DE2639218C2

DE2639218C2 - Schneidwerkzeug für einen laufenden Streifen

Info

Publication number: DE2639218C2
Application number: DE2639218A
Authority: DE
Inventors: Michael Hillas Newark Del. Shearon
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1975-09-23
Filing date: 1976-08-31
Publication date: 1984-07-05
Also published as: BE846440A; JPS5252288A; US4041816A; GB1539955A; AU1800176A; DE2639218A1; CA1058511A; FR2325453A1; FR2325453B1; IT1072789B; AU501710B2

Description

Umfangsoberfiäche (93) aufweist, die mit der epitro- 20 erwiesen hat, ist das rotierende Schneidwerkzeug nach choidal geformten Oberfläche (92) die zweite der US-Patentschrift 21 25 939. Dieses weist zwei gegensinnig rotierende Wellen auf, auf denen abgcschräg-

Schneidkante (91) bildet.

2. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schneidkante (91) nicht parallel zur Achse der zweiten Welle (10) verläuft.

3. Schneidwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Wellen (10,11) einen äquivalenten Teilkreisradius (R₁) aufweisen und der radiale Abstand (R₁) der ersten Schneidkante von der Achse der ersten Welle (U) größer als der äquivalente Teilkreisradius (R_n) der ersten Welle (11) ist.

4. Schneideinrichtung nac!i einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere

Umfangsoberfiäche (93) des zweiten Messers (18), j5 wird. Kratzer auf einem Film, insbesondere hochempdie an die Schneidkante (91) angrenzt, über ihre gc- findlichcn fotografischen Filmen, wirken bei der Wiesamte Länge zur Wellcnachsc geneigt ist. dcrgabc äußerst störend, da sie dann besonders stark in

5. Schneidwerkzeug nach eiticm der Ansprüche 1 Erscheinung treten.

bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Demgegenüber stellt das gattungsgemäße Schneid-

Schneidkante (91) auf einem Radius (R) liegt, der 40 werkzeug nach der US-Patentschrift 22 46 957 eine Vergrößer als der äquivalente Teilkreisradius (R₁) der besserung dar. Es löst zwar nicht das Problem der zweiten Welle (10) ist. Schnittlängenänderungen, doch sind die Messer in ihrer

Längsrichtung so gebogen oder geformt, daß die

te Messer montiert sind, die jeweils einen Evolventen-Querschnitt in ihrer Längsrichtung aufweisen. Bei diesem Werkzeug treten sämtliche oben erwähnten Probleme auf, wie die Längenänderung der abgeschnittenen Stücke, und wegen der Evolventen-Form der Messer kanu der Streifen nicht im rechten Winkel geschnitten werden. Ein weiteres Problem beruht auf der Evol-

3d venlcn-Form selbst, da diese eine übermäßige Abnutzung der Messer zur Folge hat, so daß sie häufig nachgeschärft werden müssen. Schließlich treten dynamische Probleme beim Schneiden auf: Die Klingen verursachen Kratzer auf der Oberfläche des Films, der geschnitten

6. Schneidwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die /weite Schneidkante (91) in einer Ebene liegt.

Zum Schneiden laufender Materialslreifcn sind im Laufe der Jahre zahlreiche Vorrichtungen entwickelt worden. Viele dieser Vorrichtungen weisen kraftgetriebene, gegensinnig rotierende, einander gegenüberstehende Trommeln auf, die zum Zerschneiden des Streifens jeweils mit zusammenwirkenden Messern verschen sind.

Bei AufrechterhalUing einer konstanten Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Teile ist es möglich, eine verhältnismäßig gleichmäßige Schnitilünge aufeinanderfolgender Bögen zu erzielen. Mechanische Rollenantriebe sind jedoch unvermeidlich an verschiedenen Stellen mit Spiel oder Lose behaftet, so dall sich ein großes Gesamtspiel ergibt. Wenn dieses Gesamispiel mil einer Wellentorsion und anderen konstruktiv bedingten Verformungen zusammenwirkt, ändert sieh die Augenblicksgcschwindigkeii an den Messerspitzen, so daß sich Längenunterschiede bei den Bögen von bis zu ± 1 mm ergeben. In vielen Anwendungsfällen sind diese Unterso

Schneidkante (bzw. Schneide) des einen Messers etwa einer Epitrochoiden gleicht, während das andere Messer parallel zur Achse ist. Wegen der Neigung der Schneidkante isl das Schneiden praktisch ein fortlaufender Schervorgang. Trotz der auf diese Weise erzielten Verbesserung, ist die Biegung der Messerklinge auch im günstigsten Falle noch ungenau, so daß eine sorgfältige Einstellung und Nachbearbeitung erforderlich ist, um auch nur angenähert eine Schneidkante zu erzielen, deren Verlauf einer Epitrochoiden entspricht. Selbst wenn dies gelingen sollte, haben in der Schneidkante auftretende kleinste Scharten oder Kratzer die Bildung eines Spalts und häufig die Zerstörung der Epitrochoidkurve der Kante zur Folge. Dies ist völlig unzureichend, insbesondere wenn genaue Schnitte erforderlich sind. Ferner muß ein Messer nach dem Nachschleifen völlig neu atis-Wi gerichtet werden.

Die US-Patentschrift 27 38 842 beschreibt ein Verfahren, bei dem der zu zerschneidende Streifen um eine Trommel hcrumgclegt wird, die ein Messer mit einer geraden Klinge parallel zur Achse der Trommel aufweist. Auf diese Weise lassen sich genau gleich lange Stücke vom Streifen abschneiden. Ferner wird sofort nach der Durchführung des Schnitts die vordere Schnittkante so festgeklemmt, daß sie lest an der Trom-

mel anliegt und das als nächstes abzuschneidende Streifenstück bei der Drehung der Trommel genau abgemessen werden kann. Auch hier wird jedoch ein evolventenförmiges Messer mit einer geraden Schneidkante kombiniert, was naturgemäß zu einer Fchlanpassjng führt. Um dieser Fehlanpassung zu begegnen, wird dort ein unter Federvorspannung stehendes Messer verwendet, das mit dem evolventenförmigen Messer zusammenwirkt. Bei Anwendung einer Federvorspannung ist e~ jedoch nicht möglich, äußerst steifes Material mit der gewünschten Sicherheit zu schneiden. Die mechanische Klemmvorrichtung läßt ferner im Laufe der Zeil in ihrer Wirkung nach und wird defekt. Zudem ist sie für eine hohe Betriebsgeschwindigkeit ungeeignet.

