DE2460728A1

DE2460728A1 - Vorrichtung zum schneiden von flexiblem schaumkunststoffmaterial

Info

Publication number: DE2460728A1
Application number: DE19742460728
Authority: DE
Inventors: John Franklin Gibb
Original assignee: Backer Rod Manufacturing and Supply Co
Current assignee: Backer Rod Manufacturing and Supply Co
Priority date: 1974-12-19
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1976-06-24

Description

Vorrichtung zum Schneiden von flexiblem Schaumkunststoffmaterial Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Präzisonsschneiden von in Bandform zugeführtem, weichen flexiblen Schaumkunststoffmaterial, wobei das Schaumstoffband bei hoher Produktionsdurchlaufgeschwindigkeit in einzelne, querschnittliche gleichförmige Streifen zerschnitten werden soll.
Flexible, weichgeschäumte synthetische Harze, insbesondere der Art mit offenzelliger Schaumstruktur, sind schwer in lange fortlaufende einzelne Streifen von im wesentlichen gleichförmigem Querschnitt aus Schaumstoffbändern und -blöcken zu zerschneiden. Die einzelnen Streifen können, etwa für eine Stützstange (backer rod), kreisförmig, quadratisch oder für Dichtungsstreifen rechtwinklig sein oder querschnittlich sechseckiglroder andere Querschnitte für verschiedene Zwecke aufweisen. Darüber hinaus können die Streifen mit Papier oder Stoff hinterlegt sein,und das Papier oder der Stoff können zur Bildung von Wickelstreifen aus Schaumkunststoffmaterial mit einem Haftmittel beschichtet sein.
In manchen Fällen sind bereits synthetische Schaumkunststoffe von länglicher Gestalt extrudiert worden, wobei das Aufschäumen während des Extrudierens des Kunststoffes geschieht. Dieses Verfahren läßt jedoch konstant eine dichte Haut auf der Form entstehen, die das Treibgas in den geschlossenen Zellen der Form, insbesondere nahe der Haut der Form, einschließt. Ferner zeigt die Haut physikalische Eigenschaften, die nicht mit den Eigenschaften von Schaumstofformen ohne Hautbildung vergleichbar sind. Darüber hinaus ist es schwierig, eine Schaumstoffstruktur mit einer dahinter angeordneten Schicht (backing) zu extrudieren und einen über die gesamte Länge des Materials hin gleichförmigen Querschnitt zu schaffen. Aus vielen Gründen besteht ein großes Bedürfnis, eine Schaumstoffstruktur mit vollständig offenen Zellen über die ganze Peripherie und im Inneren der Schaumstoffstruktur zu besitzen, die etwa der Struktur eines Schwammes entspricht.
Bisher sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung verschiedener Schaumstoffstrukturen aus einem synthetischen Schaumkunststoffband vorgeschlagen worden.
Diese Verfahren und Vorrichtungen haben sich jedoch für die auf dem Markt laufend angebotenen modernen, sehr weichen, offenzelligen Schaumkunststoffe als nicht zufriedenstellend erwiesen. Nach dem in der US-PS 3 009 848 beschriebenen Schaumkunststoffherstellungsverfahren wird ein Band oder Block aus weichem Schaumkunststoff komprimiert, bevor er zwischen zwei nebeneinander angeordnete, in entgegengesetzten Richtungen, nämlich in die Richtung des sich bewegenden Blockes, arbeitende Schneideinrichtungen eingeführt wird.
Die Schneideinrichtungen führen gleichzeitig zwei in einem Zickzack-Schnitt angeordnete Schnitte aus, wobei sie bei seitlicher Abweichung ein breiteres bzw. dünneres Schaumstoffstück produzieren.
In einem anderen Verfahren zur Behandlung von Schaumkunststoff gemäß der US-PS 3 123 656 werden nebeneinander angeordnete, genutete Walzen, die eine nur geringfügig größere Eintrittsöffnung aufweisen, als die ursprüngliche Schaumkunststofform, über den Schmelzpunkt des Schaumkunststoffmaterials hinaus erwärmt. Die Walzen drehen in Richtung des sich bewegenden Kunststoffs, der durch die erwärmten Walzen hindurchgeführt wird, wobei der Kunststoff auf nur geringfügig kleinere Querschnittsabmessungen geschrumpft wird, als sie die ursprüngliche Kunststofform aufwies. In beiden vorstehend genannten Patentschriften sind zwei nebeneinander angeordnete Walzen derart angeordnet, daß sie gleichzeitig an beiden Seiten eines Schaumkunststoffbandes arbeiten.
