DE20319208U1

DE20319208U1 - Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn

Info

Publication number: DE20319208U1
Application number: DE20319208U
Authority: DE
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-12-11
Filing date: 2003-12-11
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2013-12-12
Also published as: EP1541513B1; EP1541513A1

Abstract

Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn mit einem der Materialbahn benachbarten drehbar gelagerten Träger, der quer zur Laufrichtung der Material- bahn mit einem vorbestimmten Abstand zur Materialbahn angeordnet ist, und einem am Träger angeordnetes Trennelement, gekennzeichnet durch ein Beschleunigungselement (2), das eine Kontaktfläche aufweist, die in Reibeingriff an die Materialbahn (4) bringbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn mit einem der Materialbahn benachbarten drehbar gelagerten Träger, der quer zur Laufrichtung der Materialbahn mit einem vorbestimmten Abstand zur Materialbahn angeordnet ist, und einem am Träger angeordnetes Trennelement.
Eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn ist beispielsweise notwendig, um bei der Herstellung von Endlosmaterialbahnen kleinere Rolleneinheiten des bahnförmigen Materials zu erhalten, die dann weiterverarbeitet und transportiert werden können. Auch werden Trennvorrichtungen eingesetzt, um bei Produktionsfehlern unbeschädigte Teile der Materialbahn von fehlerhaften Stellen der Materialbahn zu trennen.
Aus DE 195 29 581 C2 ist eine Vorrichtung zum Quertren- nen einer laufenden Materialbahn bekannt. Ein gezahntes Messer, das entgegen der Bahnrichtung in die Materialbahn oder in Bahnrichtung in die Materialbahn eingefahren wird, wird unter einem starken Neigungswinkel von maximal 45° in die Materialbahn eingeschwenkt.
In DE 692 03 913 T2 wird eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn beschrieben, die mit einem Paar von Perforationswalzen ausgerüstet ist. Zur Erzeugung von Querperforationen in der Materialbahn werden ein Messer- bzw. ein oder mehrere Gegenmesser verwendet. Die Perforationen definieren Abrißlinien der Bahn, die durch das Zusammenwirken von Trennmitteln auf einer Hauptwalze und einem Trennzylinder quer geschnitten werden.
Durch die Erhöhung von Fertigungsgeschwindigkeiten mit Laufgeschwindigkeiten der Materialbahnen, beispielsweise von 2.000 m/min, werden erhöhte Anforderungen an das Trennen einer Materialbahn gestellt. Gewünscht ist das Trennen einer Materialbahn ohne ein Verlangsamen oder sogar Anhalten der Materialbahn. Idealerweise wird die Materialbahn bei Herstellungsgeschwindigkeiten getrennt, so daß die Produktion durch das Trennen nicht beeinflußt wird. In Folge der hohen Laufgeschwindigkeiten der Materialbahnen werden kurze Reaktionszeiten und hohe Bewegungsgeschwindigkeiten der Trennelemente verlangt. Der Trennvorgang muß so schnell geschehen, daß sich die laufende Materialbahn während des Trennvorgangs nicht hinter der Trennvorrichtung aufstaut.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Störmöglichkeiten beim Trennen von laufenden Materialbahnen zu vermindern.
Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs ge- nannten Art durch ein Beschleunigungselement, das eine Kontaktfläche aufweist, die in Reibeingriff an die Materialbahn bringbar ist, gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht die Kontaktfläche des Beschleunigungselements einen Reibkontakt mit der Materialbahn. Durch den Kontakt zwischen Beschleunigungselement und Materialbahn wird der Träger, an dem das Beschleunigungselement befestigt ist, auf die Laufgeschwindigkeit der Materialbahn beschleunigt. Es wird somit eine synchronisierte Bewegung gleicher Laufrichtung und gleicher Geschwindigkeit zwischen der Materialbahn und dem Träger und folglich auch mit dem Trennelement am Träger realisiert. Bei gleicher Geschwindigkeit von Materialbahn und Trennelement wird eine Störung beim Trennvorgang durch Aufstauen der Materialbahn hinter dem Trennelement vermieden.
Vorzugsweise weist das Beschleunigungselement einen zunehmenden Radius mindestens an einem Teilumfang des Trägers auf. Somit wird bei einem Zusammenwirken von Beschleunigungselement und laufender Materialbahn die Reibkraft mit zunehmendem Radius größer. Auf diese Weise ist eine Übertragung der erforderlichen Geschwindigkeit, die von der laufenden Materialbahn vorgegeben ist, an das Beschleunigungselement möglich. Vorzugsweise an der Stelle des größten Radius des Beschleunigungselements befindet sich das Trennelement, das zusammen mit dem Träger auf eine hohe Geschwindigkeit mit Hilfe des Beschleunigungselements gebracht wird. Durch den zunehmend größer werdenden Radius des Beschleunigungse- lements ist der Reibkontakt zur Materialbahn zunächst gering und wächst dann weiter an. Durch diese Zunahme der Reibwirkung wird auf die Materialbahn nicht abrupt eingegriffen, was vorteilhaft zur Vermeidung von Störmöglichkeiten ist. Als alternative Ausführungsform kann selbstverständlich der Träger an seinem Umfang bereits einen zunehmenden Radius aufweisen, so daß der Träger die Funktion des Beschleunigungselementes mit übernimmt, ohne daß ein separates Beschleunigungselement an diesem befestigt ist.
