend auf die 2 ausgeführt, bilden die beiden jeweils an einem Endpunkt der Stützrandkonturlinie 31 und der Übergangskonturlinie 32 in den Übergangspunkt PÜ1 gelegten Tangenten tS und tÜ1 den Übergangswinkel αÜ1. Entsprechend bilden in den Endpunkten der Übergangskonturlinie 32 und der Zylinderkonturlinie 34 im Übergangspunkt PÜ2 die Tangente tÜ2 und die Zylinderkonturlinie 34 den Übergangswinkel αÜ2.
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4 zeigt in schematischer Darstellung die Konturlinie eines weiteren Zwischenstücks 35, die im Vergleich zu der in 3 dargestellten Konturlinie des Zwischenstück 29 anschließend an die Übergangskonturlinie 32 im Übergang zur Zylinderkonturlinie 34 eine weitere Übergangskonturlinie 36 aufweist mit einem die Krümmung der Übergangskonturlinie 36 bestimmenden Übergangsradius RÜ2. Zwischen den Endpunkten der Übergangskonturlinie 32 und der Übergangskonturlinie 36 bilden daher in den Übergangspunkt PÜ3 gelegte Tangenten tÜ2 und tÜ3 einen Übergangswinkel αÜ3. Zwischen den Endpunkten der Übergangskonturlinie 36 und der Zylinderkonturlinie 34 bilden daher in den Übergangspunkt PÜ4 gelegte Tangenten tÜ4 und die Zylinderkonturlinie 34 eine weiteren Übergangswinkel αÜ4.
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Die in 4 dargestellte Konturlinie weist daher neben dem Stützradius RS die beiden Übergangsradien RÜ1 und RÜ2 auf, so dass sich zwischen einem Stützrand 37 des Zwischenstücks 35 und einem Zylinderabschnitt 38 des Zwischenstücks 35 eine kaskadenartige Vergrößerung des Zwischenstückdurchmessers z ergibt, wobei der Grad der Ebenmäßigkeit des jeweiligen Übergangs von der Stützrandkonturlinie 31 zur Übergangskonturlinie 32 und der Übergangskonturlinie 32 zur Übergangskonturlinie 36 und der Übergangskonturlinie 36 zur Zylinderkonturlinie 34 letztendlich von der Wahl des zwischen den jeweiligen Tangenten ausgebildeten Übergangswinkels abhängt.
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5 zeigt beispielhaft eine Messeranordnung 39, die auf ihrer Untermesserwelle 40 jeweils zwischen zwei Untermessern 41 eine Zwischenstückanordnung 42 aufweist, die jeweils aus einem Zwischenstück 29 entsprechend der Darstellung in 2 sowie einem anschließend an das Zwischenstück 29 auf der Untermesserwelle 40 angeordnetem Distanzstück 43 besteht.
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6 zeigt in einer alternativen Ausführung eine Zwischenstückanordnung 44, bei der zwei identisch ausgebildete Zwischenstücke 29 mit ihren Zylinderabschnitten gegeneinander angeordnet sind, so dass die in 6 dargestellten Zwischenstückanordnung 44 einen symmetrischen Aufbau aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1162043 A1 [0002, 0002]
- EP 1162043 B1 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.dienes.de/Alu-Stahl-NE-Metalle.11.0.html [0004]