Die Erfahrung zeigt, daß weiches, synthetisches Schaumkunststoffmaterial, beispielsweise flexibles geschäumtes Polyurethan, flexibles geschäumtes Polyäthylen usw., sehr schwer in präzis bemessene Teile zerschnitten werden kann, wobei dies insbesondere bei hohen Produktionsmengen extrem schwierig ist. Solche Schaumkunststoffe, normalerweise offenzellige Schaumkunststoffe, weisen die Eigenschaft auf, leicht gedehnt, komprimiert, verlängert und von einer Seite auf die andere bewegt werden zu können, sogar wenn sie leicht von einer Schneideinrichtung berührt werden. Derartige Schaumkunststoffe weisen eine sehr niedrige Dichte auf und können leicht deformiert oder aus einer festen Position bewegt werden. Die beiden in der US-PS 3 009 848 erwähnten, nebeneinander angeordneten Schneideinrichtungen sind für zwei gleichzeitig vorzunehmende Schneidoperationen in keiner Weise zufriedenstellend, um Materialbänder in mehrere Streifen von bestimmtem Querschnitt zu zerschneiden, da die Schneideinrichtungen das Bestreben haben, das Material zu ziehen und zu verlängern, wenn es die Schneideinrichtungen berührt. Offensichtlich müssen die Schneideinw richtungen gegenüber der Bewegung des Kunststoffs durch die Schneideinrichtungen mit beträchtlich höherer Drehgeschwindigkeit gedreht werden, weshalb die Schneideinrichtungen das Bestreben haben, den Kunststoff zu ziehen und zu dehnen, wenn er in die Schneideinrichtungen eintritt. Ein derartiges Ziehen und Dehnen geschieht nicht gleichmäßig,und es werden querschnittlich ungleichmäßige Streifen bzw. Stränge erzeugt, wenn solche nebeneinander angeordnete Schneideinrichtungen verwendet werden. Wenn ein Schaumkunststoff bei Eintritt in die Schneideinrichtung komprimiert oder gedehnt wird, kann er nicht gleichmäßig zerschnitten werden, während er durch die Schneideinrichtungen hindurchgeführt wird, weswegen das sich dabei ergebende Erzeugnis querschnittlich ungleichmäßige Abmessungen aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren befaßt sich mit der Zuführung eines sich bewegenden Schaumkunststoffbandes zu einer Antriebswalze mit Hilfe zweier nahe aneinander angeordneter Haltewalzen und mit der Durchführung eines Teilschnittes in das Kunststoffband mit Hilfe einer zwischen den beiden Haltewalzen angebrachten drehbaren Schneidwalze. Auf Wunsch wird das Bandmaterial über eine andere kleinere Antriebswalze umgelenkt und daran mit Hilfe zweier nahe aneinander angeordneter Haltewalzen angebracht, wobei an der der ersten Seite mit dem ersten Schnitt entgegengesetzten Seite des Bandes mit Hilfe einer zwischen den zweiten Halterollen angebrachten zweiten Schneidwalze ein zweiter Schnitt vorgenommen wird. Das Bandmaterial wird mit konstanter Geschwindigkeit an der ersten Schneidwalze vorbeiaeführt, während es die zweite Schneidwalze mit variabler Geschwindigkeit passiert, um eine gleichmäßige Bandspannung in der Einheit zu schaffen, womit70em Band flexible Schaummaterialstreifen mit querschnittlich gleichen Abmessungen erzeugt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt eine erste, mit relativ großem Durchmesser versehene Antriebswalze, ein Paar von nahe aneinander angeordneten Haltewalzen, die das Schaumkunststoffmaterial an die Walzen andrücken und an diesen haltern sowie eine zwischen den beiden mit Abstand angeordneten Haltewalzen angebrachte rotierende Schneidwalze.
Eine gegenüber der ersten Antriebswalze mit kleinerem Durchmesser versehene zweite Antriebswalze ist mit zwei in Abstand voneinander angeordneten Haltewalzen ausgestattet, wobei zwischen den beiden Haltewalzen eine zweite Schneidwalze angeordnet ist. Zwischen den beiden Antriebswalzen ist eine bewegbare Leerlaufwalze vorgesehen, die zur Veränderung der Drehzahl einer der Antriebswalzen bestimmt ist. Damit soll zwischen den beiden Walzen eine geeignete Spannung aufrechterhalten und eine geeignete Laufgeschwindigkeit des Schaumkunststoffbandes in den Schneidwalzen der Vorrichtung erzielt werden. Die Haltewalzen drücken das Material ein wenig zusammen und drücken es fest an die Antriebswalzen an. Von besonderer Bedeutung ist es, daß sie das Schaummaterial unter der Schneidwalze an der Antriebswalze mit einem kleinstmöglichen Abstand zueinander festhalten, so daß die Tendenz einer Bewegung, Verlängerung oder Zusammendrückung des Bandmaterials vermindert wird. Die stromaufwärts gelegenen Haltewalzen messen das Material der nachfolgenden Schneidwalze zu, während die stromabwärts gelegenen Haltewalzen das geschnittene Material aus der Schneidwalze entfernen, womit eine die Genauigkeit des Schnittes nachteilig beeinflussende Materialzusammenballung an den Schneidwalzen vermieden wird. Eine Führungswalze bildet eine Einrichtung zur genauen Ausrichtung des teilweise geschnittenen Materials in bezug auf die zweite Schneidwalze, um für alle aus dem Bandmaterial herausgeschnittenen Materialstreifen querschnittlich gleichmäßige Abmessungen zu gewährleisten.
