DE4204506A1 - Verfahren zum durchtrennen von sich bewegenden, plastischen endlosstraengen von wesentlicher dicke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchtrennen eines sich längs ei­ ner geraden Bahn bewegenden Endlosstranges aus einem plastischen Material von wesentlicher Dicke, bei dem mehrere Trennvorrichtungen während ihrer Bewegung auf einer Kreisbahn in das Material eintreten, während die Ge­ schwindigkeit des Endlosstranges mit der Geschwindigkeit der Trennvorrich­ tungen synchronisiert wird.

Aus der europäischen Patentanmeldung Nr. 00 61 538 ist eine Maschine zum Herstellen von Fußbodenfliesen aus Terrakotta bekannt. Sie weist zwei gleichgroße, vertikal übereinander angeordnete, kreiszylindrische Walzen auf, deren Umfangsgeschwindigkeit im wesentlichen gleich derjenigen Ge­ schwindigkeit gemacht wird, mit der ein Tonstrang durch einen Zwischenraum zwischen den Walzen befördert wird. Zum Durchtrennen des Tonstranges sind auf der Umfangsfläche der beiden Walzen vier sich im wesentlichen über die Walzenlänge erstreckende Blätter im konstanten Winkelabstand von 90° mon­ tiert. Im Betrieb wird die Drehung der beiden Walzen derart aufeinander ab­ gestimmt, daß beim Trennvorgang stets das Blatt der einen Walze das Blatt an der gegenübergestellten Walze praktisch auf der gesamten Länge berührt, die etwa der Breite des Tonstranges entspricht. Folglich ragen die vier Blätter aus der Umfangsfläche der jeweiligen Walze um eine Strecke heraus, die der halben Dicke des Tonstranges entspricht.

Da sich infolge dieser Anordnung der Blätter die Geschwindigkeit an der Um­ fangsfläche von der Umfangsgeschwindigkeit des Außenendes der Blätter unter­ scheidet, führt das einzelne Blatt während des Trennvorganges zusätzlich zu der in bezug auf den Tonstrang und die Walze exakt senkrechten Trennbewe­ gung eine örtliche hin- und hergehende Drehbewegung innerhalb des Tonstran­ ges, also zwischen dem Augenblick der ersten Berührung und dem Augenblick aus, an dem das Blatt vom Tonstrang frei kommt. Infolge dieser Drehbewegung wirkt bei jedem Trennvorgang auf den halben Tonstrang eine Scherkraft ein, die eine Verformung des plastischen Materials zur Folge hat, die an der Au­ ßenfläche des Tonstranges am größten ist und zu seiner Mitte hin abnimmt. Aus dieser Verformung ergeben sich ein Anpressen des Tonstranges an der be­ nachbarten Walzenfläche und ein Klebvorgang, durch den die Herstellung ein­ wandfreier Fliesen behindert wird. Um diese Störungen auszuschalten, sucht man die Dicke des Tonstranges möglichst klein zu machen, oder man muß zu­ sätzliche Hilfsmittel, beispielsweise zusätzliche Gummibänder, anwenden, die einem Haft- oder Klebvorgang des abgetrennten Tonstrangabschnittes am Walzenumfang entgegenwirken.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem während des Trennvorganges auf Endlosstränge aus plastischem Materi­ al von erheblicher Dicke möglichst geringe, parallel zur Laufrichtung wirken­ de, den Strang verformende Kräfte ausgeübt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei oder mehrere langgestreckte, symmetrische Schneidwerkzeuge während ihrer Bewegung auf der Kreisbahn in ihrer zum Tonstrang vertikalen Stellung festgehalten wer­ den.

