DE3311190C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Zerschneiden von band- oder strangförmigem Gut mit einem vom Kabel mehrfach umwickelten Messerkorb mit zwei achsrecht übereinander und mit etwa Messerlängenabstand voneinander angeordneten Messerstütz­ scheiben, zwischen denen in dem gewünschten Stapel entsprechenden Abstand eine Vielzahl von radial nach außen gerichteten Messern gehalten ist, und dem außerhalb mit Abstand eine Anpreßrolle zur Erzielung des radial einwärts wirkenden Schneiddruckes auf das aufgewickelte Kabel zugeordnet ist, dessen Schneiddruck mittels einer Hebelkonstruktion bewirkt ist.

Eine Vorrichtung dieser Art ist durch das DE-GM 69 03 610 bekannt. Dort wird ein Kabel auf einen Messerkorb spiralförmig aufgewickelt und mittels eines von außen über eine Anpreßrolle wirksamen Druckes in dem den Messern entsprechenden Abstand geschnitten. Die Vorrichtung arbeitet mit hohen Standzeiten, da die Messer nur einem geringen Verschleiß ausgesetzt sind. Die in das Innere des Messerkorbes gedrückten Stapelfasern fallen aufgrund der Erdschwere aus dem horizontal ausgerichteten Messerkorb oder mit Unterstützung eines Saugzuges nach unten, so daß laufend für die nachfolgenden Stapelfasern im Inneren des Messerkorbes Platz geschaffen wird.

Es existiert in der Praxis eine stete Forderung, eine bekannte Vorrichtung leistungsfähiger zu bauen. Diese Leistungssteigerung besteht in einem größeren Ausstoß an Produktion pro Zeiteinheit und hier auch an Stapelfasern jeder beliebigen Länge. Schwierig ist es insbesondere, Kurzstapelfasern mit Hilfe dieser Vorrichtung zu schneiden, da einerseits dazu sehr große, auch das Lager des Schneidrades belastende Schneidkräfte notwendig sind, andererseits der Transport der geschnittenen Stapelfasern aus dem Raum zwischen den Schneidmessern bei kleiner werdenden Stapelfaserlängen immer schwieriger wird. Dieser Transport ist zwar möglich bei Erhöhung der von außen auf das zu zerschneidende Gut wirkenden Kraft, jedoch sind hier mechanische Grenzen gesetzt. Außerdem werden auf die Schneidmesser bei Erhöhung der von den Anpreßwalzen her wirkenden Schneidkraft nicht nur größere, radial wirkende, sondern stärkere, die Messer auf Biegung beanspruchende Kräfte erzeugt, die die Messer schneller zerstören.

Ausgehend von der Vorrichtung anfangs genannter Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese derart weiter zu entwickeln, daß trotz der genannten Schwierigkeiten mit ihm ein größerer Ausstoß, insbesondere von jeder beliebigen Stapelfaserlänge, möglich gemacht ist, ohne daß dabei eine größere Biegebelastung der Schneidmesser die Folge ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß dem Messerkorb zwei Anpreßrollen etwa gegenüberliegend und in ihrem Preßdruck aufeinander zu gerichtet zugeordnet sind, und die Hebelarme der Anpreßrollen, über die die Anpreßkraft auf das Wickelgut wirksam ist, miteinander verbunden sind.

Sind diese Anpreßrollen und damit die Schneidkräfte gegeneinander gerichtet wirksam und die Hebelarme der Rollen miteinander verbunden, so sind sie auch von einer gleichen Wertigkeit. Damit ist sogar bei jeder beliebigen Erhöhung der zum Schneiden notwendigen Kraft der auf das Lager des Schneidrades resultierende Druck kleiner, evtl. sogar Null, so daß mit Hilfe dieser Vorrichtung mit Vorzug kleinste Stapelfaserlängen hergestellt werden können und das bei großem Produktionsausstoß.

Eine kreisförmige Schneideinrichtung, deren radial nach außen gerichte­ ten Schneidmesser mehr als eine Anpreßrolle zugeordnet ist, ist nicht neu. Hier ist die DE 27 52 068 A1 zu nennen. Dort sind eine Vielzahl von Anpreßrollen mit konstantem Abstand zu den Messern angeordnet und es ist sogar ein Endlosband um diese Rollen geschlungen, um rundum einen ständigen Druck auf das auf die Messer aufgewickelte Fasergut zu bewirken. Mit dieser Konstruktion ist aber kein Anpreßdruck gleicher Höhe erzielbar. Je nach Dicke des aufgewickelten Gutes (auch durch Knoten ect.) variiert dieser Druck, so daß dennoch die Lagerbelastung entsteht.