Im allgemeinen wird das Material zu einem langen Band geformt, das eine zur Herstellung von Streifen mit gewünschter Abmessung in jener Richtung erforderliche Dicke aufweist und das zur Herstellung mehrerer einzelner Streifen in einer zur ersten Richtung senkrechten Richtung mit der erforderlichen Breite versehen ist. Querschnittlich rund ausgebildete Streifen werden vorteilhafterweise aus rechtwinkligem Ausgangsmaterial geschnitten. Diese werden als "Dichtleisten" ttacker rods") als Unterlage für Abdichtungen u. dgl. zwischen verschiedenen Konstruktionsteilen verwendet. Die Ausbildung runder Streifen kann mit einem theoretischen Materialverlust von etwa 22 % durchgeführt werden, der nicht in den herzustellenden Streifen eingeht. Mit mehr oder weniger theoretischen Materialverlusten beim Schneiden können auch andere Formen hergestellt werden.
Im allgemeinen werden lange Bandmaterialstrecken um eine Spule gewickelt und von dort direkt in die Schneidemaschine eingeführt. Die fertiggestellten Einzelstreifen können auch gleichzeitig nach dem Schneidevorgang auf eine Spule gewickelt und dann von der gemeinsamen Spule zu Einzelpaketen verpackt werden.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus der in der Anlage beigefügten Zeichnung. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine perspektivische, schematische Ansicht einer Schneidemaschine gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine schematische Seitenansictit der Schneidemaschine gemäß der Erfindung mit einer Darstellung der Anordnung der Walzen und der Schneidwalzen sowie den Weg des Bandmaterials durch die Maschine; Fig. 3 eine vergrößerte Teilansicht einer Leerlaufwalze für die Bandmaterialführung während des Schneidvorganges; Fig. 4 eine Teilansicht einer Schneidwalze mit einer daneben angeordneten Antriebswalze gemäß der Erfindung; Fig. 5 eine Teilansicht einer in Führungsposition an einem Schaumkunststoffband angeordneten Führungswalze; Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Antriebs- oder Zugwalze mit einer Darstellung der Oberflächengestaltung der Walze; Fig. 7 einen Querschnitt durch einen Abschnitt aus geschäumtem Kunststoff von rechtwinkliger Gestalt; Fig. 8 einen Querschnitt durch ein Schaumkunststoffband nach Durchlauf eines-besonderen Schneidwalzentyps, wobei eine Hälfte des Materials geschnitten ist; Fig. 9 ein Ende eines querschnittlich kreisförmigen Streifens aus Schaumkunststoffmaterial; Fig. 10 eine Seitenansicht eines Teils einer querschnittlich kreisförmigen Schaumleiste (Schaumstange); Fig. 11 einen Querschnitt durch eine abgewandelte AusfUhrungsform der Schneidwalze und Fig. 12 einen Querschnitt durch die Einrichtung gemäß Fig. 11 nach Linie 12 - 12.
In der für die Darstellung des Erfindungsgegenstandes bevorzugten Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird ein Band 10 aus geschäumen Kunststoff von einer (hier nicht dargestellten) Vorratsspule einer Abzugwalze 12 zugeführt. Das Material 10 gelangt unter der Abzugwalze 12 hinweg zu einer Antriebswalze 14. Die Abzugwalze 12 ist neben der Antriebswalze 14 derart angeordnet, daß das ungeschnittene Schaumstoffband von diesen beiden Walzen teilweise komprimiert wird und gewährleistet ist, daß das Band dicht an der Antriebswalze 14 gehalten ist. Das Bandmaterial läuft dann unter einer ersten Haltewalze 16 vorbei, die gegenüber einer (später noch genauer zu beschribenden) Schneidwalze 18 stromaufwärts angeordnet ist. Das teilweise ( an einer Seite) geschnittene Schaumstoffmaterial läuft dann unter'einer gegenüber der Schneidwalze 18 stromabwärts angeordneten zweiten Haltewalze 19 vorbei. Die Haltewalzen 16 und 19 sind nahe aneinander angeordnet, so daß sich das Schaumstoffmaterial zwischen ihnen nur geringfügig ausdehnt, jedoch so ausreichend, daß die Schneidwalze 18 teilweise in den geschäumten Kunststoff einschneiden kann. Die stromaufwärts angeordnete Haltewalze 16 hält ferner den Schaumstoff an der Antriebswalze 14 fest.
Sie wirkt als Bemessungseinrichtung, um jede Dehnung oder Bewegung des Schaumes während des Schneidvorganges der Schneidwalze zu eliminieren oder zu minimieren. Die in gleicher Richtung wie die Bewegungsrichtung des Schaumstoffbandes orientierte Drehrichtung der Schneidwalze weist die Tendenz auf, den Schaumstoff von der Haltewalze wegzuziehen, und zwar mit einer größeren Geschwindigkeit als die Umfangsgeschwindigkeit der Antriebswalze 14. Dies hat eine Zusammenballung des teilweise geschnittenen Schaumstoffs unterhalb (stromabwärts) der Schneidwalze zur Folge, was wiederum dazu führen kann, daß der Schaumstoff abgeschnitten wird und/oder hinsichtlich seiner erwünschten Querschnittsmaße Veränderungen unterliegt. Diese Neigung zur Zusammenballung des Schaumstoffs wird durch die stromabwärts gelegene Haltewalze 19 verhindert, die ganz nahe an der stromabwärts gelegenen Seite der Schneidwalze 18 angeordnet ist.