Um zwei Schneidvorgänge möglichst zeitsparend aufeinander folgen zu lassen, kön­ nen in Weiterbildung der Erfindung diejenigen Abschnitte der Kreisbahn, auf denen eine Berührung zwischen Schneidwerkzeug und Tonstrang ausgeschlossen ist, von den Schneidwerkzeugen mit abgeänderter Geschwindigkeit durchlaufen werden.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 26 28 688 ist eine Vorrichtung zum Durchtrennen eines sich bewegenden Stahlbandes in gleichförmige Abschnitte bekannt. Nach dem Abzug von einer Vorratsrolle durchläuft es eine Glättungs­ einrichtung und anschließend auf einer geraden Bahn ein Bearbeitungssystem, in dem auf seinen beiden Seiten Meßrollen und jeweils eine Klinge angeordnet sind. Aus diesem System treten gleichlange Abschnitte des durchtrennten Stahlbandes zu einem Förderband hin aus, das die Abschnitte derart in einen Sammelbehälter einbringt, daß sie schließlich einen Stapel bilden. - Wenn sich die von den Meßrollen abgefühlte Länge des Stahlbandes einer im voraus festgesetzten Länge zwischen zwei Durchtrennungen annähert, wird über eine Steuervorrichtung ein Motor zum Antrieb einer Schneideinrichtung in Gang gesetzt, um das Stahlband während seiner Bewegung an der richtigen Stelle zu durchtrennen. Die Schneideinrichtung selbst enthält zwei sich gegenüber­ stehende Klingen, zwischen denen das Stahlband durchläuft. Sie werden je­ weils von einem Haltesteg getragen, der an seinen beiden Enden auf einem Zapfen drehbar und dieser wiederum exzentrisch zu der Mittelachse eines Zahnrades gelagert ist. Die beiden Enden des Haltesteges werden zusätzlich in Schlitzen je einer vertikalen Führungsstange geführt, die an Rollen in einer horizontalen Laufschiene gelagert ist. Dieser Führungsmechanismus hat die Aufgabe, bei der Bewegung der Zapfen auf einer Kreisbahn die vom Halte­ steg getragene Klinge ständig in einer festen, vorzugsweise vertikalen Posi­ tion relativ zu der ebenen Oberfläche des Stahlbandes zu halten. Zum Fest­ halten einer einzigen Klinge in einer festen, vorzugsweise vertikalen Win­ kelstellung in bezug auf die Oberfläche des Stahlbandes sind dabei zwei li­ neare, zueinander annähernd senkrechte Führungsbewegungen notwendig, deren Ausführung einen besonderen Aufwand von mechanischen, einem Verschleiß un­ terliegenden Teilen mit sich bringt. Da sich bei diesen Hin- und Herbewe­ gungen ständig die Beschleunigung und Verzögerung der mechanischen Teile einander abwechseln, wird die Schnittleistung dieser bekannten Vorrichtung recht gering gehalten. Außerdem erscheint es unmöglich, zwei oder mehrere Klingen in verhältnismäßig geringem Abstand hintereinander an dem Strang wirksam werden zu lassen.

Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Durchtrennen eines sich längs einer geraden Bahn bewegenden Endlosstranges aus plastischem Material von wesentlicher Dicke anzugeben, von der überdies eine hohe Schnittleistung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Planetenrad- Getriebe vorgesehen ist, das ein feststehendes Zentralrad, zwei oder mehrere in gleichförmigem Winkelabstand angeordnete Planetenräder, die in Form und Größe mit dem Zentralrad übereinstimmen, und zwei oder mehrere dem Antrieb dienende Umlaufräder aufweist, und daß an den Planetenrädern jeweils eine senkrecht zum Strang gestellte, symmetrische Klinge fest angebracht ist, deren Länge an die Dicke des zu durchtrennenden Endlosstranges angepaßt ist.

Zwecks Steigerung der Stabilität weist eine bevorzugte Ausführungsform des Planetenrad-Getriebes vier Planetenräder und vier Umlaufräder auf, wobei ein Umlaufrad gleichzeitig mit zwei Planetenrädern und dem festen Zentralrad in Eingriff steht.

Ausführungsbeispiele für das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfin­ dung werden in Verbindung mit den Figuren im folgenden ausführlich erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfin­ dung, bei der die eine Ausführungsform des Planetenrad-Getriebes mit der Antriebswelle eines Elektromotors verbunden ist, und

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des Planetenrad-Getriebes.