Die beiden Anpreßrollen können genau auf einem Durchmesser gegenüber­ liegend angeordnet sein. Aus besonderen Gründen ist es aber vorteil­ hafter, sie mit einem verhältnismäßig kleinen Winkel von einem Durchmesser aufeinander zu zu versetzen. Bei dieser Anordnung ist zwar der Lagerdruck an dem Messerkorb nicht gleich Null, jedoch von so minimaler Größenordnung, daß auch bei Erhöhung des Anpreßdruckes der Lagerdruck vernachlässigbar klein ist.

Bezüglich des resultierenden, gegen Null gehenden Lagerdruckes an dem Messerkorb könnte also der Anpreßdruck von den Anpreßrollen her auch unendlich groß werden. Dies halten aber die Messer nicht aus. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht aber mit Vorteil für die Standzeit der Messer die günstige Voraussetzung, daß die Summe der Schneidkräfte zwar höher sein kann, aber die einzeln wirksamen Schneidkräfte halbiert sind. Dies ist dadurch bewirkt, daß die in Drehrichtung des Schneidrades gesehen zweite Anpreßrolle die von der ersten Anpreßrolle erzeugte Schneidarbeit lediglich zu ergänzen hat und außerdem an einer geringeren Schneidhöhe wirksam ist. Durch den Anpreßdruck an der ersten Anpreßrolle wird nämlich das Kabel bereits in seiner aufgewickelten Dicke vermindert, und es werden zumindest teilweise Stapel geschnitten, so daß an der zweiten Anpreßrolle der Abstand zwischen dem Umfang der Anpreßrolle und den Schneidkanten der Messer gegenüber dem ersten verringert ist. Die Größe des Schneiddruckes ist aber dennoch gleich, weil die Hebelarme der Anpreßrollen gemäß der Erfindung miteinander verbunden sind.

Bekanntlich ist die Anpreßrolle am Gehäuse der Vorrichtung an einem gelenkig befestigten Hebelarm gelagert. An dem der Anpreßrolle gegenüberliegend angeordneten Ende des Hebelarmes wirkt eine Druck­ kolbenzylindereinheit zur Erzeugung eines konstanten Schneiddruckes. Erfindungsgemäß sind die Hebelarme der beiden Anpreßrollen miteinan­ der verbunden, indem eine Doppelarmwippe gebildet ist, an deren freien Enden die Anpreßrollen drehbar gelagert sind. Durch die Länge der Querverbindungen zwischen den Hebelarmen wird der Abstand der Anpreßrollen voneinander bestimmt und damit die Größe der jeweiligen Packungsmächtigkeit. Die Verstellbarkeit der Anpreßkraft beider Anpreßrollen ist durch die Druckkolbenzylindereinheit bewirkt, wozu z. B. der eine Hebelarm an dem Zylinder der Einheit und der andere an deren Kolbenstange gelenkig angreifen. Aufgrund dieser Konstruktion stellt sich mit Vorteil die optimale Schneidhöhe an der jeweiligen Anpreßrolle automatisch ein, und zwar mit jeweils gleicher Schneidkraft. Es wird also im voraus die Summe der Schneidhöhen an der Kolbenzylindereinheit justiert, woraus sich die Schneidkraft in Abhängigkeit der Schärfe der Schneidmesser, des Abstandes der Messer voneinander und den Eigenschaften des aufgewickelten Gutes ergibt.

Die Erfindung ist an einer Vorrichtung mit nur einem Messerkorb erläutert. Selbstverständlich ist es auch möglich, unmittelbar überein­ ander zwei Messerkörbe anzuordnen und jedem dieser Messerkörbe zwei Anpreßrollen zuzuordnen. Die beiden Messerkörbe können mit vier Messerstützscheiben, jedoch auch nur mit drei hergestellt und mit durchgehenden Messern versehen sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Schneidrad mit einem Messer­ korb,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Schneidrad nach Fig. 1 in Höhe des Messerkranzes mit zwei gegen diesen gerich­ teten Anpreßrollen und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Bereich Anpreßrolle/Messer­ kranz mit der Darstellung der entstehenden Biegekräfte bei unterschiedlichen Schneidhöhen.

