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"Messerbalken zum Längsschneiden von bewegten bahnförmigen Flächengebilden,
insbesondere Kunststoff-Folienbahnen"
Die Erfindung bezieht sich
auf einen Messerbalken zum Längsschneiden von vorzugsweise in einer Produktionsanlage
bewegten bahnförmigen Flächengebilden, insbesondere Kunststoff-Folienbahnen in eine
Vielzahl von Bändchen oder Flachfäden von im wesentlichen wählbarer und gleichbleibender
Breite nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Werkzeuge sind beispielsweise aus der DE-PS 305 139 bekannt,
wobei in einem Metallrahmen Stahlblechmesser und Stangen unter Zwischenschaltung
von Zwischenscheiben derart eingespannt sind, daß die Stahlblechmesser einen Messerkamm
bilden, der mit seinen Schneiden auf der aufzuwickelnden Bahn aufliegt. Diese Anordnung
hat den Nachteil, daß sich jedes Stahlblechmesser jeweils nur mit einer kurzen Schneidkante
in Eingriff befindet und diese in relativ kurzer Zeit stumpf wird und ausgewechselt
werden muß. Das Nachschleifen der Messer muß sehr sorgfältig geschehen, damit kerbfreie
Schnittkanten erhalten werden. Das Auswechseln der Klingen ist aber umständlich
und zeitraubend und wegen des hiermit verbundenen Produktionsausfall es aufwendig.
Zum Ubergang auf andere Streifenbreiten müssen außerdem verschiedene Sorten von
eng tolerierten Zwischenscheiben und komplette Messerbalken bereitgehalten werden.
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Mit anderen Vorschlägen wird das Ziel verfolgt, eine erhöhte Produktivität
durch Verbesserung der Auswechselbarkeit der Schneidklingen zu erzielen. So ist
aus der DE-AS 19 27 899 ein Messerbalken bekannt, bei dem die feststehenden, zweiseitig
geschärften Schneidklingen zwischen den Windungen einer unter Vorspannung stehenden
Schraubenfeder gehalten sind. Die Schraubenfeder ist von einem in Längsrichtung
geschlitzten,
rohrförmigen Tragkörper, der mit seiner Schnittkante
eine Anlage für die Schneidklingen in radialer Richtung bildet, mindestens teilweise
umschlossen. Durch eine derartige Anordnung für die Aufnahme der Schneidklingen
ist das Auswechseln der K1;-rLgen einfach und zeitsparend möglich, jedoch nicht
ohne UnterErechung des Produktionsflusses.
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Bei einem kontinuierlichen Verfahren, bei dem beispielsweise eine
frisch ausgepreßte und ausgekühlte Folienbahn in endlose Folienbänder geschnitten
wird, ist es wünschenswert, bei Feststellung von Mängeln an einzelnen Schneidklingen
den gesamten Messerbalken oder die gesamte Messerwelle gegen ein einwa:dfreies Werkzeug
auszutauschen, um die Produktion ohne längere Unterbrechung weiterzuführen. Hierzu
wurden bereits Messerbalken vorgeschlagen, bei denen durch Verdrehen des Messerbalkens
eine neue Reihe von Schneidklingen in Eingriff gebracht wird, die in derselben Schneidebene
liegt wie die zuvor in Betrieb befindliche Reihe von Schneidmessern. So sind Messerbalken
mit rundem Messerträger bekannt, bei dem die Schneidklingen radial angeordnet sind,
wobei die in Längsrichtung der Schneidklingen verlaufenden Mittellinien sich in
der Längsachse des Messerträgers treffen. Hierbei wird es als nachteilig empfunden,
daß bei einem Messerwechsel der Schnittwinkel der aus dem Schneideingriff herausbewegten
Messerreihe so stark negativ wird, daß die Schnittkanten, an denen die Schneidmesser
die Folienbahn oder dgl. verlassen, unsauber sind, und an dicsen Stellen die Bändchen
bei einem nachfolgenden Streckprozeß bevorzugt reißen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Messerbalken der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, der eine gegenüber bekannten
Messerbalken längere Laufzeit der Produktionsanlage ohne Unterbrechung zuläßt, der
einfach aufgebaut ist und der beim Auftreten von Beschädigungen an den Schneidkanten
einzelner Schneidmesser oder bei deren Stumpfwerden vom
Bedienungspersonal
gefahrlos und ohne nachteilige Auswirkungen auf Produktionsfluß und Produktqualität
umgeschaltet werden kann.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt für einen Messerbalken nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 erfindungsgemäß mit den im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmalen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und deren Weiterbildung
ergeben sich aus den Ansprüchen 2 und 3, während in den Ansprüchen 4 und 5 ein alternativer
konstruktiver Aufbau des Messerträgers angegeben ist.