Zweckmäßigerweise weist die Länge des Trennelements die Breite der Materialbahn auf. So kann das Trennen der Materialbahn in nur einem Arbeitsschritt erfolgen, in dem das Trennelement über die gesamte Breite der Materialbahn gleichzeitig wirkt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist das Trennelement Unterbrechungen auf. Bei breiten Materialbahnen können über die Länge des Trägers mehrere Lagerungen erforderlich sein, damit ein Durchhängen des Trägers vermieden wird. An den Unterbrechungsstellen des Trennelements können somit Lagerelemente angreifen, die den Träger abstützen.
Bevorzugterweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Antrieb am Träger auf. Mit Hilfe des Antriebs kann eine Bewegung des Trägers eingeleitet werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Träger durch den Antrieb rotatorisch bewegbar ist. Dadurch kann das Beschleunigungselement ebenfalls mit der Materialbahn in Eingriff gelangen, sobald der zunehmende Radius des Beschleunigungselements die Materialbahn berührt.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Träger durch den Antrieb radial zur Materialbahn hin und in seiner Ausgangslage zurückbewegbar ist. Ruf diese Weise kann das Beschleunigungselement am Träger in Kontakt mit der Materialbahn gebracht werden.
Auch ist eine Kombination aus einer radialen und einer rotatorischen Bewegung des Trägers mit Hilfe des Antriebs denkbar. Dies hätte den Vorteil, daß ein geringer Reibeingriff genügt, um den Träger mit der Materialbahn zu synchronisieren, bevor das Trennelement die Materialbahn durchtrennt. Mit Hilfe des Antriebs kann der Träger somit auf eine vorbestimmte Drehzahl gebracht werden. Danach wird der Träger durch den Antrieb noch zusätzlich radial bewegt, so daß das rotierende Beschleunigungselement in Reibkontakt mit der Materialbahn gelangt, bevor das Trennelement die Materialbahn teilt. Der Zeitpunkt des Kontakts zwischen Beschleunigungselement und Materialbahn kann so gewählt werden, daß das Beschleunigungselement an seinem geringsten Radius die Materialbahn zuerst kontaktiert, so daß diese möglichst lange in Reibeingriff entsteht. Da eine sehr geringe Differenz der beiden Geschwindigkeiten von Materialbahn und Beschleunigungselement vorliegt, ist auch eine Störung an der laufenden Materialbahn gering.
Vorzugsweise ist der Träger bremsbar. Dadurch ist der Träger nach einer radialen oder rotatorischen Bewegung in seine Ausgangsposition bringbar. Ein weiteres Durch- trennen nachfolgender Abschnitte der Materialbahn wird so vermieden.
Zweckmäßigerweise ist der Träger mit Hilfe des Antriebes bremsbar. Ein elektrisches Bremsen hat den Vorteil, daß mechanischer Verschleiß vermieden wird. Gegebenenfalls kann auch durch den Bremsvorgang mechanische Rotationsenergie wieder in elektrische Energie umgewandelt werden. Selbstverständlich kann auch ein mechanisches Bremsen oder eine Kombination aus elektrischem Bremsen und mechanischem Bremsen erfolgen.
In besonders einfacher praktischer Ausführung der Erfindung ist der Träger als Rohr ausgebildet. Ein Rohr ist ein Rotationskörper, der als Träger besonders geeignet ist, da dieses ein geringeres Trägheitsmoment aufweist im Vergleich zu einem massiven Zylinder. Somit ist ein geringes Gewicht des Trägers vorteilhaft für den Beschleunigungsvorgang.
Eine weitere Ausführungsvariante sieht eine Verlagerungseinrichtung vor, mit der die Materialbahn an das Beschleunigungselement bewegbar ist. Mit dieser Einrichtung ist es ebenfalls möglich, die Kontaktfläche des Beschleunigungselements mit der Materialbahn in Eingriff zu bringen. Die Verlagerungseinrichtung kann an bereits vorhandene Führungselemente der Materialbahn angebracht sein, so daß ein kurzzeitiges Absenken und anschließendes Anheben oder umgekehrt realisiert werden können. Auch eine separate Verlagerungseinrichtung ist eine Möglichkeit zum Bewegen der Materialbahn in Richtung Beschleunigungselement.
Vorzugsweise ist mindestens ein Gegenhalter auf der dem Trennelement abgewandten Seite der Materialbahn angeordnet. Die Gegenhalter sind drehbar gelagert und können der Laufgeschwindigkeit der Materialbahn synchron als Rotationsbewegung folgen. Die Gegenhalter können beispielsweise als Zylinder, Rohr oder Walze ausgeführt sein. Die Gegenhalter wirken während des Trennvorgangs dem Ausweichen der Materialbahn entgegen, hervorgerufen durch die Kraftwirkung des Beschleunigungselements und des Trennelements.