Die schematisch dargestellte Stapelfaserschneidmaschine besteht aus einem insgesamt mit 1 bezeichneten, horizontal angeordneten Schneidrad (Messerkorb), das aus einer oberen Messerstützscheibe 2 und einer darunter angeordneten Messerstützscheibe 3 besteht. Zwischen diesen mit Abstand voneinander angeordneten Messerstützschei­ ben 2, 3 sind die auch aus Fig. 2 ersichtlichen, radial ausge­ richteten Messer 4 angeordnet, die mittels rückwärtiger Messer­ halter 5 in den Messerstützscheiben 2, 3 gehalten sind. Die Mes­ serhalter 5 können unter bestimmten Bedingungen auch entfallen. Auf dem Messerkranz des Schneidrades 1 ist das zu zerschneidende Faserkabel 6 spiralförmig aufgewickelt. Während die innerste Lage unmittelbar auf den Schneiden der Messer 4 aufliegt, drückt auf die äußerste Lage zunächst die Anpreßrolle 7 und im Anschluß daran, nach einem Winkel von weniger als 180° die Anpreßrolle 8. Die Anpreßrollen 7, 8 sind ortsfest gegenüber dem sich drehenden Schneidrad 1 mit im wesentlichen konstantem Abstand zu der Achse des Schneidrades 1 angeordnet. Durch das mit Spannung auf das Schneidrad 1 aufgewickelte Kabel 6 wirkt im Bereich der Anpreßrol­ len 7, 8 auf jedes der einzelnen darunter angeordneten Messer 4 ein radial einwärts gerichteter Schneiddruck, der die Fasern der innersten Lage an den Schneiden der Messer 4 zerteilt. Die ent­ standenen Stapel werden durch die nachfolgenden Fasern weiter ra­ dial einwärts in das Schneidrad 1 geschoben und dann entsprechend der Pfeile in Fig. 1 lotrecht nach unten abtransportiert.

Zum Schneiden der Fasern des Faserkabels 6 ist eine von außen gegen den Wickel wirksame Kraft erforderlich, die im wesentlichen genau in Rich­ tung der Drehachse des Schneidrades 1 wirksam ist. Aufgrund dieser Kraft entsteht eine Resultierende gleicher Größe im La­ ger des Schneidrades 1. Der Schneiddruck an der Anpreßrolle 7 ist über einen Druckkolben 9 erzeugt, der in gleicher Ebene wie der des Schneidrades 1 außerhalb des lagernden Gehäuses 12 angeordnet ist. Sein Kolben 10 greift an das eine Ende eines Doppelarmes 11 gelenkig an, der an dem Gehäuse 12 schwenkbar gelagert ist und an dem anderen Ende die Anpreßrolle 7 trägt. Es ist bekannt, im Gegensatz zur Vorrichtung nach Fig. 1 den Kolben 9 ebenfalls am Gehäuse 12 der Vorrichtung zu lagern.

Nach der Erfindung ist nunmehr gegenüber der Anpreßrolle 7 eine weitere Anpreßrolle 8 gegen das aufgewickelte Gut (Faserkabel 6) wirksam, wo­ zu ein weiterer Doppelrahmen 13 am Gehäuse 12 verschwenkbar ge­ lagert ist und an dem einen Ende die Anpreßrolle 8 trägt und am anderen Ende am Zylinder der Einheit 9 gelenkig angreift. Auf­ grund dieser Konstruktion ist eine trapezförmige Doppelarmwippe entstanden, die frei in Abhängigkeit der auf sie einwirkenden Kräfte hin-und herschwingen kann. Zur Erzeugung des notwendigen Schneiddruckes ist lediglich der lichte Abstand zwischen den An­ preßrollen 7 und 8 an der Druckkolbenzylindereinheit 9 einzu­ stellen. Dazu ist eine Veränderung durch eine Kupplung 14 am Zylinder der Einheit 9 vorgesehen, mit Hilfe derer eine Verlängerung oder Verkürzung der Einheit 9 justiert werden kann.

Wenn nunmehr das zunächst leere Schneidrad 1 mit einem zu zer­ schneidenden Kabel 6 umwickelt wird, so baut sich langsam auf­ grund des spiralförmig immer dicker werdenden Gutes an den An­ preßrollen 7 und 8 ein Schneiddruck auf. An der Anpreßrolle 7 wird sich dabei die Schneidhöhe zwischen den Schneidkanten der Messer-und dem Umfang der Anpreßrolle 7 größer einstellen als bei der Anpreßrolle 8, da durch den Druck an der Anpreßrolle 7 die Dicke des aufgewickelten Kabels 6 vermindert wird und gleich­ zeitig einige Fasern geschnitten werden, so daß zur Erzielung eines gleich großen Schneiddruckes an der Anpreßwalze 8 nur eine geringere Schneidhöhe notwendig ist. Die jeweilige Schnitthöhe an der Anpreßwalze 7 und 8 stellt sich automatisch aufgrund der Wippkonstruktion der Doppelarme 11, 13 zusammen mit der Druck­ kolbenzylindereinheit 9 ein, und zwar weil die Schneidkraft je­ weils gleich groß sein muß, dagegen die Schneidhöhe bei den An­ preßrollen 7 und 8 variieren wird.