Demgegenüber stellt das mit einem ventilgesteuerten Unterdruck arbeitende Halteverfahren nach der US-Patentschrift 33 38 575 eine Verbesserung dar. Dort werden die Vorderkante und die Hinterkante der Streifen durch mehrere Saugöffnungen gehalten, die über den Umfang der Trommel verteilt angeordnet sind, um die der Streifen zwecks Abmessung herumgewickelt ist. Nach der US-Patentschrift 37 09 077 ergibt sich noch eine Verbesserung des Unterdruck-Halteverfahrens durch die Ausbildung einer kleinen Ausnehmung im Trommelumfang mit einer Saugöffnung, so daß der Film beim Schneiden in die Ausnehmung gesaugt und dort durch den Unterdruck solange dicht anliegend und sicher festgehalten wird, bis er schließlich an der richtigen Stelle des Streifenumlaufs durch eine den Unterdruck steuernde Ventilanordnung freigegeben wird.

Diese bekannten Vorrichtungen sind unzuverlässig, fallen leicht aus und ihre Messer müssen häufig nachgeschärft werden, wobei die Messer jedesmal nach dem Nachschärfen völlig neu justiert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schneidwerkzeug der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem zahlreiche Nachteile dieser bekannten Vorrichtungen beseitigt sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem gauungsgemäßen Schneidwerkzeug für einen laufenden Streifen, mit zwei achsparallelen, gegensinnig rotierenden, synchron angetriebenen Wellen, einem ersten auf der ersten Welle angeordneten Messer mit einer aehsparallelen geraden ersten Schneidkante, und einem zweiten auf der /weiten Welle angeordneten Messer mit einer /weilen Schneidkante, wobei die Messer längs ihrer einander zugekehrten Schneidkanten zum Schneiden des laufenden Streifens j.usammenwirken, nach der Erfindung vorgesehen, daß das zweite Messer eine epitrochoidal geformte Oberfläche als Berührungsfläche für das erste Messer aufweist, die durch parallel zur Achse der zweiten Welle verlaufende Erzeugende begrenzt ist, wobei der geometrische Ort der Erzeugenden eine Epitroehoide ist, und eine äußere Umfangsoberfläche aufweist, die mit der epitrochoidal geformten Oberfläche die /weite Schneidkante bildet.

Vorzugsweise verläuft die /weite Schneidkante nicht parallel zur Achse der zweiten Welle. Besonders günstig ist es, wenn die zweite Schneidkante in einer Ebene liegt. Hierbei sollte sie über ihre gesamte Länge relativ zur Achse der zweiten Welle geneigt sein. Beide Wellen können einen äquivalenten Teilkreisradius aufweisen, und der radiale Abstand der ersten Schneidkante von dt;r Achse der ersten Welle kann größer als der äquivalente Teilkreisradius der ersten Welle sein.

Ein derartig ausgebildetes Schneidwerkzeug hai eine lange Lebensdauer und schärft sich aufgrund der epitrochoidal geformten Oberfläche selbst nach, so daß es ohne Nachjustierung geschärft werden kann. Scharten werden bei der Benutzung abgearbeitet und beeinträchtigen daher die Schnittgütc nicht wesentlich.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen bevorzugter Ausfiihrungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Teilschnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Schneidwerkzeugs.

ίο Fig.2 eine schematische Ansicht des Antriebs des Werkzeugs nach F i g. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Werkzeug nach Fig. 1 mit einer schematischen Darstellung der Unterdrucksteuerung,

F i g. 4 die Querschniltsansicht 4-4 nach F i g. 3 in einer Betriebsphase des Werkzeugs, in der gerade ein Streifen zerschnitten wird.

F i g. 5 eine Seitenansicht der Messer in vergrößerter Darstellung,

Fig.6 eine Vorderansicht längs der Linie 6-6 nach Fig. 5 in etwas kleincrem Maßstab,

F i g. 7 eine Vorderansicht eines anderen Ausführungsbcispiels des Messers nach F i g. 6, die

Fig.8A—8F Teilschnittansichten der zusammenwirkenden Messer, die nacheinander den Beginn, die Fortsetzung und das Knde eines einzigen Streifenschnitts zeigen,

F i g. 9 eine vergrößerte Teilschnittansicht einer Ausnehmung für eine gerade Klinge in dem Werkzeug nach

jo F i g. 1 mil dem Messer und einem Teil des Haltemiltels zum Ansaugen bzw. Freigeben der Streifenvorderkante durch Unter- bzw. Überdruck,

Fig. 10—12 stellen verschiedene Messerformen schematisch dar, bei denen der Radius der geraden Schneidkante relativ zum Teilkreisradius ihrer Trägerwelle gleich, kleiner oder größer als der Teilkreisradius ist, wobei drei verschiedene Formen dargestellt sind, die in dem Werkzeug nach der Erfindung verwendet werden können.

Nach den Fig. 1 bis 4 weist ein erstes Ausführungsbeispiel einen Rahmen 12 auf, in dem zwei parallele Wellen 10, 11 in (nicht dargestellten) Kugellagern gelagert und synchron, jedoch gegensinnig durch Zahnräder 13,14 angetrieben sind. Dieses Ausführungsbeispiel hat

4^r, ferner mehrere profilierte (geformte) oder Ortskurven-Strcifensehncidmesser 18, 19, die auf der (in der Zeichnung) unteren oder Ortskurvenmesser-Welle 10 befestigt sind, eine obere Streifenhalte- oder -meßwalze 34 auf der (in der Zeichnung) oberen oder Geradmesser-

^r>o Welle 11, mehrere gerade Sireifenschneidmesser 20, 21 auf der oberen Streifentragwalzc 34, eine Steuerventilplatte 26 (F i g. 3), Streifenführungswalzen 15,16 und 17, die vom Rahmen bzw. Gestell 12 getragen werden, einen Bandförderer 24 und einen Antrieb 25. Es sind zwar

5-5 mehrere Messer dargestellt, doch kann auch nur ein einziges Messer auf der einen oder beiden Wellen vorgesehen sein.