In Fig. 1 ist in etwa natürlicher Größe teilweise im Schnitt eine Vorrich­ tung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wiedergegeben. Auf Rollen 2 läuft ein normalerweise unter einer Vorspannung stehendes Förder­ band 4, auf dem mit einer beliebigen Geschwindigkeit ein Endlosstrang 6 aus einem plastischen Material, z. B. Ton, befördert wird. Die Dicke dieses End­ losstranges 6 kann beliebig gewählt werden, doch hängt sie wesentlich von weiteren Verarbeitungsschritten ab, denen vom Endlosstrang 6 abgetrennte Stücke 8 unterworfen werden. Normalerweise liegt sie in der Größenordnung zwischen einem Zehntelmillimeter und 10 cm. Entsprechend dieser Dicke wird die Länge von den den Endlosstrang 6 durchtrennenden Klingen 10 bis 13 gewählt. Die Klingen 10 bis 13, deren Abmessungen übereinstimmen, sind von jeweils einem Halter 16 an einer Welle 18 derart festgehalten, daß ihre Schneide 20 vertikal zur Laufrichtung des Förderbandes 4 verläuft und in ihrer tiefsten Stellung mit einer gleichförmigen Kraft über das Förderband 4 auf die darun­ ter befindliche Rolle 2′ einwirkt. Natürlich kann die jeweilige Klinge 10 bis 13 noch von einem oder mehreren Haltern (nicht gezeigt) in der geschilderten Weise an der Welle 18 festgehalten werden, um ihr eine vergrößerte Stabili­ tät zu verleihen. Die Klinge 10 bis 13 und ihr zugehöriger Halter 16 bilden eine Schneidvorrichtung 14, die zu einer Ebene symmetrisch ist, die durch die Mittelachse der Rolle 2′ und der Welle 18′ hindurchgeht. Das untere Ende der Halter 16 ist abgeschrägt, um den oberen Kanten der Stücke 8 während des Trennvorganges eine leichte Abrundung 22′ zu verleihen.

Wie man leicht mit einem Blick auf die Fig. 1 und 2 erkennt, ist oberhalb der Stücke 8 des Endlosstranges 6 jeweils ein Planetenrad-Getriebe in der Weise angeordnet, daß die obengenannte Symmetrieebene nicht nur durch die Mittelachse der Rolle 2′ und der Weile 18′, die ein Planetenrad 26 trägt, sondern auch zusätzlich durch die Mittelachse eines Zentralrades 28 und ei­ nes weiteren Planetenrades 30 hindurchgeht, das relativ zum ersten Planeten­ rad 28 um 180° versetzt angeordnet ist. Die beiden Planetenräder 28 und 30, sowie zwei weitere Planetenräder 32 und 34 sind hinsichtlich ihrer Gestalt und Abmessungen identisch und weisen voneinander in bezug auf die Mittel­ achse des Zentralrades 28 den konstanten Winkelabstand von 90° auf. Auch das Zentralrad 28 besitzt dieselbe Gestalt und dieselben Abmessungen wie die Planetenräder 26, 28, 32 und 34. Zwischen dem Zentralrad 30 und den vier Planetenrädern 28, 30, 32 und 34 sind vier Umlaufräder 36 bis 39 in konstan­ tem Winkelabstand von 90°, jedoch zu den beiden jeweils benachbarten Plane­ tenrädern in einem Winkelabstand von 45° versetzt angeordnet. Es sei beach­ tet, daß sich der Durchmesser dieser Umlaufräder 36 bis 39 von dem der Pla­ netenräder 26, 30, 32 und 34 und von dem des Zentralrades 30 unterscheidet.

Allein bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind der Durchmesser der Umlauf­ räder 36 bis 39 in bezug auf den des Zentralrades 30 und der Planetenräder 26, 30, 32 und 34 und der Abstand ihrer Mittelachse von der Mittelachse des Zentralrades 30 derart gewählt, daß jeweils ein Umlaufrad und mit den beiden benachbarten Planetenrädern in Eingriff steht. Infolge dieser Anordnung ist das Planetenrad-Getriebe der Fig. 1 besonders kompakt ausgebildet.