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In Anspruch 6 wird schließlich für eine Schalteinrichtung zum schrittweisen
Weiterschalten des Messerbalkens von einer parallelen Schneidklingenreihe zur nächsten
um Schutz nachgesucht, wobei durch diese Schalteinrichtung der drehbar gelagerte
Messerbalken gleichzeitig an einer Weiterdrehung infolge des Zuges der in Längsrichtung
zu schneidenden Kunststoff-Folienbahn oder dgl. gehindert wird.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein Werkzeug geschaffen
wird, an dessen Umfang eine Mehrzahl von Schneidklingenreihen, beispielsweise 6
bis 8 Reihen, problemlos untergebracht werden können. So kann dieses Werkzeug in
6 bis 8 verschiedenen Schnittstellungen eingesetzt werden und es ist eine dementsprechend
lange unterbrechungsfreie Laufzeit der Produktionsanlage möglich. Da die Schneidklingen
jeweils in den gleichen, zueinander parallelen Normalebenen des Messerbalkens angeordnet
sind, besteht keinerlei Schwierigkeit, beim Wechsel von der einen Messerreihe zur
folgenden, den fortlaufenden Schnitt weiterzuführen und Bändchen von identisch gleicher
Breite - auch während des Messerwechsels - zu produzieren. Durch ihre am Umfang
des
Messerbalkens vorliegende sekantiale Anordnung im Bereich zwischen
den angegebenen Schnittwinkeln wird erreicht, daß beim Wechsel der Schneidklingenreihe
die aus dem Eingriff herausbewegten Schneidmesser keine unsauberen Schnittkanten,
die zu einem späteren Bruch der Bändchen beim Verstrecken führen würden, erzeugen.
Die neue Schneidklingenreihe taucht außerdem gleichzeitig mit dem Herausschwenken
der abgenutzten Schneidklingen in die zwischen den Bändchen gebildeten Schnittspalte
und setzt den Schnitt ruck- und ansatzfrei fort.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert.
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Es stellen dar: Fig. 1 einen Messerbalken gemäß der Erfindung in perspektivischer
Ansicht unter Weglassung der Schutzhaube und der Rahmenteile für die Lagerung und
Montage des Messerbalkens; Fig. 2 die Lagerung des Messerbalkens; Fig. 3 einen Normalschnitt
durch den Messerbalken und seine schematische Zuordnung zu dem zwischen schematisch
angedeuteten Uberlaufelementen längszuteilenden Flächengebilde; Fig. 4 einen auf
einen Träger aufschiebbaren Messerträger zur Aufnahme mehrerer Schneidklingen.
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In Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung des Messerbalkens 1
gezeigt, dem eine Folienbahn 2 in Pfeilrichtung 3 zugeführt wird, um diese in Längsrichtung
in eine Vielzahl einzelner Folienbändchen 4 aufzuteilen. Die Folienbändchen 4 werden
in der nicht weiter dargestellten Anlage als Folienbändchenschar gemeinsam verstreckt,
wärmestabilisiert und
dann einzeln auf Spulköpfe aufgespult. Sie
sind beispielsweise als Vorlagematerial für Maschinen zur Herstellung von Teppichgrundgeweben
für Tuftingteppiche geeignet.
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Die Kunststoff-Folienbahn 2 kann beispielsweise auch eine Papierbahn,
eine Gewebe- oder Vliesbahn oder irgendein ähnliches, in Streifen gleicher Breite
zu zerschneidendes, ebenes Flächengebilde sein.
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Der Messerbalken 1 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 besteht aus einem Messerträger
5, der an seinen Enden Zapfen 6 und 7 zur Lagerung des Messerbalkens 1 im Reckwerkständer
achsparallel zu den fliegend gelagerten Galetten oder Reckwerkswalzen aufweist.
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Wie die Fig. 2 und 3 weiter zeigen, besitzt der Messerträger 5 sechs
umfangsverteilte, sekantial angeordnete Rechtecknuten 8, die sich über die gesamte
Länge des Messerträgers 5 erstrecken und in die die einzelnen Schneidklingen 9 eingesetzt
sind.