Die Haltewalze 19 hält daher den teilweise geschnittenen Schaumstoff an der Antriebswalze 14 fest und hält ihn von der Schneidwalze 18 derart weg, daß der Schaumstoff daran gehindert ist, noch weiter eingeschnitten zu werden und daß von der Schneidwalze 18 mehr Material entfernt wird, als erwünscht ist.
Das nunmehr teilweise geschnittene Schaumstoffband läuft dann um die Antriebswalze 14 herum und an einer bewegbaren Leerlaufwalze 20 vorbei. Diese genauer in Fig. 3 dargestellte Walze 20 ist an einem Paar von Armen 22 befestigt, die schwenkbar an einer drehbaren Welle 24 angelenkt sind.
Die Arme 22 sind mit Hilfe eines Schraubensatzes 26 an der Welle befestigt, so daß sich die Welle dreht, wenn die Arme 22 gegenüber dem Wellenlager 28 nach oben schwenken. An der Welle 24 ist ein Spannungsregler 30, etwa ein Transformator od. dgl., befestigt. Dieser dient zur Variierung der Spannung, die über den Transformator am Motor für die erste Antriebswalze 14 oder die zweite (nachfolgend beschriebene) Antriebswalze 38 angelegt wird, um das Schaumstoffmaterial unter gleichmäßiger Spannung durch die Schneidemaschine hindurchzuführen.
Das teilweise geschnittene Schaumstoffband 10 läuft nach Passieren der bewegbaren Leerlaufrolle 20 an einer Leerlaufrolle 32 vorbei, unter einer Führungsrolle 34 hinweg und schließlich über eine Halterolle 36. Die Führungsrolle 34 ist mit einer Gestalt versehen, die der Gestalt des von der Schneidwalze 18 durchgeführten Schnittes entspricht, wie nachfolgend bei Erläuterung der Fig. 5 beschrieben. Diese Walze 34 ist zur Steuerung der seitlichen Bewegung bestimmt, um eine genaue Bandführung zwischen dem teilweise geschnittenen Schaumstoff und der zweiten Schneidwalze zu gewährleisten, die stromabwärts an einer zweiten Antriebswalze angebracht ist. Das Schaumstoffband berührt nach Passieren der Führungswalze 34 eine zweite Antriebswalze 38 und wird mit Hilfe einer Haltewalze 36 an der Antriebswalze 38 angedrückt. Eine andere nachfolgende Haltewalze 40 drückt das Schaumstoffband an die Antriebswalze 38 an. Eine unmittelbar auf die Haltewalze 40 folgende zweite Schneidwalze 42 ist zum Einschneiden in das teilweise geschnittene Schaumstoffband bestimmt, um eine Reihe von einzelnen Streifen 44a, 44b, 44c usw.
zu erzeugen. Die einzelnen Streifen werden, nachdem sie von dem Schaumstoffband abgeschnitten sind, an die Antriebswalze 38 angedrückt mit Hilfe einer weiteren Haltewalze 46, die eine Zusammenballung des in Streifen zerschnittenen Schaumstoffmaterials verhindern soll. Die zerschnittenen Streifen werden dann über eine Leerlaufwalze 50 zu einer (hier nicht dargestellten) Wickelspule geführt, die zum Aufspulen der einzelnen Streifen auf die Wickeltrommel mit bestimmter Drehzahl angetrieben ist. Die Haltewalzen drücken das Bandmaterial gegen die Antriebswalze und die stromaufwärts gelegene Walze mißt das teilweise geschnittene Bandmaterial der Schneidwalze zu, während die stromabwärts gelegene Walze zur Vermeidung einer Zusammenballung der Einzelstreifen diese entfernt.
Die Walze 36 gewährleistet eine glatte Zufuhrung des Bandmaterials zur Haltewalze 40.
Wie in Fig. 4 dargestellt ist, ist die an einer in (hier nicht dargestellten) Achslagern gelagerten Welle 18a befestigte Schneidwalze 18 in einem Abstand Z neben der Antriebswalze 14 angeordnet. Dieser Abstand wird durch die Dicke des Schaumstoffmaterials bestimmt und bildet eine Einrichtung zum Andrücken des Schaumkunststoffs an der Rolle 14 zur gemeinsamen Bewegung ohne Schlupf. Die an der Welle 18a befestigte Schneidwalze 18 weist im wesentlichen zylindrische Form auf und ist in axialer Richtung mit formgebenden Teilen 21 versehen. Damit kann beispielsweise eine Hälfte eines Schnittes für einen runden Streifen (Stange) aus Plastik geformt werden. Die Schnittkanten können nach Art eines Formmessers gestaltet oder, falls dies erwünscht sein sollte, mit einem Schleifmaterial beschichtet sein.