Allein bei der Ausführungsform der Fig. 2 sind diejenigen Räder, deren Ab­ messungen sich von den entsprechenden Rädern bei der Ausführungsform der Fig. 1 unterscheiden, zwar mit denselben Bezugsnummern versehen, aber zwecks Verdeutlichung durch ′′ (= An- oder Ausführungszeichen) ergänzt.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist der Durchmesser der Umlaufräder 36′′ bis 39′′ in bezug auf den des Zentralrades 28′′ und den der Planetenräder 26′′, 30′′, 32′′ und 34′′ derart ausgewählt, daß die Mittelachse der Umlaufräder 36′′ bis 39′′ in die diejenige Ebene fällt, die durch die Mittelachse des jeweils benachbarten Planetenrades und durch die Mittelachse des Zentralrades 28′′ hindurchgeht. Bei dieser Anordnung steht mit einem Umlaufrad 36′′, 37′′, 38′′ oder 39′′ jeweils nur ein Planetenrad 26′′, 30′′, 32′′ oder 34′′ in Eingriff; in­ folgedessen sind der Umfang des gesamten Planetenrad-Getriebes und die Ge­ samtmasse seiner Räder wesentlich größer als bei der Ausführungsform der Fig. 1; statt dessen ist auf die Dauer an den Zähnen der Umlaufräder 36′′ bis 39′′ weniger Verschleiß zu erwarten. - Der anschließend erläuterte Antrieb des Planetenrad-Getriebes ist bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 derselbe, aber allein in der Fig. 1 dargestellt.

Zum Antrieb der Trennvorrichtungen 14 ist um die Achsen der Umlaufräder 36 bis 39 ein Treibring 44 herumgelegt. Dieser Treibring 44 wirkt über einen schlupflosen Verbindungsteil 46 mit einer Drehscheibe 48 zusammen, deren Zentrum auf einem freien Ende 52 einer Antriebswelle sitzt. Der zugehörige Elektromotor ist in einem Gehäuse 50 untergebracht, das in einem angemesse­ nen Abstand von dem Planetenrad-Getriebe angeordnet ist.

Obgleich nicht gesondert dargestellt, können an die Stelle der im Quer­ schnitt geradlinigen Klingen 10 bis 13 auch solche in den Halter 16 einge­ setzt werden, die kreis- oder herzförmige Stücke aus dem Endlosstrang 6 her­ austrennen.

Obwohl eine Wiedergabe der beiden Ausführungsformen in der dritten Dimen­ sion fehlt, dürfte jedem Techniker die Gestalt und Anordnung der nur in zwei Dimensionen gezeigten Teile geläufig sein. Ein Techniker sieht unmittelbar, daß die Kreisbahn 40 auch von dem Außenende eines dünnen Zylindermantels ge­ bildet sein kann, an oder auf dem die Wellen 18 und 18′ angebracht sind.

Arbeitsweise der beiden Ausführungsformen

Das Förderband 4 und der daraufliegende Endlosstrang 6 z. B. aus Ton werden mit beliebiger Geschwindigkeit angetrieben. Über ein Fühlorgan (nicht ge­ zeigt) und den in dem Gehäuse 50 untergebrachten Elektromotor wird der An­ trieb des Planetenrad-Getriebes in der Weise synchronisiert, daß die Ge­ schwindigkeit, mit der sich eine der Klingen 10 bis 13 zwischen dem Augen­ blick, in dem sie den Endlosstrang 6 zum Eintritt und Durchtrennen berührt, und dem Augenblick bewegt, in dem diese Klinge 10, 11, 12 oder 13 von dem durchtrennten Endlosstrang 6 frei kommt, also diesen verläßt, gleich der Ge­ schwindigkeit des Förderbandes 4 bzw. des Endlosstranges 6 ist. Diese Syn­ chronisierung erfolgt über einen Steuerteil (nicht gezeigt), der ebenfalls im Gehäuse 50 untergebracht sein kann. Über die Programmierung dieses Steu­ erteiles kann die Zeitspanne des Leerlaufes zwischen zwei aufeinanderfolgen­ den Berührungen des Endlosstranges 6 von zwei benachbarten Klingen um ein gewisses Maß verkürzt oder verlängert werden, um entsprechend kurze oder lange Stücke 8 zu erhalten.