Es ist besonders bevorzugt, daß aus dem Zusammenwirken der Gegenhalter und dem Beschleunigungselement die Materialbahn spannbar und glättbar ist. Durch den zunehmenden Radius des Beschleunigungselements und der Gegenkraft der Gegenhalter wird die Materialbahn gespannt und gleichzeitig geglättet, so daß für den Trennvorgang optimale Bedingungen vorliegen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt die einzige Figur eine schematische Zeichnung der Erfindung.
Am Umfang eines Trägers 1, hier als Rohr ausgeführt, ist ein Beschleunigungselement 2 angeordnet, das einen Teilumfang des Trägers 1 umschließt und das einen zunehmenden Radius aufweist. Am Ort des größten Radius des Beschleunigungselements 2 befindet sich ein Trennelement 3, das zum Beispiel hier ein Messer ist. Der Träger 1 mit dem Beschleunigungselement 2 und dem Trennelement 3 ist drehbar gelagert und in einem bestimmten Abstand zu einer Materialbahn 4 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Seite der Materialbahn 4 befinden sich zwei Gegenhalter 5. In weiteren Ausführungsformen können mehr oder auch weniger Gegenhalter eingesetzt werden.
Es gibt mehrere Möglichkeiten das Trennen der Materialbahn einzuleiten. Eine erste Möglichkeit ist, daß mit einem Antrieb 6 eine Rotationsbewegung des Trägers 1 eingeleitet wird. Durch den zunehmenden Radius des Beschleunigungselements 2 wird der Abstand zwischen Träger 1 und Materialbahn 4 verringert und es kommt ein Kontakt zwischen Beschleunigungselement 2 und der Materialbahn 4 zustande. Ab diesem Zeitpunkt wird durch den Reibkontakt das Beschleunigungselement 2 durch die Materialbahn beschleunigt und diese wird auch gleichzeitig geglättet und gespannt. Sobald das Trennelement 3 an die Materialbahn 4 trifft, wird diese getrennt.
Eine zweite Möglichkeit zur Einleitung des Trennens ist, daß mit Hilfe des Antriebs 6 der Träger 1 in einer geradlinigen Bewegung zur Materialbahn 4 hin bewegt wird. Sobald das Beschleunigungselement 2 mit der Materialbahn 4 in Kontakt kommt, wird der Träger 1 durch den Reibkontakt in Rotation versetzt und das Trennele ment 2 am Umfang des Trägers 1 trennt die Materialbahn 4.
Auch ist eine Kombination aus einer Rotations- und Translationsbewegung des Trägers 1 möglich, die durch den Antrieb 6 hervorgerufen wird. Dabei kann der Träger 1 an einem vorbestimmten Abstand von der Materialbahn 4 entfernt mit Hilfe des Antriebs 6 in Rotation versetzt werden, ohne daß das Beschleunigungselement 2 oder das Trennelement 3 die Materialbahn kontaktieren. Sobald eine erforderliche Drehzahl erreicht ist, kann der rotierende Träger 1 mit Hilfe des Antriebs 6 zusätzlich in einer translatorischen Bewegung in Richtung der Materialbahn bewegt werden, bis zwischen Beschleunigungselement 2 und Materialbahn 4 ein Kontakt hergestellt ist. Danach erfolgt das Trennen der Materialbahn 4 mit dem Trennelement 3. Vorzugsweise rotiert der Träger 1 bevor der Reibkontakt einsetzt mit einer annähernd gleichen Geschwindigkeit wie die Laufgeschwindigkeit der Materialbahn 4. Auch ist es vorgesehen, daß der Zeitpunkt des ersten Kontakts zwischen Beschleunigungselement 2 und Materialbahn 4 so gewählt wird, daß die Zeitdauer des Reibkontakts möglich lange dauert, d.h. daß der Kontakt bei einem möglichst kleinen Radius des Beschleunigungselements 2 einsetzt.
Eine weitere Möglichkeit zur Einleitung des Trennens ist das Anwenden einer Verlagerungseinrichtung 7. Diese wirkt an mindestens einer Stelle der Materialbahn 4 und bewegt die Materialbahn 4 in Richtung des Trägers 1. Im vorliegenden Fall befindet sich der Träger 1 zwischen zwei Absenkeinrichtungen 7. Sobald zwischen der laufenden Materialbahn 4 und dem Beschleunigungselement 2 ein Reibkontakt entsteht, beginnt der Träger 1 aus seiner Ausgangslage heraus zu rotieren und wird so beschleunigt, daß das Trennelement 2 sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Materialbahn 4 bewegt und so ein Trennen der Materialbahn 4 zustande kommt. Bei dieser Variante sind die Gegenhalter 5 entsprechend der Bewegung der Materialbahn mitzuführen, damit diese weiterhin gespannt und geglättet wird. Auch sind zum Einleiten des Trennens der Materialbahn weitere Kombinationen aus den genannten Möglichkeiten denkbar. Nach dem Trennen der Materialbahn kann die Rotationsbewegung des Trägers 1 mit Hilfe des Antriebs 6 oder mit einer zusätzlichen mechanischen Bremse 8 so verlangsamt oder gestoppt werden, daß die nachfolgende Materialbahn unbeschädigt bleibt. Eine Kombination aus mechanischem und elektrischem Bremsen ist auch möglich.

