EP1517769B1

EP1517769B1 - Vorrichtung zum schneiden eines gutstranges

Info

Publication number: EP1517769B1
Application number: EP03762346A
Authority: EP
Inventors: Rudolf Kraft
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2023-07-02
Also published as: ATA9912002A; ATE387294T1; EP1517769A1; AU2003243795A1; AT413349B; DE50309261D1; WO2004004988A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schneiden eines Gutstranges, umfassend eine Strangführung mit einer in Stranglängsrichtung verlaufenden Führungsachse und ein Schneidwerkzeug, das um eine zur Führungsachse parallele Drehachse antreibbar ist und wenigstens ein Messer mit einer sich zumindest über einen Umfangsabschnitt erstreckenden, um die Drehachse geschraubt verlaufenden, auf einer Rotationsfläche mit der Drehachse als Rotationsachse liegenden Schneide aufweist, deren radialer Abstand von der Drehachse entlang ihrer Umfangserstreckung entgegen dem Drehsinn wenigstens um ein der maximalen Schnittiefe entsprechendes Maß zunimmt.

Stand der Technik

Um einen Gutstrang quer zur Stranglängsrichtung mit einem rotierenden Schneidwerkzeug zu durchtrennen, ohne das Schneidwerkzeug mit einem Vorschubantrieb auszustatten, ist es bekannt ( EP 505 950 B1 ), ein Messerblatt mit einer spiralförmigen Schneide vorzusehen, deren maximale Radiendifferenz zumindest der maximalen Schnittiefe entspricht. Wird ein solches Messerblatt um eine zur Stranglängsrichtung parallele Drehachse angetrieben, so kann das Stranggut mit einem ziehenden Schnitt während einer Umdrehung des Schneidwerkzeuges durchtrennt werden, wenn der Gutstrang in einem Abstandsbereich von der Drehachse zwischen dem kleinsten und dem größten Radius der spiralförmigen Schneide geführt wird. Nachteilig bei diesen bekannten Schneidwerkzeugen ist allerdings, daß der zu durchtrennende Gutstrang während des Schnittes nicht gegenüber dem Schneidwerkzeug in Stranglängsrichtung bewegt werden darf, so daß der Gutstrang zwischen aufeinanderfolgenden Schnitten schrittweise weitergefördert werden muß, was nicht nur einen entsprechenden Schrittförderer für den Gutstrang bedingt, sondern auch die Durchsatzleistung beschränkt, wenn es gilt, den Gutstrang in vorgegebenen Abständen wiederholt zu durchtrennen. Aus diesem Grunde werden für diesen Zweck vielfach rotierende Schneidwerkzeuge eingesetzt, die mit im wesentlichen radial verlaufenden Messerschneiden den Gutstrang schlagartig durchtrennen. Der Gutstrang kann zwar einem solchen rotierenden Schneidwerkzeug kontinuierlich zugeführt werden, doch leidet die Schnittqualität, weil der Gutstrang durch die radialen Messer Schlag- und Quetschwirkungen unterworfen wird. Außerdem muß aufgrund der Schlagbeanspruchung der Messer mit einer verkürzten Standzeit des Schneidwerkzeuges gerechnet werden.
Zum Schneiden von Fleisch ist es bekannt ( US 1 909 029 A ), ein Schneidwerkzeug mit einem Messer einzusetzen, dessen Schneide auf einer Kegelfläche liegt und entgegen dem Drehsinn geschraubt verläuft, so daß bei einer Drehung des Schneidwerkzeuges die im Schnitteingriff befindlichen Abschnitte der Schneide mit dem in Längsrichtung kontinuierlich zugeförderten Gutstrang in axialer Richtung mitbewegt werden. Der durch eine Strangführung dem Schneidwerkzeug zugeförderte Gutstrang wird somit aufgrund der Zunahme des radialen Abstandes der Schneide von der Drehachse entgegen dem Drehsinn mit einem ziehenden Schnitt durchtrennt. Nachteilig bei dieser bekannten Schneidvorrichtung ist vor allem, daß der Gutstrang im Schnittbereich nicht geführt wird, was zwar beim Schneiden von Fleisch in Kauf genommen werden kann, nicht aber bei anderen Materialien.
Zur Führung des Gutstranges ist es bei einer anderen bekannten Schneidvorrichtung mit einem Messer, dessen Schneide auf einer Kegelfläche liegt, bekannt ( EP 0 555 190 A2 ), im Eingriffsbereich des Messers den Gutstrang in Umlaufrichtung des Messers in halbzylindrischen, konkaven Schalen abzustützen, gegen die das Schnittgut mit Hilfe gegenüberliegender ebenfalls halbzylindrischer Schalen angedrückt wird. Diese Schalen sind im Eingriffsbereich des Schneidwerkzeuges durch Ebenen begrenzt, die im Bereich der zulaufseitigen Schale eine an den Öffnungswinkel der durch die Messerschneide gebildeten Kegelfläche angepaßte Neigung aufweisen, im Bereich der ablaufseitigen Schale aber senkrecht zur Schalenachse stehen. Damit wird zwar eine Abstützung des zu schneidenden Gutstranges vor und hinter dem Messereingriff erreicht, doch fehlt ein für eine genaue Schnittführung erforderlicher Gegenhalter für das Messer, zumal die Messerwelle gegenüber dem Gutstrang bzw. dessen Führung windschief verläuft, um im Eingriffsbereich einen zum Gutstrang angenähert senkrechten Schneidenverlauf zu erreichen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schneiden eines Gutstranges der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß mit einer einfachen Führung des Gutstranges im Schnittbereich eine gute Schnittqualität unabhängig von dem zu schneidenden Material sichergestellt werden kann.