DE2439257A1

DE2439257A1 - Verfahren und vorrichtung zum zerschneiden bandfoermigen materials, insbesondere fasermaterials

Info

Publication number: DE2439257A1
Application number: DE2439257A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Ing Grad Schober
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1974-08-16
Filing date: 1974-08-16
Publication date: 1976-02-26

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Zerschneiden bandförmigen Materials, insbesondere Fasermaterials Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerschneiden bandförmigen Materials, insbesondere Fasermaterials, welches einer oder mehreren Trenneinrichtungen zugeführt und dadurch in Bandstücke vorgegebener Länge unterteilt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bereits eine Faser-Schneidmaschine bekanntgeworden, bei welcher mindestens ein umlaufendes Messer während des Schneidvorgangs zwischen den Zähnen das Fasermaterial erfassender, ebenfalls umlaufender Schlitzscheiben hindurchbewegt wird.
Die Drehzahlen der zusammenwirkenden Schneidelemente müssen dabei über geeignete Getriebe exakt aufeinander abgestimmt sein, da es sonst zur Zerstörung beispielsweise der senkrecht zur Drehachse der Schlitzscheiben umlaufenden Messer kommt. Darüber hinaus sind bei der bekannten Schneidmaschine Relativbewegungen zwischen dem zu unterteilenden Fasermaterial und den Schneidkanten vorhanden. Die Relativbewegungen haben einen hohen Verschleiß der Messer und - bedingt durch die beim Schneidvorgang entstehende Reibungswärme - unter Umständen das Verschweißen der Faserenden zur Folge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerschneiden bandförmigen Materials zu entwickeln, mittels welcher sich die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik vermeiden lassen. Insbesondere sollen das Verfahren und die Vorrichtung so beschaffen sein, daß sich bei möglichst geringem konstruktivem Aufwand hohe Schneid leistungen erzielen lassen.
Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Trennvorgang in der Weise zu verwirklichen, daß die vorhandenen Schneidwerkzeuge geschont werden und die hergestellten Bandstücke keine sich bei der weiteren Verarbeitung nachteilig auswirkende Eigenschaften (beispielsweise Verschweißen der Faserenden durch die beim Trennvorgang entstehende Reibungswärme) aufweisen.
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei welchem das bandförmige Material auf einen rotierenden Körper aufgewickelt und das auf dem Körper befindliche, aus mehreren Windungen bestehende Material durch fortlaufend nachgeführtes neues Material parallel zur Drehachse des Drehkörpers an dessen Umfangsfläche entlang in den Wirkbereich der vorhandenen Trennvorrichtungen verschoben wird.
Zweckmäßigerweise wird das bandförmige Material unter Vorspannung auf den rotierenden Körper aufgebracht. Auf diese Weise wird verhindert, daß das bandförmige Material in gekräuseltem Zustand auf den Drehkörper aufgewickelt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß die vorhandenen Trenneinrichtungen gleichsinnig und mit der Drehzahl des Drehkörpers um dessen Drehpunkt umlaufen.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen darin, daß außerhalb des Umfangs des Drehkörpers zumindest eine Verdröngereinrichtung ortsfest angeordnet ist, deren das aufgewickelte Bandmaterial erfassender Teil das an einem festgelegten Punkt auf den Drehkörper auflaufende neue Material in Drehrichtung des Drehkörpers aus der Zuführebene in Richtung auf die Trenneinrichtung auslenkt. Durch die Relativbewegung zwischen dem auf dem Drehkörper aufgewickelten Bandmaterial und der ortsfesten Verdrängereinrichtung werden die Wicklungen axial, d.h. entlang der Außenfläche des Drehkörpers verschoben und damit in den Wirkbereich der Trenneinrichtung bzw. der Trenneinrichtungen gebrachte Bei einer bevorzugten Ausführung der Vorrichtung besteht die Trennt in richtung aus einer rotierenden Schneide, die auf einem synchron mit dem Drehkörper um dessen Drehachse umlaufenden Schneidentroger angeordnet ist.