Die mit Formmessern versehene Schneidwalze kann aus einer Reihe von Messerklingen gebildet sein, die entweder als einzelne, in geeigneter Weise an der Welle 18 angebrachte Schneidkanten befestigt sind, oder sie können auch lange Klingen sein, die zum Schneiden vieler Formen zu gleicher Zeit bestimmt sind und die dann an der Welle 18a angebracht sind.
Mit Schaumkunststoff werden hervorragende Ergebnisse erzielt bei Anwendung einer hohen Schnittgeschwindigkeit, und zwar gewöhnlich mit einer Flächengeschwindigkeit der Schneidwalze von über 1524 m/min (5000 feet/min). Für weiche Schaumstoffe kann eine Schneidwalze dadurch gebildet werden, daß sie nach der in Fig. 4 gezeigten Art geformt und an ihrer Oberfläche mit einem Schleifmittel beschichtet wird. Beispielsweise kann auf der Oberfläche der Schneidwalze mit Hilfe geeigneter Haftmittel ein Schleifschlamm aus Siliziumkarbid-oder Aluminiumoxyd aufgebracht werden, Ein gutes Haftmittel für diesen Zweck ist in Wärme aushärtendes Epoxyharz. Ein Schleifmittel der Größe 60 erweist sich für das Schneiden von Schaumkunststoff als vorteilhaft. Es können 3edoch auch andere Schleifmittelgrößen verwendet werden. Im allgemeinen geht der Schneidvorgang schneller vor sich, je gröber das Schleifmittel ist, jedoch wird die Schnittfläche dabei rauher. Andererseits wird eine umso glattere Schnittfläche erzielt, je feiner das Schleifmittel ist. Wenn die Schneidwalze gegenüber dem Schaumstoff in Drehung versetzt wird, erzeugt sie kleine Schaumstoffpartikelchen. Daher sind eine geeignete Ventilation und vorzugsweise ein Saugsystem vorgesehen, um die Schneidmaschine sauber zu halten. Die Oberfläche der Antriebswalzen kann auch mit einem Schleifmittel beschichtet sein, um ein sicheres Festhalten des Schaumstoffs an ihrer Oberfläche zu gewährleisten. Gemäß Fig. 6 ist beispielsweise eine mit einer Welle 13 versehene zylinderförmige Walze mit Schleifmittel der Größe 66 beschichtet. Das Schleifmittel trägt dazu bei, das Bandmaterial auf der Fläche ohne Schlupf zwischen dem Band und der Walze zu halten. Die Antriebswalze kann in gleicher Walze mit Schleifmittel beschichtet werden, falls dies erwünscht sein sollte. Die Antriebswalze 14 kann in der in den Fig. 1 und 2 angezeigten Richtung mit Hilfe von Riemen, Ketten, Zahnrädern oder anderen Antriebsarten angetrieben werden, die mit einem Zahnradmotor od. dgl.
kombiniert und mit gleichbleibender oder mit variabel gesteuerter Geschwindigkeit angetrieben sind. Bei Antrieb der Antriebswalze 14 kann der Schaumstoff an der Schneidwalze 18 vorbeigezogen werden, anstatt daß dieser zur Schneidwalze hin gedrUckt wird. Es hat sich erwiesen, daß das Schieben des Schaums in eine sich drehende Schneideinrichtung hinein zu häufigeren Problemen führt, als dies beim Ziehen des Schaumkunststoffs durch die Schneidvorrichtung der Fall ist.
Die Führungswalze 34 gemäß Fig. 5 ist an einer in (hier nicht dargestelltei Achslagern gelagerten Welle 35 befestigt.
Die Fühungswalze 34 weist im wesentlichen die gleiche Form auf, wie die Schneidwalze 18. Sie umfaßt Ausschnitteile 37, die dem von den Schneidwalzen um Schaumkunststoff vorgenommenen Schnitt entsprechen. Wie dargestellt ist, weist das Schaumkunststoffband 10 nach dem Schneiden durch dE Schneidwalze 18 an einer Seite eine Reihe von Rippen 60 auf, während die andere Bandseite 61 eben bleibt. Die Rippen 60 entsprechen den bogenförmigen Teilen 37 der Schneidwalze. Die Walze 35 dient zur seitlichen Verstellung, um das Schaumstoffband exakt mit der zweiten Schneidwalze 42 auszufluchten, damit die einzelnen Streifen präzise mit gleichförmigen Abmessungen hergestellt werden können.
Gemäß Fig. 6 ist die Walze 12 an einer Welle 13 normalerweise frei drehbar befestigt. In einigen Fällen kann es jedoch erwünscht sein, die Walze 12 anzutreiben, deren Drehzahl dann mit derjenigen der Antriebswalze 14 zu koordinieren ist, um das zwischen diesen beiden Walzen bewegte Schaumstoffband weder zu dehnen noch zu drücken. Die Walze 12 sollte gegenüber der Walze 14 hin- und herbewegbar angeordnet sein, um den Druck auf das durch die Schleife zwischen den beiden Walzen hindurchlaufende Schaumstoffband zu variieren.