Vom Elektromotor aus werden über die Drehscheibe 48, den Verbindungsteil 46 und den Treibring 44 die Achsen der vier Umlaufräder 36 bis 39 auf der Kreisbahn 40 um das feststehende Zentralrad 28 und infolge des Zahneingrif­ fes mit dem Zentralrad 28 zusätzlich um sich selbst gedreht. Da die Gestalt und die Abmessungen der Planetenräder 26, 30, 32 und 34 völlig mit denen des feststehenden Zentralrades 28 übereinstimmen, bewegen sich die Achsen der Planetenräder 26, 30, 32 und 34 auf einer äußeren Kreisbahn 42, während eine jegliche Drehung der Planetenräder 26, 30, 32 und 34 um ihre eigene Achse unterbleibt. Infolgedessen bewegen sich alle Punkte in der Symmetrie­ ebene der Klingen 10 bis 13 ebenfalls auf einer Kreisbahn (nicht gezeigt), deren Durchmesser gleich dem der Kreisbahn 42 ist, wobei jedoch ihr Mittel­ punkt gegenüber dem der Kreisbahn 42 um eine Strecke verschoben ist, die gleich dem Abstand zwischen dem Schnittpunkt der Kreisbahn 42 mit der Mit­ telachse des Planetenrades 26 und dem Schnittpunkt zwischen der (nicht ge­ zeigten) Kreisbahn und der Symmetrielinie der Klinge 10 ist.

Je nach der Gestalt des erwünschten Produktes können für das Verfahren gemäß der Erfindung an der Stelle der geraden Klingen 10 bis 13 auch solche einge­ setzt werden, die aus dem Endlosstrang 6 kreis- oder herzförmige Stücke her­ austrennen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Durchtrennen eines sich längs einer geraden Bahn bewegen­ den Endlosstranges aus einem plastischen Material von wesentlicher Dicke, bei dem mehrere Trennvorrichtungen während ihrer Bewegung in das Material eintreten, während die Geschwindigkeit des Endlosstranges mit der Geschwin­ digkeit der Trennvorrichtungen synchronisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere langgestreckte, symmetrische Schneidwerkzeuge während ihrer Bewegung auf der Kreisbahn in ihrer zum Strang vertikalen Stellung festgehalten werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Ab­ schnitte der Kreisbahn, auf denen eine Berührung zwischen Schneidwerkzeug und Tonstrang ausgeschlossen ist, von den Schneidwerkzeugen mit abgeänderter Geschwindigkeit durchlaufen werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Planetenrad-Getriebe vorgesehen ist, das ein feststehendes Zentralrad (28), zwei oder mehrere in gleichförmigem Winkel­ abstand angeordnete Planetenräder (26, 30, 32, 34), die in Form und Größe mit dem Zentralrad (28) übereinstimmen, und zwei oder mehrere dem Antrieb dienende Umlaufräder (36 bis 39) aufweist, und daß an den Planetenrädern (26, 30, 32, 34) jeweils eine senkrecht zum Endlosstrang (6) gestellte, sym­ metrische Klinge (10 bis 13) fest angebracht ist, deren Länge an die Dicke des zu durchtrennenden Endlosstranges (6) angepaßt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Planeten­ rad-Getriebe vier Planetenräder (26, 30, 32, 34) und vier Umlaufräder (36 bis 39) aufweist, wobei ein Umlaufrad (36, 37, 38, 39) gleichzeitig mit zwei Planetenrädern (26 und 34; 34 und 30; 30 und 32; 32 und 26) und dem festen Zentralrad (28) in Eingriff steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinge oval, herz- oder kreisförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem jeweiligen Planetenrad (26, 30, 32, 34) und der Klinge (10, 11, 12 oder 13) ein Halter (16) angeordnet ist, von dem die Oberfläche des Endlosstranges (6) in geringem Maße verformbar ist.