Zweckmäßigerweise ist der Schneidenträger starr mit dem Drehkörper verbunden.
Die Verdrängereinrichtung besteht vorteilhaft aus mindestens einer gegenüber der Auflaufstelle des Bandmaterials versetzt angeordneten Druckrol le.
Anstelle der Druckrolle kann auch eine schraubenförmig gewundene Schiene als Verdrängereinrichtung Verwendung finden. Die Steigung der Schiene sollte dabei an das zu schneidende Fasermaterial anpaßbar sein. Es ist daher zweckmäßig, die Schiene aus elastisch verformbarem Material auszubilden und die zugehörige ortsfeste Halterung einrichtbar zu gestalten. Dies kann in einfacher Weise dadurch verwirklicht werden, daß die Befestigungsstellen der Schiene mit geeignet ausgebildeten Bohrungen (beispielsweise Langlöchern) versehen sind.
Der Umschlingungswinkel der Schiene um den Drehkörper sollte möglicht groß sein (max. 3600).
Die Verdrängereinrichtung kann jedoch auch aus mindestens einer Druckwalze bestehen, deren Achse parallel zur Achse des Drehkörpers verläuft und in deren Gewindegängen sich das aufgewickelte Bandmaterial seitlich abstützt. Die Druckwalze bzw. die Druckwalzen uebernehmen sowohl die radiale Abstützung der Bandwicklungen am Drehkörper-Umfang als auch den axial gerichteten Druckaufbau in den Bandwicklungen und damit deren Zuführung zur zugehörigen Trenneinrichtung.
Die Druckwalze bzw. die Druckwalzen können dabei ebenso wie die Druckrollen antriebslos gelagert sein; sie können jedoch auch eine eigene Antriebseinrichtung aufweisen.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, daß die Schneiden der vorhandenen Trenneinrichtungen jeweils in einen Radialspalt des Drehkörpers hineinragen.
Der Drehkörper kann zylindrisch ausgebildet sein oder auch eine kurvenförmige (beispielsweise parabolische) Mantellinie aufweisen.
Zweckmäßigerweise ist der Drehkörper kegelstumpfförmig ausgebildet, damit im aufgewickelten Bandmaterial während der Axialbewegung eine ausreichende Spannung erhalten bleibt. Der Kegelwinkel, d.h.
der Winkel zwischen der Mantellinie und der Drehachse des Drehkörpers, sollte dabei klein gewählt werden.
Weitere wesentliche Eigenschaften und Merkmale des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend an Hand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert; Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Teilschnitt durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Ansicht des Drehkörpers mit an diesem befestigter Trennvorrichtung, Fig. 3 einen Schnitt durch den Drehkörper nach Linie 111 - 111 in Fig. 2, Fig. 4 a, b Horizontalschnitte durch den Drehkörper mit unterschiedlich ausgebildeter rotierender Schneide, Fig0 5 eine Ansicht des Drehkörpers mit ortsfest angeordneter, schraubenförmig ausgebildeter Verdrängerschiene und Fig. 6 eine Ansicht des Drehkörpers mit parallel zur Drehkörperachse angeordneter Druckwalze.
Die Vorrichtung zum Zerschneiden bandförmigen Materials, insbesondere Fasermaterials, weist als wesentlichen Bestandteil einen zylindrischen Drehkörper 1 auf, der über eine Welle 2 - die ihrerseits mit einem Elektromotor 3 in Verbindung steht - unter Zwischenschaltung von Lagern 4 in einem Gehäuse 5 gehalten ist.
Dieses stützt sich über Träger 6 am Untergrund 7 ab.
Unterhalb des Drehkörpers 1 befindet sich ein mit einem Absaugstutzen 8' versehenes Absaugrohr 8, über welches das in Bandstücke zerteilte Fasermaterial mittels einer geeigneten Saugeinrichtung abgefördert wird.