Wie in Fig. 7 dargestellt, weist das Schaumstoffband rechtwinklige Querschnittsabmessungen und die gewünschte Länge auf. Nach Durchlauf unter der Schneidwalze18 hinweg (Fig. 4) erhält das Schaumstoffband die in Fig. 8 dargestellte Form. Bei Durchlauf unter der zweiten Schneidwalze hindurch wird eine Reihe von runden Streifen (Strängen) 70 gemäß den Fig. 9 und 10 erzeugt. Der Durchmesser "X" der Schaumstoffstangen wird von den Abmessungen des Schaumstoffbandes und von den Maßen der Schneidwalzen bestimmt.
Wenn der teilweise geschnittene Schaumstoff die Antriebswalze 14 verläßt, läuft er um eine bewegbare Leerlaufwalze 20 herum, die - wie oben bereits erwähnt - an schwenkbaren Armen 22 angebracht ist. Die schwenkbaren Arme 22 werden zur Steuerung der Welle 24 benutzt, an der ein Transformator oder eine andere Spannungsregulierungseinrichtung 30 angebracht ist, um dei*inem (hier nicht dargestellten) veränderlichen Zahnradmotor zum Antrieb. der Antriebswalze 38 zugeführten Strom zu variieren. Die Stellung der bewegbaren Leerlaufwalze 20 richtet sich nach der Schleife des Schaumstoffbandes zwischen der Antriebswalze 14 und der Leerlaufwalze 32. Wenn sich diese Walze 20 nach unten bewegt, erhöht sie den Stromfluß zum die Antriebswalze 38 antreibenden Motor, erhöht damit seine Drehzahl, was wiederum eine schnellere Schaumstoffbandzuführung zwischen der Antriebswalze und der Schneidwalze zur Folge hat. Danach weist die Schleife wiederum ihre normale Stellung auf. Der umgekehrte Fall tritt ein, wenn die bewegbare Walze 20 sich nach oben und bewegt/ dabei die Drehzahl der Antriebswalze 38 vermindert, woraus sich wiederum eine längere S hleife ergibt.
Gemäß den Fig. 11 und 12 ist eine abgewandelte Ausführungsform der Schneidwalze dargestellt, wobei an Stelle des Schleifmittels Schneidklingen vorgesehen sind. Folglich weist eine an einer Welle 19a befestigte Walze 18c Schneidklingen 37a, 37b, 37c und 37d auf, die mit Hilfe von Schrauben 70 (oder mit Hilfe anderer Befestigungsmittel) an der Walze 18c angebracht sind. Die Schneidklingen weisen einen gezahnten Rand 33 auf, mit dessen Hilfe etwa eine Hälfte der endgültigen Schaumstofform geschnitten werden kann. Dies entspricht in etwa der Arbeitsweise der mit Schleifmittel beschichteten Schneidwalzen.
Im tatsächlichen Umgang mit flexiblem Schaumstoffmaterial hat es sich gezeigt, daß infolge der Dehnung oder der elastomeren Natur des Materials die besten Ergebnisse beim Endprodukt sich dann erzielen lassen, wenn die eine Antriebswalze mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben und die zweite Antriebswalze mit variabler Drehgeschwindigkeit betrieben wird. Die Rotation der mit variabler Drehzahl angetriebenen Walze wird durch die bewegbare Leerlaufwalze gesteuert. Dabei werden entweder die Walze 14 oder die Walze 38 variabel gesteuert.
In vielen Fällen hat sich bei flexiblem Schaumstoffmaterial gezeigt, daß der Durchmesser der Antriebswalze 38 etwa den gleichen Durchmesser aufweisen sollte, wie die Schneidwalze 42, während der Durchmesser der Antriebswalze 14 beträchtlich größer ausgebildet sein sollte, als der Durchmesser der zweiten Antriebswalze 38. Einer der Gründe hierfür besteht darin, daß, wenn der abschließende Schnitt vorgenommen wird, genügend Material entfernt worden ist, so daß der Schaumstoff wesentlich geschwächt ist. Die Drehung der Schneidwalze gegen den Schaumstoff hat zur Folge, daß das die Schnittflächen bedeckende rauhe Schleifmittel den schwächeren Schaumstoff zu den Schneidwalzen hinzieht, die nunmehr abgetrennten Streifen dehnt und eventuell abschneidet, insbesondere nach Abstoppen der Zufuhr durch die Maschine. Um dies abzustellen, ist es unbedingt erforderlich, daß der zu schneidende Schaumstoff um eine Walze mit viel kleinerem Radius herumgeführt wird, so daß er zur Schneidwalze geführt und unmittelbar danach von der Schneidwalze und der ihn tragenden Antriebswalze weggeführt wird, um ein Abheben von der Antriebswalze weg in die Schneidwalze 42 hinein zu verhindern. Die Haltewalze 46 trägt dazu bei, die Schaumstoffstreifen von der Schneidwalze abzuhalten.
Es hat sich erwiesen, daß die Drehrichtung der Schneidwalze die gleiche Richtung sein muß, in der sich der geschäumte Kunststoff bewegt. Die Drehrichtung der Schneidwalzen kann nicht umgekehrt werden und befriedigende Ergebnisse erzielen.