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Gemäß der Erfindung sind dabei die Rechtecknuten 8 so angeordnet,
daß die jeweilige, gegen die Laufrichtung 3 der Folienbahn 2 gerichtete Schneidkante
10 jeder Schneidklinge 9 und die durch den Schnittpunkt der Schneidkante 10 der
Schneidklinge 9 mit dem Umfang des Distanzringes 11 gelegte Tangente T einen 0 stumpfen
Winkel « von 135 einscnließen. Dieser Winkel C ist bei einer Anordnung von sechs
Schneidklingen 9 der günstigste Winkel; er kann jedoch bei einem im Durchmesser
größeren Messerbalken 1 und bei einer veränderten Anzahl von umfangsverteilten Schneidklingen
9 auch im Bereich zwischen 1200 und 1500 schwanken.
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Bei der Montage des Messerbalkens 1 werden auf den Messerträger 5
mehrere, in ihrer Dicke eng tolerierte Distanzringe 11 aufgeschoben und die erforderliche
Anzahl von Schneidklingen 9 in die vorgesehenen, umfangsverteilten Rechtecknuten
8 im Messerträger 5 eingesetzt. Dies erfolgt jeweils zwischen zwei benachbarten
Distanzringen 11, so lange, bis die gewünschte Anzahl
von Schneidklingen
9 und Distanzringen 11 aufgereiht ist.
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Diese werden dann zwischen einem Anschlag. 12 am einen Ende des Messerträgers
5 und einer Uberwurfmutter 13 verspannt, die über das mit einem Außengewinde 14
versehenen,andere Ende des Messerträgers 5 geschraubt und gegen selbsttitiges Lösen
mit bekannten Mitteln gesichert ist.
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Neben dem Anschlag 12 sitzt auf dem Messerträger 5 ein Klinkenrad
15, in dessen Zähne 15' eine Schaltklinke eingreift. Die Schaltklinke 16 ist über
ein Gelenk 17 mit einer Betätigungs stange 20 verbunden, die an einem nicht näher.
dargestellten, ortsfesten Träger 18 am Maschinenrahmen im Drelizapfen 19 schwenkbar
befestigt ist. Die Betätigungsstange 20 trigF an ihrem oberen Ende einen Knauf 21
zum Weiterschalten der in Eingriff befindlichen Messerreihe. Am unteren Ende sind
am Maschinenständer Anschläge 22, 22' zur Begrenzung des Schaltweges einerseits
und zur Blockierung des Messerbalkens 1 gegen unbeabsichtigtes Weiterdrehen andererseits
angebracht.
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Wie aus dem Längsschnitt des Messerbalkens 1 gemäß Fig. 2 zu ersehen
ist, ist der Messerbalken 1 mit den Zapfen 6 und 7 zwischen ortsfesten Rahmenteilen
18' eines nicht dargestellten Streckwerks oder dgl. angeordnet. Dabei ist der Zapfen
6 beispielsweise in eine entsprechend eng tolerierte Bohrung 23 des Klinkenrades
15 drehbar eingesetzt und durch die auf dem Gewinde 24 bewegbare Stellschraube 25
axial fixierbar.
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Am anderen Ende des Messerträgers 5 ist der Zapfen 7 in einer Bohrung
26 des Messerträgers 5 verschiebbar angeordnet. In der Bohrung 26 ist dabei eine
Druckfeder 27 angeordnet, deren saubere Windungen axial gegen den Messerträger 5
und den Zapfen 7 anliegen und den Messerbalken 1 - entsprechend der Einstellung
des Zapfens 6 - iiber die auf dem Gewinde 24 verschiebbare Stellmutter 25 zentrieren.
Der Zapfen 7 ist in axialer Richtung ebenfalls durch eine auf dem Außengewinde 28
einstelibare rberurfmutter 29 fixierbar.
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Fig. 3 zeigt im Querschnitt den Messerbalken 1 mit dem Schutzgehäuse
30, das in Fig. 1 der Ubersichtlichkeit wegen weggelassen wurde. Die beiden Uberlaufelemente
31 und 32 sind bezüglich des Messerbalkens 1 so angeordnet, daß sie zum Anlegen
der Folienbahn 2 um einen Betrag verschwenkbar sind (nicht dargestellt), bei dem
eine Verletzingsgefahr der Bedienungsperson ausgeschlossen ist. In ihrer gezeichneten
Zuordnung zum Messerbalken 1 sorgen sie gemeinsam mit den vor und hinter der Schneideinrichtung
angeordneten Uberlaufrollen oder Galetten für eine hinreichend hohe Schneidspannung
bei einem nur geringen Durchhang der Folienbahn 2. Der Deckel 33 des Schutzgehäuses
30 läßt sich öffnen (Scharnier 34), so daß die Bedienungsperson Zugang zum Messerbalken
1, insbesondere zur Inspektion oder zum Auswechseln des gesamten Messerbalkens 1
hat.