Das zu zerschneidende bandförmige Fasermaterial 9 wird durch die Bewegung des Drehkörpers 1 in Richtung des Pfeiles 10 bewegt und dabei auf den Drehkörper aufgewickelt. Nach einigen Umdrehungen des Drehkörpers hat sich auf dessen Umfangsfläche ein Wickelpaket 10' gebildet, welches mittels einer um eine horizontale ortsfeste Achse 11 drehbaren Druckrolle 12 mit der Drehung in Richtung auf das Saugrohr 8 bewegt wird.
Die Druckrolle 12, deren Drehachse senkrecht zur Drehachse lt des Drehkörpers 1 verläuft, weist keinen eigenen Antrieb auf, sondern läuft frei mit. Die Druckrolle ist im oberen Bereich des Drehkörpers 1 außerhalb dessen Umfang angeordnet. Um das Aufbringen der Anfangswicklungen auf den Drehkörper 1 zu erleichtern, ist die Achse 11 der Druckrolle 12 mit einer Verstellbuchse 13 verbunden, die drehbar und höhenverstellbar am zugehörigen Träger 6 angebracht ist. Die Feststellung der Achse 11 und der Druckrolle 12 erfolgt mittels einer Klemmschraube 14, welche die Verstellbuchse 13 gegen den Führungsabschnitt des Trägers 6 preßt.
Am Umfang des Drehkörpers 1 ist in dessen unterem Abschnitt zumindest eine Trenneinrichtung 15 angeordnet. Bei Verwendung einer Schneide am Umfang des Drehkörpers 1 entspricht die Länge der erzeugten Bandstücke (Stapellänge) - unter der Voraussetzung, daß eine ausreichende Zugspannung vorhanden war, die eine Kräuselung im Bandmaterial vorübergehend auszieht - dem Umfang des Drehkörpers 1.
Die erforderliche Zugspannung im Fasermaterial kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß dem Drehkörper 1 ein Klemmwalzenpaar oder eine ähnlich wirkende Einrichtung vorgeschaltet ist.
Die Druckrolle 12 ist so angeordnet, daß ihr das aufgewickelte Fasermaterial berührender Teil gegenüber der Auflaufstelle des Fasermaterials auf den Drehkörper 1 höhenversetzt liegt0 Die Trenneinrichtung 15 (Fig. 2) besteht aus einer Schneide 16, die um eine Achse 16' rotiert. Der Antrieb erfolgt unter Zwischenschaltung eines Zahnriemens 17 mittels eines Elektromotors 18.
Die gesamte Trenneinrichtung, d.h. die Schneide 16 mit dem zugehörigen Antriebsaggregat, ist auf einem am Drehkörper 1 befestigten Schneidenträger 19 befestigt. Die Trenneinrichtung läuft demzufolge synchron mit dem Drehkörper 1 um dessen Drehachse 1 um.
Die Schneide 16 ragt in eine radiale Aussparung 20 (Fig. 3) des Drehkörpers 1 hinein.
Durch das schlagfreie Andrücken der untersten Lagen der Bandwicklung 10' an die Schneide 16 wird bei Erhöhung der Druckkraft durch das fortlaufend neu zugeführte Bandmaterial ein schneidenschonender Schnitt erzielt.
Die rotierende Schneide 16 kann im sogenannten Scherenschnitt, d.h.
mit Gegenmesser, arbeiten. Dabei ist eine Innenfläche 204 der Aussparung 20 als Gegenmesser ausgebildet (Fig. 4 a).
Die Schneide 16 kann jedoch auch als freischneidendes Messer ausgebildet sein (Fig. 4 b).
Anstelle einer oder mehrerer Druckrollen 12 kann als Verdrängereinrichtung auch eine Verdrängerschiene 21 Verwendung finden, deren das Bandmaterial 101 erfassende Unterseite gegenüber der durch die Drehachse 11 festgelegten Drehebene geneigt ist. Der Durchmesser der Verdrängerschiene 21 ist demjenigen des Drehkörpers 1 angepaßt0 Die Verdrängerschiene 21 ist über ein Tragstück 21' feststellbar, jedoch höhenverstellbar am zugehörigen Träger 6 angebracht (Fig. 5).