Die mit hoher Drehzahl gedrehten, mit Schleifmittel beschichteten Walzen schneiden flexiblen Schaumstoff präzise, der, mit minimaler Dehnung, sicher zwischen den beiden den Schaumstoff an die Antriebswalzen andrückenden Haltewalzen gehalten wird.
In manchen Fällen braucht nur eine Seite des Schaumstoffbandes geschnitten zu werden. Hierbei kann der ganze Schneidvorgang von einer einzigen Schneidwalze vorgenommen werden.
Wenn beispielsweise der Schaumstoff die Antriebswalze 14 verläßt, kann das Schaumstoffband unter der Leerlaufwalze 50 hinweg und zu einer Fertigprodukttrommel geführt werden.
Ein besonderer Fall liegt dann vor, wenn der Schaumstoff einseitig mit Papier beschichtet ist, das in geeigneter Weise mit dem Schaumstoff verbunden ist. In jedem Falle, ob das Schaumstoffmaterial teilweise oder vollständig durchschnitten ist, bewirken die Schneidwalzen einen sauberen Schnitt und rufen ein querschnittlich gleichmäßig ausgebildetes Erzeugnis hervor.
Es wird festgestellt, daß das Bandmaterial um einen wesentlichen Teil des Umfanges der stromaufwärts angeordneten Antriebswalze 14 herumgelegt ist, nämlich etwa zur Hälfte oder zu Dreiviertel, um eine gute Halterung des Materials im stromaufwärts angeordneten Schneidabschnitt zu erzielen. Dies ermöglicht die Steuerung des durch die stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Schneidabschnitte hindurchgeführten Bandmaterials. Wenn das Schaumstoffmaterial einmal in einzelne Streifen zertrennt ist, ist es, wie oben bereits ausgeführt, wichtig, die Streifen von der Schneidwalze zu entfernen (abzuhalten). Somit wird nur etwa die Hälfte des Umfanges der stromabwärts angeordneten Antriebswalze von den Streifen und dem teilweise verformten Bandmaterial berührt. Die gesteuerten unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten zwischen den stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Antriebswalzen garantieren, daß im Bandmaterial keine unzulässige Längsbeanspruchung auftritt, welche einen Schlupf zwischen dem Bandmaterial und den Walzen hervorrufen könnte.
Schließlich wird auch eine Längsstreckung oder eine Zusammenballung des durch die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung laufenden Bandmaterials vermieden.
Zusammenfassend befaßt sich die Erfindung mit dem Problem, Schaumstoffbandmaterial (gewöhnlich aus synthetischem, flexiblem Schaumkunststoff) in mehrere Streifen querschnittlich gleicher Abmessungen zu zerschneiden, was erfindungsgemäß in zwei Arbeitsstufen erfolgt. Zunächst wird das Schaumstoffbandmaterial 10 von einem ersten Paar von in Abstand voneinander angeordneten Halte- oder Gegenwalzen 16, 19 und einer zwischen den beiden Haltewalzen 16, 19 angeordneten ersten Schneidwalze 18 an eine Stützwalze 14 herangeführt, um einen Teilschnitt durch die Schaumstoffbahn 10 vorzunehmen. Sodann wird das teilweise geschnittene Schaumstoffband 10 von einem zweiten Paar von in Abstand voneinander angeordneten Haltewalzen 40, 46 mit einer auf der bislang ungeschnittenen Seite des Schaumstoffbandes 10 zwischen den zweiten Haltewalzen 40, 46 angebrachten zweiten Schneidwalze 42 an eine zweite Stützwalze 38 angedrückt.
Die Haltewalzen 16, 19, 40, 46 sind nahe an den Schneidwalzen 18, 42 angeordnet, um präzise Schnitte im weichen Schaumkunststoffmaterial 10 bei hoher Banddurchlaufgeschwindigkeit erzielen zu können. Zwischen den Schneidwalzen 18, 42 sind Bandführungseinrichtungen 20, 32, 34, 36 vorgesehen, um eine gleichmäßige Bandführung an den Schneidwalzen 18, 42 vorbei und eine gleichmäßige Spannung im Schaumstoffband 10 zu gewährleisten.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Schneiden wenigstens einer Seite eines weichen, flexiblen, geschäumten Bandmaterials, gekennzeichnet durch wenigstens eine zylindrische Antriebswalze (14) mit einer Umfangsfläche zum Herumführen eines langen Schaumstoffbandes (10), wobei das Band (10) mit anem wesentlichen Teil der Umfangsfläche der Antriebswalze (14) in Berührung steht, durch eine neben der Antriebswalze (14) angeordnete zylindrische Walze (12), die das Bandmaterial (10) etwa an der Stelle seines ersten Kontaktes mit der Antriebswalze (14) gegen die letztere drückt, durch ein Paar von nahe aneinander angeordneten Haltewalzen (16, 19), die neben der Antriebswalze (14) nahe an und stromabwärts von der zylindrischen Walze (12) angeordnet sind und die das unter den Walzen (16, 19) hindurchgeführte Bandmaterial (10) unter Druck in Berührung mit der Antriebswalze (14) halten und durch eine mit hoher Geschwindigkeit rotierende Schneidwalze (18), die neben der Antriebswalze (14) zwischen dem Haltewalzenpaar (16, 19) angebracht ist, die in der Laufrichtung des Materialbandes (10) dreht und das Bandmaterial (10), während dieses mit der Trommelwalze (14) in Berührung steht, wenigstens einseitig bearbeitet, wobei die rotierende Schneidwalze (18) derart ausgebildet ist, daß sie eine entsprechende Bearbeitung an einer Seite des Bandmaterials (10) ermöglicht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche der zylindrischen Antriebswalze (14) für den Transport des Bandmaterials (10) griffig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Walze (12) mit gleicher Drehzahl angetrieben ist, wie die Antriebswalze (14).