Wie F i g. 4 deutlicher zeigt, hat die im Uhrzeigersinn rotierende untere Welle 10 einen einstückigen Körper

bo 29, der in diesem Ausführungsbeispiel 2 maschinell herausgearbeitete Ausnehmungen 31 parallel zur Wellendrehachse und auf sich gegenüberliegenden Seiten des Körpers 29 aufweist. Diese dienen zur Aufnahme der einzelnen profilierten Messer 18 und 19. Die Messer

tr> können aus einem Block aus Werkzeugstahl, einer Chioni-Kobali-Legierung. /.. B. der im Handel unter der Bezeichnung Stellite erhältlichen Legierung, oder aus einem anderen geeigneten Material, das sich über die

gesamte Länge des Körpers 29 erstreckt, hergestellt und durch mehrere Innensechskantkopischrauben 33 befestigt sein, die unter einem Winkel eingeschraubt sind, um das Messer fest in eine Ecke der Ausnehmung 31 zu drücken. Die Enden der Messer 18,19 ragen radial nach außen über den Umfang des Körpers 29 hinaus und sind an ihren vorderen Oberflächen 18λ und 19;) in der nachstehend beschriebenen Weise geformt oder profiliert.

Die Streifenwalze 34 (Fig. 1. 2 und 4) ist einstückig mit ihrer Welle 11 ausgebildet und auf ihrer Umfangsfläche mit einem Mantel 22 versehen, der im wesentlichen ebenso lang wie der Körper 29 der unteren Welle 10 ist. Die Oberfläche der Walze 34 ist in axialer Richtung mit zwei maschinell herausgearbeiteten Ausnehmungen 35 (die um 180° für gleich lange Streifenabschnitte auscinanderliegen) und mit mehreren flachen Längsnuten 36 versehen, die gleich weit auseinanderliegcn und sich von einem Ende bis zum anderen Ende der Walze 34 crstrekken und den gesamten zylindrischen Teil bedecken, ausgenommen die Stellen, an denen sich die Ausnehmungen 35 befinden. Diese Nuten wirken als Streifenhaltemittel und halten den Streifen bei Ausübung eines Unterdrucks an der oberen Walze 34 fest. Diese Streifenhalte- und -freigabevorrichtung stellt jedoch nur eine mögliche Ausführungsform dar, wie der Streifen selektiv an der Walze 34 festgehalten werden kann. Ein Unterdruck-Streifenhaltesystem ist beispielsweise in der bereits genannten US-Patentschrift 33 38 575 beschrieben. Andere Streifcnhaltemittel können ebenfalls verwendet werden, z. B. mechanische Finger, wie sie in der erwähnten US-Patentschrift 27 38 842 beschrieben sind. Die Aufgabe der Streifenhaltewalze 34 ist das genaue Abmessen der Zuschnittlängen.

Bei dem dargestellten pneumatischen Streifenhaltc- und -freigabesystem ist das eine Ende der Walze mit einer dünnen kreisförmigen Platte 37 verschen, die mittels Schrauben befestigt ist, um die Enden der Nuten 36 abzuschließen. Der äußere Umfang der Walze 34, ausgenommen die Ausnehmungen 35, ist vollständig mit einem dünnen Mantel 22 bedeckt, der etwa 0,2 cm dick und an der zylindrischen Oberfläche der Walze 34, /.. B. durch Löten, befestigt ist. Der Mantel 22 hat mehrere Luftöffnungen oder -löcher 38. die in axialen, in Axialrichtung der Walze auseinanderliegenden Reihen ausgerichtet sind und unmittelbar über jeder Nut 36 liegen.

In den Öffnungen 38 wird durch eine an sich bekannte Vorrichtung selektiv Unter- oder Überdruck ausgebildet. So kann beispielsweise Saug- oder Blasluft den öffnungen 38 und anderen Bereichen des Systems durch zeitlich gesteuerte Ventile zugeführt werden, die durch eine Unterdruckverteil- und -steuervorrichtung 27 (Fig. 3) gesteuert werden. Stattdessen läßt sich dies auch durch beispielsweise eine Steuerventilplatte 26 (F i g. 3) und eine Ventilplatte 28 bewirken. Diese Platte 26 kann eine feststehende Platte mit gekrümmten (nicht dargestellten) Schlitzen oder Nuten von passendem Radius und passender Bogenlänge sein, um Saugluft über eine Leitung 57 oder Blasluft über eine Leitung 58 in vorgewählten Drehwinkelstellungen der Walze 34 den verschiedenen Oberflächcnbcreichcn zuzuführen. Die Platte 26 steht in gleitender Berührung mit einer Ventilplatte 28 (Fig.3), die Verbindungsöffnungen aufweist, die die Platte 26 selektiv mit den Nulen 36 (und 51) verbinden. Die Ventilpiaitc 28 ist an der Endfläche der oberen Walze 34 befestigt.