Die Trenneinrichtung 15 ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt; sie kann in der bereits beschriebenen Weise ausgebildet sein.
Die Verdrängereinrichtung kann auch aus einer oder mehreren Druckwalzen 22 bestehen, deren ortsfeste Drehachse 22' parallel zur Drehachse 11 des Drehkörpers 1 verläuft (Fig. 6). Die einzelnen Gänge 22" der Druckwalze 22 dienen dabei gleichzeitig der radialen Stützung und der axialen Verschiebung der auf dem Drehkörper 1 befindlichen Bandwicklungen 10'.
Die Druckwalzen 22, die über Tragarme 23 ortsfest mit den Trägern 6 verbunden sind (Fig. 1), können ggf. mit einer eigenen Antriebsein richtung versehen sein, deren Drehzahl auf die Drehzahl des Drehkörpers 1 abgestimmt ist.
Bei den bisher erläuterten Ausführungen war die Trenneinrichtung bzw.
waren die Trenneinrichtungen jeweils außerhalb des Drehkörpers 1 angeordnet.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann jedoch auch darin bestehen, daß die vorhandenen Trenneinrichtungen innerhalb des Drehkörpers 1 angeordnet sind, wobei die zugehörigen radial angeordneten rotierenden Schneiden über den Umfang des Drehkörpers 1 nach außen hinausragen. Eine solche Ausführungsform weist hinsichtlich des erforderlichen Platzbedarfs sowie'hinsichtlich der bei der Drehung auftretenden Massenkräfte gegenüber den bisher beschriebenen Ausführungsformen Vorteile auf.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Zerschneiden bandförmigen Materials, insbesondere Fasermaterials, welches einer oder mehreren Trenneinrichtungen zugeführt und dadurch in Bandstücke vorgegebener Länge unterteilt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Material auf einen rotierenden Körper aufgewickelt und das auf dem Drehkörper befindliche, aus mehreren Windungen bestehende Material durch fortlaufend nachgeführtes neues Material parallel zur Drehachse des Drehkörpers an dessen Umfangsfläche entlang in den Wirkbereich der vorhandenen T renneinrichtungen verschoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Material unter Vorspannung auf den rotierenden Körper aufgebracht wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhandenen Trenneinrichtungen gleichsinnig und mit der Drehzahl des Drehkörpers um dessen Drehpunkt umlaufen.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des Umfangs des Drehkörpers (1) zumindest eine Verdrängereinrichtung ortsfest angeordnet ist, deren das aufgewickelte Bandmaterial (101) erfassender Teil das an einem festgelegten Punkt auf den Drehkörper auflaufende neue Material in Drehrichtung des Drehkörpers aus der Zuführebene in Richtung auf die Trenneinrichtung (15) aus lenkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenneinrichtung (15) aus einer rotierenden Schneide (16) besteht, die auf einem synchron mit dem Drehkörper (1) um dessen Drehachse (1') umlaufenden Schneidenträger (19) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidenträger (19) starr mit dem Drehkörper (1) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängereinrichtung aus mindestens einer gegenüber der Auflaufstelle des Bandmaterials versetzt angeordneten Druckrolle (12) besteht.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängereinrichtung aus einer schraubenförmig gewundenen Schiene (21) besteht.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrängereinrichtung aus mindestens einer Druckwalze (22) besteht, deren Achse (22t) parallel zur Achse (oil) des Drehkörpers (1) verläuft und in deren Gewindegängen (22") sich das aufgewickelte Bandmaterial (10') seitlich abstützt.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneiden (16) der vorhandenen Trenneinrichtungen (15) jeweils in einen Radialspalt (20) des Drehkörpers (1) hineinragen.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (1) kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

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