Claims

Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn mit einem der Materialbahn benachbarten drehbar gelagerten Träger, der quer zur Laufrichtung der Material- bahn mit einem vorbestimmten Abstand zur Materialbahn angeordnet ist, und einem am Träger angeordnetes Trennelement, gekennzeichnet durch ein Beschleunigungselement (2), das eine Kontaktfläche aufweist, die in Reibeingriff an die Materialbahn (4) bringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschleunigungselement (2) einen zunehmenden Radius mindestens an einem Teilumfang des Trägers (1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Trennelements (3) mindestens die Breite der Materialbahn (4) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (3) Unterbrechungen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) einen Antrieb (6) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger durch den Antrieb (6) radial zur Materialbahn (4) hin und in seiner Ausgangslage zurückbewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) durch den Antrieb (6) rotatorisch bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) bremsbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) mit Hilfe des Antriebs (6) bremsbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) als Rohr ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verlagerungseinrichtung (7) vorgesehen ist, mit der die Materialbahn (4) an das Beschleunigungselement (3) bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Gegenhalter (5) auf der dem Trennelement (3) abgewandten Seite der Materialbahn (4) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Zusammenwirken der Gegenhalter (5) und dem Beschleunigungselement (2) die Materialbahn (4) spannbar und glättbar ist.