Die Streifenhaltcwalze 34 wird entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben. Am vorderen Ende jeder Ausnehmung 35 der Walze ist jeweils ein Werkzeugstahl-Messer 20 (oder 21) angeordnet, während am hinteren Ende jeder Ausnehmung ein viertelrundes Teil 43 befestigt ist. Vorzugsweise sind die geraden Messer 20 (21) aus ei-

^r> ncm härteren Material, z. B. Wolframkarbid, als die profilierten Messer 18,19 hergestellt, jedes Messer 20(oder 21), vergleiche insbesondere F i g. 9, erstreckt sich über die gesamte Länge der Walze 34 und ist an der Walze durch mehrere Schrauben 44 befestigt, die unter einem

in solchen Winkel geführt sind, daß sie das Messer fest in die vordere 90"-Ecke der Ausnehmung 35 drücken. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das äußere Profil 45 (F i g. 9) jedes geraden Messers 20, 21 maschinell bis auf einen Radius abgerundet, der im wesentli-

r> ehen gleich dem der Außenseite des Walzenmantels 22 ist, während die freie Mcsserfiäche 46 in der Ausnehmung 35 mit einem Radius der Walze 34 einen (in Wal zcndrchriehuing gemessenen) Winkel von 25° einschließt, so daß das Messer, in Sehnenrichtung gemessen, an der äußeren Oberfläche 45 breiter als an ihrer dem Boden der Ausnehmung 35 zugekehrten Seite ist. Dies stellt sicher, daß außer der Schneidkante keine anderen Teile des geraden Messers 20 (21) die Messer 18 (19) berühren. An der Schnittlinie der freien Messerfläche 46 und der abgerundeten Oberfläche 45 kann das Messer eine extrem schmale Fläche 47 aufweisen, die im Winkel von 90" zu einer Tangente an die Oberfläche 45 verläuft. Das Messer 20, 21 sollte eine fehlerfreie (makellose), äußerst scharfe Kante 48 (oder Schneide) an

jo ihrer Schnittlinie mit der äußeren abgerundeten Oberfläche 45 aufweisen. Diese Schneidkante 48 ist eine gerade Linie, erstreckt sich über die gesamte Axiallänge der Walze und sollte vorzugsweise in der äußeren zylindrischen Oberfläche der Walze und parallel zur Drehachse der Walze 34, d. h. in einer radialen Ebene, liegen. Die Schneidkanten 48 der beiden Messer 20, 21 liegen zur Erzielung gleich langer Zuschnitte um 180" auseinander. Gcwünschtenfalls können andere Stellungen gewählt werden.

In Fällen, in denen keine genaue Abmessung der Zuschnittlängen erforderlich ist, können sich die Messer 20

(21) und insbesondere die Kante 48 bis unter oder über die äußere zylindrische Walzenoberfläche erstrecken.

Die gegenüberliegenden oder hintere Seite jeder Ausnehmung 35 weist einen Verteiler 51 auf. Dieser Verteiler kann durch das vicrtclrunde Teil 43 gebildet sein, das einen Abstand vom Messer 20, 21 aufweist und mittels Schrauben 50 befestigt ist. Die der freien Fläche 46 zugekehrte Seite 43a ist viertelkreisförmig ausgebildel. während die äußere Seite einen Radius aufweist, det im wesentlichen gleich dem der Außenseite des Walzen mantels 22 ist. Die unterschiedliche Radien aufwei senden Abschnitte des Teils 43 gehen stetig ineinandei über, so daß eine glatte Kontur gebildet wird. Im Bodcr des Teils 43 ist ein U-förmiger Verteiler 51 ausgebildet der sich über die gesamte Länge des Teils 43 erstreckt Das eine Ende des Verteilers 51 liegt an der Platte 37 at und ist daher verschlossen, während das gegenüberlie gende Ende auf entsprechend angeordnete (nicht darge

en stellte) Öffnungen in der Ventilplatte 28 ausgerichtet is und sich in diese öffnet. Diese öffnungen führen den Verteiler 51 selektiv Saug- oder Blasluft zu, um die Vor derkante eines abgetrennten Slreifenabschnitts festzu halten oder freizugeben.

M Dies wird durch parallele Reihen aus Löchern 52 un 53 in dem Verteiler 51 bewirkt, die parallel zur Achs der Walze 34 angeordnet sind und sich praktisch übe die gesamte Länge des Teils 43 erstrecken.

Wie die Fi g. 1 und 4 zeigen, ist eine Führungswalze 17 an den äußeren Enden zweier Arme 68 (von denen nur einer dargestellt ist) gelagert, die mittels einer Welle schwenkbar im Rahmen bzw. Gestell 12 gelagert sind. Diese Welle trägt gleichzeitig die Führungswalze 16. Um den Streifen einzuführen, kann die Führungswalze 17 von Hand aus der unteren, in Fig. 4 dargestellten Lage, in eine mit 17' bezeichnete Lage oberhalb der Walze 16 geschwenkt werden. Eine nicht dargestellte Verriegelungsvorrichtung gestattet die Verriegelung der Arme in der jeweiligen Lage.

Der Bandförderer 24 nach den F i g. 1 bis 4 weist mehrere gezahnte Steuerriemenräder 70 auf, die auf einer gemeinsamen, im Maschinengestell gelagerten Welle 72 befestigt sind. Die Welle 72 ist um etwa 175° relativ zu der vertikalen Linie 6! (F i g. 4) im Gegenuhrzeigersinn um die Walze 34 herum versetzt angeordnet, und ihr Umfang hat einen geringen Abstand vom äußeren Umfang des Mantels 22, der die Walze 34 umgibt. In horizontalem Abstand von den Rädern 70 ist eine weitere Gruppe von Steuerriemenrädern 71 angeordnet, die auf einer gemeinsamen, ebenfalls im Maschinengestell gelagerten Welle 79 befestigt sind. Die Welle 79 erstreckt sich bis zur Innenseite des Gestells 12 und trägt gezahnte Räder 73 (F i g. 2 und 3), die durch einen Riemen und einen Zahnradzug angetrieben werden. Etwa in der Mitte zwischen den Rädern 70, 71, an der Innenseite der unteren Trume der endlosen Riemen 74, die um die Räder herumgelegt sind, sind mehrere Riemenspannräder 7'5 (F i g. 4) angeordnet, die jeweils auf einem kurzen (nicht dargestellten) Schwingarm gelagert sind, so daß sie den unteren Trum jedes Riemens nach unten drükken, um den Riemen zu spannen.