4.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Schneidwalze (18) eine schleifmittelbeschichtete Fläche zur Bearbeitung des Bandmaterials (10) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärts angeordnete Haltewalze (16) der Schneidwalze (18) das Bandmaterial (10) in der erforderlichen Menge zuführt.

6. Vorrichtung zur Herstellung querschnittlich gleichförmiger Streifen aus einem langgestreckten, weichen, flexiblen, geschäumten Bandmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts und stromabwärts angeordnete Schneidsektionen vorgesehen sind, deren jede eine Seite des an ihnen vorbeigeführten Bandmaterials (10) bearbeitet und dabei aus dem Material (10) mehrere Streifen (44a,44b,44c...) von gleichem Querschnitt ausbildet, daß jede Schneidsektion aufweist eine Antriebswalze (14, 38), ein Paar von nahe aneinander und neben der Antriebswalze (14, 38) angeordneten, das vorbeigeführte Bandmaterial (10) an die entsprechende Antriebswalze (14, 38) andrückenden Haltewalzen (16,19,40,46) und eine jeweils zwischen den entsprechenden Haltewalzen (16, 19 bzw. 40, 46) angeordnete, das Bandmaterial (10) einseitig bearbeitende rotierende Schneidwalze (18, 42), daß die stromaufwärts angeordnete Schneidsektion das Bandmaterial (10) an einer Seite und daß die stromabwärts angeordnete Schneidsektion das Band (10) an der entgegengesetzten Seite bearbeitet und daß zwischen den Schneidsektionen Einrichtungen (20,22,24,30) vorgesehen sind, die die Drehzahl einer der Antriebswalzen (14, 38) zur Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Durchlaufs des Bandmaterials (10) durch beide Schneidsektionen variieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der stromaufwärts angeordneten Antriebswalze (14) wesentlich größer ist als der Durchmesser der stromabwärts angeordneten Antriebswalze (38)

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärts angeordnete Antriebswalze (14) mit konstanter Drehzahl und daß die stromabwärts angeordnete Antriebswalze (38) mit veränderlicher Drehzahl angetrieben ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Schneidsektionen eine Schleife vorgesehen und in der Schleife eine bewegbare Leerlaufwalze (20) angeordnet ist, welch letztere eine Einrichtung (22,24,30) zur Variierung der Drehgeschwindigkeit einer der Antriebswalzen (14,38) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Walzen zur Vermeidung von Schlupf am Bandmaterial (10) mit Schleifmittel beschichtet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen der Schneidwalzen (18, 42) zur Bearbeitung beider Seiten von eine bestimmte Form aufweisenden Streifen komplementär ausgebildet und mit einem Schleifmittel beschichtet sind.

12. Verfahren zur Bearbeitung wenigstens einer Seite eines Bandes aus weichem, elastischem, geschäumtem Material, gekennzeichnet durch Hinführen eines langgestreckten Bandes aus Schaumstoffmaterial zu wenigstens einer rotierenden Antriebswalze, durch Zusammendrücken des Bandmaterials zwischen einer Druckwalze und einer Antriebswalze, wobei das Band zusammen bzw.

gleichzeitig mit der Flache der Antriebswalze praktisch ohne Schlupf bewegt wird, durch Durchführen des Bandmaterials zwischen dem Paar von nahe aneinander angeordneten Haltewalzen und der Antriebswalze. wobei die Haltewalzen gegenüber der Antriebswalze sind ~ mit Abstand angeoranet/una das banamaterial gegen die Antriebswalze drücken und es an dieser festhalten, durch Drehen einer zwischen den nahe aneinanderliegenden Haltewalzen angeordneten Schneidwalze über einer Seite des Bandmaterials, wobei das Material teilweise eingeschnitten und somit einseitig bearbeitet wird, durch Herumführen des teilweise geschnittenen Materials im wesentlichen um die Antriebswalze herum und durch Wegführen des teilweise geschnittenen Bandmaterials von der Antriebswalze weg.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Bandmaterial an zwei sich drehenden Antriebswalzen vorbeigeführt wird, wobei dessen eine Seite an der ersten Antriebswalze und dessen andere Seite an der zweiten Antriebswalze bearbeitet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwalzen im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und mit einer Fläche versehen sind, mit welcher etwa die Hälfte der gewünschten Werkstück-Form herstellbar ist, und daß die Schneidwalzen mit einer Umfangsgeschwindigkeit gedreht werden, die über 1524 m/min (5000 feet/min) liegt.

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