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Strangführung aus einem Führungszylinder mit einer Eingriffsöffnung für das Messer besteht, die durch die Schnittfläche zwischen dem Führungszylinder und der durch die Schneide bestimmten Rotationsfläche begrenzt ist.
Da zufolge dieser Maßnahmen der Rand der Eingriffsöffnung des Führungszylinders als Gegenhalter für das Messer dient, ergibt sich für den Gutstrang eine schnittgerechte Führung im unmittelbaren Eingriffsbereich der Messerschneide, was die angestrebte Schnittqualität mit sich bringt. Obwohl der Schneidenverlauf auf einer Kegelfläche einfache Konstruktionsverhältnisse mit sich bringt, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, weil es lediglich zwingend ist, die Schneide entlang einer Rotationsfläche zu führen, deren Abstand von der Rotationsachse sich entlang der Rotationsachse vergrößert.
Weist die Schneide des Messers auf der der Eingriffsöffnung des Führungszylinders gegenüberliegenden Seite eine Anschlifffläche auf, so wird der axiale Vorschub des Gutstranges durch das in den Gutstrang eingreifende Schneidewerkzeug in vorteilhafter Weise unterstützt, so daß ein gesonderter Vorschubantrieb für den Gutstrang unter Umständen entfallen kann.
Bezüglich der Schnittführung ergeben sich besonders vorteilhafte Voraussetzungen, wenn das Messer aus einem wendelförmigen Messerblatt besteht, dessen äußerer Umfangsrand die Schneide bildet. Ein solches in seiner Herstellung aufwendigeres Messerblatt ist allerdings nicht immer erforderlich. Ist der Gutstrang in Stranglängsrichtung nachgiebig, so kann nämlich das Messer ein ebenes, unter einem spitzen Winkel gegenüber der Drehachse geneigtes Messerblatt mit entlang des äußeren Umfangsrandes verlaufender Schneide aufweisen, weil in diesem Fall der Gutstrang in Teilquerschnitten axial durch das Messer verdrängt werden kann. Bei einem solchen ebenen Messerblatt ändert sich auch die Steigung der Schneide, so daß sich die Schneiden solcher Messer nur über einen Umfangsabschnitt von höchstens 180° erstrecken können.
Die mit sich änderndem Radius um die Drehachse geschraubte Schneide des Messers bedingt eine Unwucht, die in geeigneter Weise ausgeglichen werden muß. Werden wenigstens zwei zur Drehachse des Schneidwerkzeuges rotationssymmetrisch angeordnete Strangführungen vorgesehen, so können Unwuchten ohne zusätzliche Konstruktionsmaßnahmen weitgehend vermieden werden, wenn auch das Schneidwerkzeug rotationssymmetrisch angeordnet ist. Dabei kann das Schneidwerkzeug eine der Anzahl der Strangführungen entsprechende Anzahl von zueinander rotationssymmetrisch angeordneten Messern aufweisen. Die Schnittleistung wird durch das gleichzeitige Schneiden von zwei oder mehreren Gutsträngen entsprechend gesteigert.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schneiden eines Gutstranges in einem schematischen Axialschnitt,
Fig. 2: diese Vorrichtung in einem Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3: einen Axialschnitt durch eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 4: die Vorrichtung nach der Fig. 3 in einer Draufsicht und
Fig. 5: eine Seitenansicht der Vorrichtung nach der Fig. 3 und 4 in Richtung des Pfeiles V der Fig. 4.