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Wie aus den Fig. 1 und 3 zu erkennen ist, hat der dargestellte Messerbalken
1 insgesamt sechs Reihen von Schneidklingen 9, die durch eine Betätigung der Schalteinrichtung,
bestehend aus Handgriff 20, Schaltklinke 16 und Klinkenrad 15, je nach Bedarf nacneinander
benutzt werden können. Die Standzeit des erfindungsgemäßen Messerbalkens 1 beträgt
somit die 6-fache Zeit eines entsprechenden Messerbalkens mit nur einer einzigen
Messerreihe.
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Hierdurch kann die Produktivität einer Folienbändchenanlage wesentlich
erhöht werden, da der Extruder bei einem Messerwechsel, insbesondere nach dem Stumpfwerden
einzelner Schneidkanten 10 nicht abgefahren und nach erfolgtem Messerwechsel wieder
angefahren zu werden braucht, sondern kontinuierlich weiterarbeitet.
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Diese Vorteile ergeben sich auch für das Anlegen der Folienbahn 2
bzw. der Folienbändchenschar 4 an die Walzen der Reckwerke und die Spulköpfe; denn
es ist möglich, - selbst bei großen Ausstoßleistungen - eine derartig ausgestattete
Folienbandanlage ohne Unterbrechung zu fahren und einen Wechsel des Schneidwerkzeuges,
d.h. einen Ersatz einer Messerreihe fliegend" vorzunehmen und den gesamten Messerbalken
1 erst mit einer Produktionsumstellung oder beim Reinigen des Extruders, des Düsenwerkzeuges
oder anderer Anlagenteile auszutauschen.
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In Fig. 4 ist schließlich ein Ausführungsbeispiel des Messerbalkens
1 gezeigt, bei dem hintereinander eine Mehrzahl von scheibenförmig ausgebildeten
Messerträgern 35 im Wechsel mit entsprechenden Distanzringen auf eine im Querschnitt
rslygonal ausgebildete Profilwelle (nicht dargestellt) aufgereiht und verspannt
sind. Es ist hierfür jedoch nur der Messerträger 35 dargestellt, der als Kunststoff-Formteil
oder Preßteil hergestellt ist. Er besitzt im Zentrum eine polygonale Öffnung 36
-entsprechend dem Querschnitt der Profilwelle -, damit er sich gegenüber der Profilwelle
nicht relativ drehen kann. Ferner besitzt er umfangsverteilte, äquidistant angeordnete
Vertiefungen 37i in welche die Schneidklingen 9 eingelegt werden und durch Zapfen
38 geringer Bauhöhe in ihrer Lage gehalten werden.
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Die Anordnung der Vertiefungen 37 im Messerträger 35 entspricht dabei
der Anordnung gemäß Fig. 3, wobei die Winkel zwischen der Schneidkante 10 der Schneidklingen
9 und der durch den Schnittpunkt der Schneidkante 10 der Schneidklinge 9 mit dem
Umfang des Messerträgers 35 bzw. der nicht dargestellten Distanzstücke gelegten
Tangente T etwa gleich groß ist wie in Fig. 3.
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BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Messerbalken 2 Kunststoff-Folienbahn 3
Pfeilrichtung 4 Folienbändchen 5 Welle, Messerträger 6 Zapfen 7 Zapfen 8 Rechtecknuten
9 Schneidklingen 10 Schneidkante 11 Distanzring 12 Anschlag 13 Uberwurfmutter 14
Außengewinde 15 Klinkenrad 15' Zahn 16 Schaltklinke 17 Gelenk 18 Träger 18' Maschinenrahmen
19 Drehzapfen 20 Betätigungsstange 21 Knauf 22 Anschlag 22' Anschlag 23 Bohrung
24 Gewinde 25 Stellschraube 26 Bohrung 27 Druckfeder 28 Außengewinde 29 Uberwurfmutter
30 Schutzgehäuse 31 Uberlaufelement 32 Uberlaufelement 33 Deckel 34 Scharnier 35
Messerträger 36 polygonale Durchbrechung 37 Vertiefungen 38 Zapfen Winkel T Tangente
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