Bei dem Riemen 74 handelt es sich um endlose, gez;ihrte Steuerriemen, die außerdem etwa in der Mitte zwischen den Riemenkanten eine Reihe von Perforationen 76 über den gesamten Umfang des Riemens auseinanderliegend aufweisen. Unmittelbar unterhalb des oberen Trumes jedes Riemens ist ein Saugkasten 77 ebenfalls im Maschinengestell drehbar gelagert ist. Die Welle 89 trägt ein gezahntes Steuerrad 90, das auf diese aufgekeilt ist und einen Steuerriemen 99 antreibt, der schließlich das auf der Welle 79 befestigte gezahnte Rad j 73 und damit die Räder 71 und Riemen 74, d.h. den Bandförderer 74. antreibt.

Das dargestellte Übersetzungsverhältnis der Wellen 10,11 (bzw. der Zahnräder 13 und 14) beträgt zwar 1:1, doch sind auch andere ganz/.ahlige Übcrsetzungsverhältnisse möglich, z. B. 2 : 1. In diesem Falle würde die Welle 10 bei jeder Umdrehung der Welle 11 zwei Umdrehungen ausführen und nur ein Messer, dagegen die Welle 11 zwei Messer aufweisen.

Nach der Erfindung ist die Kante 48 (Fig.5) jedes r> Messers 20 und 21 eine gerade Linie und auf dem gleichen Radius R... (Fig. 5) wie der Walzenmantel 22 und parallel zur Walzendrehachse angeordnet, während der Radius R₁. des Mantels 22 und der Kante 48 größer als der Teilkreisradius Λ,, des Zahnrads 14 auf der Welle 11 ist. Die Messer 18 und 19 auf der Welle 10 können eine im wesentlichen rechtwinklige Endquerschnittsform (F i g. 5) mit ebenen Vorderflächen 18a und 19a haben, die die äußere Umfangsoberftäche 93 jedes Messers schneiden, um eine Linie 91 zu definieren, die in einer die Oberfläche 93 aufweisenden Ebene liegt. Die Linie 91 liegt ferner in einer Radialebenc (d. h. einer mit der Drehachse der zugehörigen Welle zusammenfallenden Ebene) und sollte parallel zur Wellenachse verlaufen. Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jo die Linie 91 gerade, da sie parallel zur Achse der Welle 10 verläuft. Die Linie 91 liegt auf einem Radius R, der größer als der Teilkreisradius R₁, des Zahnrads 13 ist. Wenn keine Zahnräder verwendet werden, können die betreffenden Radien als solche von »äquivalenten« Teilj5 kreisen bezeichnet werden, bei denen es sich um imaginäre Kreise handeln würde, deren Radien denen der Teilkreise von Zahnrädern entsprechen würden, wenn Zahnräder verwendet würden. Außerdem sollte die äußerste Oberfläche des Messers einen so großen Radius

angeordnet. Die Oberseiten aller Kästen liegen im we- 4o aufweisen, daß es in die Ausnehmung 35 auf der Walze sentlichen in der gleichen Ebene und stützen die Riemen 34 eindringen kann, ohne dabei gegen die Böden 35a der

Ausnehmungen zu stoßen.
Wenn jetzt zwei sich gegenüberstehende Messer mit

ab. In jeder Kastenoberseite ist ein (nicht dargestellter) Schlitz ausgebildet, der mit einer Perforationsreihe 76 geradlinig ausgerichtet ist. Die Schlitze verlaufen im weder beschriebenen Form durch Drehen der beiden

sentlichen vom Rad 70 zum Rad 71. da die linden der 45 Zahnräder 14 und 13 zusammengebracht werden, fällt

die Linie 91 mil der Kante 48 bei einem Wellendrehwinkcl von etwa 18—20" zusammen, bevor diese Linie und diese Kante in einer Ebene liegen, in der beide Wellenachsen liegen. Bei einer weiteren Drehung zeigt sich, daß die Messer bei ebener Vorderfläche der Messer 18, 19 in eine sich gegenseitig störende Lage gelangen und da" das eine Messer in das andere einschneiden muß, um eine weitere Drehung zu ermöglichen. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bleiben die geraden

Kästen so geformt sind, daß sie der Kontur der Räder
eng benachbart folgen. Ein Saugluft- bzw. Unterdruckvertcilcr 78, der parallel zu den Radachsen verläuft, öffnet sich in alle Kästen und erstreckt sich außerhalb des
Maschinengestells bis zur Unterdrucksteuerung 37. 50
Wenn ein streifenartiges Material in die Nähe der ebenen Oberseite der Riemen, d. h. in die 190°-Drehwinkellage der Walze 34, gebracht wird, wird der Streifen fest
an die Riemen gesaugt und durch diese (in F i g. 4) von
links nach rechts mitgenommen. Stattdessen kann auch 55 Messer 20 und 21 (d. h. die Kanten 48) unbeschädigt, ein Trommelmitnehmer nach der erwähnten US-Pa- während die Messer 18 und 19 jeweils durch die Kante tentschrift 33 38 575 verwendet oder auf einen Mitneh- 48 als Erzeugende einer Kurve 92 (dem geometrischen mer verzichtet werden. Ort der Erzeugenden) abgetastet werden, die in F i g. 5

Nach F i g. 2 enthält der Antrieb 25 miteinander kam- dargestellt und bei der beschriebenen Geometrie einem mende Zahnräder 13 und 14 jeweils auf einer der Wellen t>o Teil einer Epilrochoide in der Vorderfläche 18a, 19a 10 und 11 und ein gezahntes Rad 83 auf der Welle 11, das jedes Messers 18, 19 entspricht. Die Kante 48 jedes durch einen gezahnten Steuerriemen 84 von einem ge- geraden Messers 20,21 erreicht eine Endlage relativ zu zahnten Antriebsrad 85 und einem Elektromotor 86 an- den Messern 18,19. die durch die die geraden Messer 20, getrieben wird. Auf der Unterseite des Zahnrades 13 21 darstellende, unterbrochene Linie in Fig.5 dargegreift ein kleineres Leerlaufzahnrad 87 ein, das auf einer 65 stellt ist und bei einem Wellendrehwinkel von 0° vorim Maschinengestell drehbar gelagerten (nicht darge- liegt, wenn der Punkt 96 und die Kante 48 die mit beiden stellten) Welle sitzt Das Zahnrad 87 treibt ein weiteres Wellenachsen zusammenfallende Ebene erreichen. Da-Zahnrad 88 an, das auf einer Welle 89 aufgekeilt ist, die nach hat eine weitere Wellendrehung in der gleichen