Der Vorteil dieser Konstruktion ist nicht nur, daß der Druck auf das Lager der Messerwalze 1 vernachlässigbar klein gegenüber der bekannten Konstruktion ist, sondern daß die zur Herstellung der Stapelfasern notwendige Schneidkraft an jeder der Anpreßrollen, bei zwei Anpreßrollen 7, 8 halbiert ist. Diese Tatsache hat nicht nur Vorteile bezüglich der Standzeit der Messer 5 aufgrund des geringeren radial wirkenden Schneiddruckes, sondern aufgrund des geringeren, zunächst schräg auf jedes Messer 4 wirkenden Biege­ druckes, der aus der Darstellung in Fig. 3 hervorgeht. Wenn das Schneidrad mit dem aufgebauten Wickel (Faserkabel) 6 auf die Anpreßrolle zu­ läuft, so wächst, je näher das jeweilige Messer 4 der Anpreß­ rolle 7, 8 zuläuft, eine Biegekraft 15, 16. Bei größeren Schneid­ kräften ist diese Biegekraft entsprechend stärker, was einen Ver­ lust an Standzeit der Messer 4 zur Folge hat.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren der Erzeugung von mehr als einer Schneidkraft wird aber nicht nur diese Schneidkraft in der Größe verringert, sondern auch die wirksame Schneidhöhe hal­ biert. Bei der bekannten Konstruktion würde sich bei größerer Schneidhöhe entsprechend eines stärker aufgewickelten Kabels 6 der Winkel β beim Zulaufen eines jeden Messers 4 im Zeitpunkt des ersten Schneidens einstellen. Hier ist die auf das Messer 4 ein­ wirkende Biegekraft in Richtung des Strahles 15 größer als bei halbierter Schneidhöhe, wo der Winkel β mit dem Schneidmesser 4 sich ergeben und somit die Biegekraft entsprechend vermindert sein wird.

Da bei der Vorrichtung nach der Erfindung eine halbierte Schneidhöhe zur Anwendung kommt, ist dafür Sorge zu tragen, daß die Anpreß­ rollen 7, 8 einen Minimalabstand zu den Schneidkanten der Messer 4 nicht unterschreiten. Es dient dazu ein Anschlag 17, 18, auf den die Achse der Anpreßrolle 8 oder 7 bei leerem Schneidrad 1 zur Anlage kommt. Entsprechend wird beim Anfahren der Schneid­ vorrichtung die Anpreßrolle 7 auf die halbierte Schneidhöhe aus­ geschwenkt und die Anpreßrolle 8 auf den Minimalschneidspalt entsprechend dem Anschlag 17 eingeschwenkt. Wird das Kabel 6 von der zweiten Anpreßrolle 8 erfaßt, so werden beide Anpreßrollen 7, 8 sich auf einen Abstand zum Schneidrad 1 einpendeln, bei dem gleich große Schneidkräfte wirksam sind.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Zerschneiden von band- oder strangförmigem Gut mit einem vom Kabel mehrfach umwickelten Messerkorb mit zwei achsrecht übereinander und mit etwa Messerlängenabstand voneinander angeordneten Messerstützscheiben, zwischen denen in dem gewünschten Stapel entsprechenden Abstand eine Vielzahl von radial nach außen gerichteten Messern gehalten ist, und dem außerhalb mit Abstand eine Anpreßrolle zur Erzielung des radial einwärts wirkenden Schneiddruckes auf das aufgewickelte Kabel zugeordnet ist, dessen Schneiddruck mittels einer Hebelkonstruktion bewirkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Messerkorb (1) zwei Anpreßrollen (7, 8) etwa gegenüberliegend und in ihrem Preßdruck aufeinander zu gerichtet zugeordnet sind, und die Hebelarme (11, 13) der Anpreßrollen (7, 8), über die die Anpreßkraft auf das Wickelgut (6) wirksam ist, miteinander verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anpreßrollen (7, 8) um einen Winkel aufeinander zu versetzt angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anpreßrollen (7, 8) etwa gegenüberliegend angeordneten Enden der Hebelarme (11, 13) über die gelenkige Hebelbefestigung am Gehäuse (12) hinaus verlängert und zur Bildung einer Doppelarmwippe (11, 10, 9, 13) gelenkig miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Hebelarme (11, 13) durch eine Druckkolbenzylindereinheit (9) miteinander verbunden sind, wozu der eine Hebelarm (13) an dem Zylinder der Einheit (9) und der andere (11) an deren Kolbenstange (10) gelenkig angreifen.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidhöhe (Abstand Anpreßrolle (7, 8) zu den Schneid­ kanten der Messer (4)) an der Einheit (9) durch Veränderung (14) des freien Schwenkwinkels der Doppelarmwippe (11, 10, 9, 13) einstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Minimalabstand zwischen den Anpreßrollen (7, 8) und den Schneidkanten der zugeordneten Messer (4) durch einen Anschlag (17, 18) einstellbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß zwei oder mehr Messerkörbe (1) unmittelbar übereinander angeordnet und mit von einem Korb (1) bis zum anderen durchgehenden Messern (4) versehen sind.