Richtung bis zu dieser und durch diese Ebene hindurch zur Folge, daß die Kante 48 (im Raum) den restlichen Abschnitt 95 der Epitrochoide erzeugt, was bedeutet, daß die Messer einander lose berühren. Wie man sieht, läuft die Kurve 95 zur Anfangskurve 92a solange zu- ^r> rück, bis sie diese im Punkt 96 bei einem Radius R_c schneidet, dessen Ursprungspunkl auf der (nicht dargestellten) Achse der unteren Welle 10 liegt. Wichtig ist, daß der Radius R der Kante 91 des Messers 18,19 nicht den Radius (Rc des Punktes % überschreitet, weil sich sonst die Messer 18, 19 und 20, 21 bei einem Wellendrehwinkel von etwa 25—30° jenseits der in F i g. 5 dargestellten Lage gegenseitig behindern würden und das Schneidwerkzeug betriebsunfähig würde. Günstig ist es daher, wenn der Radius R etwas kleiner als der Radius !■> A₁ISt.

Vorzugsweise wird die epitrochoidförmige Oberfläche 92 nicht auf einem Streifenwerkzeug ausgebildet, wie es hier beschrieben ist, sondern nach einem an sich bekannten Verfahren aus Werkzeugstahl-Rohlingen gefräst und geschliffen. Danach werden die Messer 18, 19 am Körper 29 der Welle 10 mittels der Schrauben 33 befestigt.

Wenn die Welle 10 und die Messer 18, 19 mit der Epitrochoidfläche 92 relativ zur oberen Welle 11 gedreht werden, fällt die Kante 48 des geraden Messers gleichzeitig über die gesamte Länge mit der Linie 91 des Gegenmessers zusammen.

Bei einer anderen und ebenfalls bevorzugten Ausführung ist dagegen ein Scherschnitt oder fortlaufender Schnitt vorgesehen, um eine plötzliche Belastung des Werkzeugs zu vermeiden. Dies wird durch Abschrägen der äußeren Oberfläche 93 unter einem flachen Winkel (z. B. 1 °) längs des Messers, wie es in F i g. 6 dargestellt ist, erreicht. Auf diese Weise wird ein progressives transversales Abscheren eines dazwischen angeordneten Streifens bewirkt. Durch dieses Abschrägen wird die Linie 91 (bis auf einen kurzen Abschnitt am Anfang 9Γ) weggenommen, oder — anders ausgedrückt — nach unten (in Fig. 6) längs deren Epitrochoidfläche fortschreitend über die Länge des Messers um 1° verschoben, so daß sich eine neue Kante 91.7 (F i g. 6) ergibt, die dann mit der Kante 48 zusammenwirkt. Die Kante 91a ist dann nicht mehr geradlinig, sondern entsprechend und die Walzen in Bewegung gesetzt werden. Während der Streifen entgegen dem Uhrzeigersinn um die Walze 34 herumläuft, erreicht der eine unter einem Winkel von etwa 98" — 108° liegende Stelle, von der vertikalen Linie 61 (Fig. 4) aus im Gegcnuhr/.eiger inn gemessen, wo ihn die Messer zerschneiden. Da der Streifen über einen Winkel von mehr als 180" durch die Saugvorrichtung oder andere Mittel rutschfest an der oberen Walze 34 festgehalten wird und da der Streifen in dieser Lage am Umkreis eines der geradkantigen Messer 20, 21 anliegt, deren Kanten 48 beide parallel zur Walzenachse ausgerichtet sind, wird der Streifen senkrecht zu seiner Kante durchgeschnitten.

Die Saugluftvcrteilungs- und -steuereinrichtung 27 führt dem Verteiler 51. beginnend bei 95° im Gegenuhrzcigcrsinn und bis zu etwa !70° im Gegenuhrzeigersinn, Saugluft zu. Da die mit den Walzenachsen zusammenfallende Ebene einen Abstand von etwa 116° von der Linie 64(Fi g. 4) hat und das Schneiden etwa 18" davor beginnt, ist klar, daß das Schneiden bei etwa 98° oder nur etwa einige Grade, nachdem die Saugluft dem Verteiler 51 zugeführt wurde, beginnt. Kurz vor dem Schneiden wird daher der nicht abgestützte Abschnitt des Streifens, der sich über die offene Ausnehmung 35 hinweg erstreckt, abgesehen von etwas Leckluft, die an den beiden Kanten des Streifens herumströmt, einem Unterdruck ausgesetzt, der den Streifen leicht in die Ausnehmung hinein durchbiegt, so ähnlich, wie es in der erwähnten US-Patentschrift 37 09 077 beschrieben ist.

Bei den aufeinanderfolgenden Phasen eines Schneidvorgangs darstellenden Fig.8a—8f ist der Einfachheit halber nicht die Linie 61 nach Fig.4, sondern die mit den Walzenachsen zusammenfallende Ebene als 0°-Bezugslinie gewählt worden, d.h. die 0°-Linie nach F i g. 8e. Wenn die Schneidkanten — vergleiche diese Figuren — sich zu berühren beginnen, z. B. am nahen Kndc. hat die äußere Oberfläche 93 des unteren Messers 18 (ebenfalls am nahen Ende) bereits begonnen, gegen die Außenseite des Streifens und das neu geschnittene Vorderende in die Ausnehmung 35 zu drücken. Dabei wird ein Teil des vorderen Streifenendes gegen einige der Löcher 52 an der Oberfläche des viertelrunden Teils 43 gedrückt, so daß der Blasluflverteiler 51 den Streifen »erfassen« kann. Dieser Vorgang setzt sich allmählich

der Epitrochoidform der Vorderfläche gekrümmt. 4^ri über die gesamte Streifenbreite gleichzeitig mit dem

Wenn die Messer zusammenwirken, »streicht« dir Kante 48 mit größerer oder geringerer Druckkraft über die Epitrochoidfläche hinweg. Die hierbei verursachte Reibung kann von Vorteil sein und die Kante 91a selbsttätig schärfen, wenn die Berührungsfläche der Kante 48 mit der Oberfläche 92 kontrolliert wird. Dies geschieht durch maschinelles Herausarbeiten einer Entlastungsvertiefung 94, um die epitrochoidförmige Oberfläche auf einen verhältnismäßig schmalen endlosen Bereich »X« längs des gesamten Messers etwa parallel zur Kante 91 a zu verringern.

Streifenförmiges Material wird fortlaufend (z. B. von einer nicht dargestellten Rolle) von links her (in den Fig. 1 und 4) zugeführt und "von Hand um die Walzen

55 Fortschreiten des Schnitts fort und bewirkt weiter, daß am Ende des Schneidvorgangs das gesamte Voiderende des Streifens in die Ausnehmung 35 gesaugt ist, wobei es teilweise um die Viertelrundung herumgebogen wird. Dieser Effekt wird noch dadurch verstärkt, daß sich der gebogene Streifen der zweiten Reihe von Löchern 53 in der Vicrteirundung nähert, in denen ebenfalls Unterdruck herrscht.

Am Ende des Schneidvorgangs (siehe die F i g. 8c und 8d) dringt das untere Messer 18 noch tiefer in die Ausnehmung 35 ein, wobei es die Maximaltiefe erreicht, wenn die Schneidkanten 48 und 91 in der gemeinsamen Ebene der Wellenachsen liegen, wie es in F i g. Se dargestellt ist. In dieser Phase kommt die äußere Oberfläche

herumgeführt Der oberen Rolle 34 und dem Bandförde- ω 93 des Messers, obwohl das Streifenende tief in die Ausrer 24 wird durch die Steuerung 27 Saugluft zugeführt, nehmung 35 hineingesaugt worden ist wieder mit der

während die schwenkbare Streifcnführungsrolle 17 auf ihren Armen 68 in die Lage 17' geschwenkt wird, wo sie während der Streifeneinführung kurzzeitig festgehalten wird. Nach der Streifeneinführung wird die Walze 17' b5 nach unten in ihre normale durch ausgezogene Linien dargestellte Lage geschwenkt. Schließlich wird der Elektromotor 86 eingeschaltet, so daß der Getriebezug Stufenoberfläche in Berührung. Diese Berührung erfolgt jedoch nur in dem schmalen Teil des Streifens, der in der Nähe der Schnittkante liegt. Wenn der Streifen daher aufgrund dieser Berührung verkratzt oder beschädigt wird, geschieht dies in einem Streifenbereich, der gewöhnlich nicht benutzt wird und sehr kurz ist. Die Reibwirkung wird noch dadurch weiter verringert, daß

sin Radius 98 am Schneidlücken oder der Hinterseite der Messer 18, 19 ausgebildet ist, so daß praktisch eine rollende Berührung stattfindet. Im Verlaufe der weiteren Drehung der Wellen (Fig. 8f) wird das Messer 18 aus der Ausnehmung 35 herausgezogen, wobei es sich wieder vom Streifen entfernt. Das Vurdcrendo des Streifens wird jedoch durch den Unterdruck im Verteiler 51 solange in der Ausnehmung festgehalten, bis die (nicht dargestellte) Mittellinie des Verteilers 51 etwa 170° im Gegenuhrzeigersinn (von der Linie 61 aus) crreicl.i. In dieser Lage wird der Unterdruck durch die Steuereinrichtung 27 ausgeglichen (entspannt).

Ohne weitere Wellendrehung erzeugt die Steuereinrichtung 27 einen Luftdruck und damit aus den Löchern 52 und 53 austretende Luftströme, die das vordere Streifenende solange anheben, bis — bei etwa 192° im Gegenuhrzeigersinne — die Schnittkante über die äußere Oberfläche 45 der Messer 20, 21 hinausragt. In diesem Augenblick kann der Unterdruck in den Nuten 36 allmählich aufgehoben werden, so daß der Streifen auf eine etwa horizontale Bahn gelenkt und mit dem horizontalen Trum der Riemen 74 in Berührung gebracht wird. Hier kann der Streifen durch den in den Kästen 77 herrschenden Unterdruck über die Perforationen 76 fest an die laufenden Riemen bzw. Bänder gesaugt werden, die dann den abgeschnittenen Streifen aus der Vorrichtung hinaus und in eine andere befördern, z. B. einen nicht dargestellten Streifenabschnittstapler.

Die beschriebene Vorrichtung ist beim kontinuierlilaufcnde Epitrochoidkurvc den durch die Kurve 102' dargestellten Verlauf, der sich ergibt, wenn R₁. = R₁, ist. In diesem Falle hat die geformte Oberfläche 92' daher ein konvexes Profil, dessen Verlauf jenem Teil der Epitrochoidkiirve 102' entspricht.

Hei dem lcl/.tcn Ausführungsbeispiel kann der Radius W,. der geraden Schneidkante 48' kleiner als der (äquivalente) Teilkreisradius R_n des diejenige Welle antreibenden Zahnrads sein, die das Messer mit der geraden Schneidkante aulweist. Dies ist in F i g. 11 dargestellt, in der die Bezugs/ahlen aller vergleichbaren Teile mit zwei Beistrichen versehen sind. In diesem Falle ist die durchlaufende Epitrochoidkurve 102" etwas flacher, so daß sich die profilierte Oberfläche 92" ergibt, die immer noch, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10. konvex ist. Wie man sieht, sind die geraden Schneidkanten 48', 48" bei den Ausführungsbcispielen nach den Fig. 10 und 11 der Drehrichtung zugekehrt, um an den geformten Oberflächen 92', 92" anzugreifen. Die gerade Schneidkante 48 (Fig. 12) ist dagegen der Gegendrehrichtung zugekehrt, um in die geformte Oberfläche 92 einzugreifen.

Alle diese verschiedenen Ausführungsbeispiele haben größtenteils die gleichen Vorteile wie das bevorzugte Ausführungsbeispicl. Durch das Herumwickeln des Streifens um die Walze 34 und das Festhalten des Streifens an der Walze läßt sich die gewünschte Zuschnittlänge genau einhalten. Eine Abschrägung des geformten Messers ergibt einen scherenartig fortlaufenden Schnitt,

II)

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chen Schneiden eines 0,018 cm dicken Streifens aus Po- jo der selbst dann rechtwinklig ist, wenn verhältnismäßig

lyester (d. h. Polyäthylentherephthalat) geprüft worden, der mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit von 100 m pro Minute zugeführt wurde. Dabei ergaben sich sehr genaue rechtwinklige Schnitte, insbesondere genaue Schnittlängen, bei störungsfreiem Dauerbetrieb.

Bei anderen Ausführungen kann die Schneidkante 91 eine beliebige Form aufweisen, sofern sie längs der profilierten Epitrochoidoberfläche 92 verläuft. So kann sie nach Fig.7 eine gewellte äußere Oberfläche 916 aufharte und/oder zähe Kunststoffmaterialien geschnitten werden. Die Messer schärfen sich selbsttätig nach, insbesondere ist das Messer mit der geraden Schneidkante bestrebt, das etwas weichere profilierte Messer nachzuschärfen. In den Schneidkanten auftretende Scharten werden leicht beseitigt und, wenn das Schärfen durch Abschleifen der äußeren Umfangsoberfläche 93 des geformten Messers durchgeführt wird, ist praktisch keine Nachstellung erforderlich, weil die geformte Epitro-

wciscn. Diese hat den Vorteil, daß gleichzeitig mehrere 40 choidoberflächc 92 unberührt bleibt. Solange die Ober-

50

Scherschnitte durchgeführt werden. Praktisch ähnelt die Oberfläche 916 etwas der Oberfläche 91a (Fig. 6) in etwas vergrößerter Darstellung nach mehrmaligem Schärfen.

Bei dem soeben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Schneidkante des geraden Messers 20 auf der Walze 34 geradlinig und parallel zur Achse der Welle 11. Das Messer 18 hat eine geformte oder profilierte Epitrochoidoberfläche 92, die zusammen mit der äußeren Umfangsoberfläche 93 eine Schneidkante

91 bildet. Bei dem beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die gerade Schneidkante 48 (F i g. 9) in einem radialen Abstand R_L. (Fig. 12) angeordnet, der größer als der Teilkreisradius R_p des Zahnrads 14 in der Antriebsvorrichtung der Walze 34 (oder eines äquivalenten Teilkreises, wenn kein Zahnrad verwendet wird) ist Die Wellen rotieren gegensinnig in den durch die Pfeile 100 dargestellten Richtungen. Die zusammenwirkenden Schneidkanten 48, 91 durchlaufen eine Epitrochoidkurve 102. Aus diesem Grunde ist die Oberfläche

92 in der beschriebenen Weise geformt. Vorlcilhafterweise ist der Radius R₀ größer als der Radius R_n.

Bei den Ausführungsbeispielen nach den Fi g. 10 und 11 sind die Radien R_c und R_P anders gewählt. So ist der Radius R_c der geraden Schneidkante 48' bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 gleich ihrem (äquivalenten) Teilkreisradius R_P gewählt. Hierbei hat die bei der Relativbewegung der Schneidkanten 48' und 9Γ durchfläche 92 daher richtig geformt ist, also die Erzeugenden dieser Oberfläche parallel zu ihrer Wellenachse verlaufen und ihr geometrischer Ort eine Epitroehoide ist und die gerade Messerkantc 48 parallel zur Achse ihrer WeI-Ie verläuft, ist ein genauer Schnitt und eine geringe Ausfallzeit sichergestellt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schneidwerkzeug für einen laufenden Streifen, mit zwei achsparallelen, gegensinnig rotierenden, synchron angetriebenen Wellen, einem ersten auf der ersten Welle angeordneten Messer mit einer achsparallelen geraden ersten Schneidkante, und einem zweiten auf der zweiten Welle angeordneten Messer mit einer zweiten Schneidkante, wobei die Messer längs ihrer einander zugekehrten Schneidkanten zum Schneiden des durchlaufenden Streifens zusammenwirken, dadurch gekennzeichne t, daß das zweite Messer (18; 19) eine epitrochoidal geformte Oberfläche (92) als Berührungsfläche für das erste Messer aufweist, die durch parallel zur Achse der zweiten Welle (10) verlaufende Erzeugende begrenzt ist, wobei der geometrische Ort der Erzeugenden eine Epitrochoide ist, und eine äußere schiede unzulässig. Sie werden noch beeinflußt durch die Slreifendynamik, z. B. durch Streifenflattern und dergleichen, was teilweise zur Längenänderung beiträgt. Der Einfluß der Streifendynamik nimmt zu, wenn hohe .Streifengeschwindigkeiten von 50 oder mehr Meter pro Sekunde angewandt werden soiien.

Neben diesen Längenänderungen treten auch häufig Schwierigkeiten hinsichtlich der Messerlebensdauer auf, die unter Umständen so kurz sein kann, daß eine Nachstellung und ein Nachschärfen der Messer praktisch bei jedem Arbeitsschichtwechsel erforderlich ist. Ein weiteres Problem, das bei bekannten Schneidvorrichtungen auftritt, ist die Gefahr eines Defekts aufgrund der extrem hohen Geschwindigkeiten und Kräfte,

denen sie ausgesetzt sind. Dies ist besonders dann der Fall, wenn harte oder zähe Materialien, z. B. einige Kunststoffe, die zur Herstellung fotografischer Filme verwendet werden, zerschnitten werden sollen.

Eine bekannte Vorrichtung, die sich als unzureichend