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Eine Vorrichtung zum Schneiden eines Gutstranges besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 aus einer Strangführung 1 in Form eines Führungszylinders 2 und aus einem Schneidwerkzeug 3, das eine zum Führungszylinder 2 parallele Drehachse 4 aufweist. Das Schneidwerkzeug 3 selbst besteht aus einer antreibbaren Welle 5, die ein Messer mit einem wendelförmigen Messerblatt 6 trägt, dessen Schneide mit 7 bezeichnet ist. Wie insbesondere der Fig. 2 entnommen werden kann, nimmt der radiale Abstand r der Schneide 7 von der Drehachse 4 entgegen dem Drehsinn 8 stetig zu, so daß die Schneide 7 des Messerblattes 6 während einer Umdrehung im Drehsinn 8 durch eine Eingriffsöffnung 9 zunehmend in die Strangführung 1 eingreift. Da das Messerblatt 6 einen Schraubengang darstellt, bewegt sich die Schneide 7 während eines Umlaufes des Schneidwerkzeuges 3 nicht nur quer zur Strangführung 1, sondern auch in Richtung der Führungsachse 10, so daß sich ein ziehender Schnitt für den durch die Strangführung 1 geförderten Gutstrang ergibt, und zwar mit einem sich mit dem Gutstrang in Stranglängsrichtung bewegenden Schneideneingriff, was vorteilhafte Schnittbedingungen trotz des kontinuierlichen Vorschubs des Gutstranges sicherstellt.
Wie der Fig. 1 entnommen werden kann, liegt die Schneide 7 des wendelförmigen Messerblattes 6 auf einer Rotationsfläche, nämlich einem strichpunktiert angedeuteten Kegel 11, dessen Achse mit der Drehachse 4 zusammenfällt. Außerdem begrenzt die Schnittfläche 12 zwischen dem Kegel 11 und dem Führungszylinder 2 die Eingriffsöffnung 9 der Strangführung 1. Die Schneide 7 wird somit während des Umlaufes des Schneidwerkzeuges 3 entlang der Schnittfläche 12 bewegt, was eine vorteilhafte Gegenhalterung für den Messereingriff mit sich bringt.
Wird ein Gutstrang dem rotierenden Schneidwerkzeug 3 durch die Strangführung 1 mit einer kontinuierlichen Vorschubgeschwindigkeit zugeführt, so wird der Gutstrang durch die Schneide 7 des Messerblattes 6 während der kontinuierlichen Zuführung in einem ziehenden Schnitt durchtrennt, wenn die Umlaufgeschwindigkeit des Schneidwerkzeuges 3 in Abhängigkeit von der Steigung der Schneide 7 so gewählt wird, daß sich der Schneideneingriff mit der Vorschubgeschwindigkeit des Gutstranges bewegt. Mit jeder vollen Umdrehung des Schneidwerkzeuges 3 wird ein vollständiger Trennschnitt ausgeführt, so daß der Gutstrang in Stücke mit einer der Ganghöhe der Schneide 7 entsprechenden Länge fortlaufend geschnitten wird. Um die axiale Strangförderung durch den Messereingriff zu unterstützen, ist die Anschlifffläche 13 der Schneide 7 nicht auf der der Schnittfläche 12 der Strangführung 1 zugekehrten Messerseite vorgesehen, sondern auf der der Schnittfläche 12 abgekehrten Seite des Messerblattes 6.
Als Gutstrang kommen alle mit einem ziehenden Schnitt durchtrennbaren Werkstücke in Frage, beispielsweise Stangen, Profile, Fäden, Fasern, aber auch Stückgut, das vorzugsweise mehrmals durchtrennt werden soll, wobei insbesondere Fäden und Fasern zu einem gemeinsamen Strang zusammengefaßt werden können.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 bis 5 unterscheidet sich von dem nach den Fig. 1 und 2 vor allem dadurch, daß das Schneidwerkzeug 3 zwei Messerblätter 14 aufweist, die jeweils eine um die Drehachse 4 geschraubte Schneide 7 bilden. Die Schneide 7 weist jedoch im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 keine konstante Steigung auf. Die Messerblätter 14 sind nämlich eben und verlaufen unter einem spitzen Winkel geneigt zur Drehachse 4, wie dies der Fig. 5 entnommen werden kann. Da die Schneiden 7 wiederum auf einem Kegel 11 liegen, weisen die Schneiden 7 einen elliptischen Verlauf auf, der wiederum gewährleistet, daß der Abstand r der Schneiden 7 von der Drehachse 4 entgegen dem Drehsinn 8 zunimmt, wie dies am besten der Fig. 4 entnommen werden kann.
Die rotationssymmetrisch bezüglich der Drehachse 4 angeordneten Messerblätter 14 wirken mit zwei Strangführungen 1 in Form von Führungszylindern 2 zusammen, wie dies bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Die Schneiden 7 können wieder entlang der die Eingriffsöffnungen 9 begrenzenden Schnittflächen 12 zwischen dem Kegel 11 und den Führungszylindern 2 bewegt werden. Es muß allerdings bedacht werden, daß sich aufgrund der ändernden Steigung der Schneiden 7 und wegen der ebenen Messerblätter 14 eine axiale Bewegungskomponente zwischen den Gutsträngen und den Messerblättern 14 ergibt, was eine entsprechende Nachgiebigkeit der Gutstränge in axialer Richtung erfordert, wie dies beispielsweise bei Fäden oder Fasern und den daraus gebildeten Strängen gegeben ist. Die Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schneiden von Gutsträngen nach den Fig. 3 bis 5 zeichnet sich somit durch eine besondere Einfachheit hinsichtlich der Konstruktion aus, ist allerdings nur bei bestimmten Werkstoffeigenschaften des Gutstranges einsetzbar. Die durch die Mehrfachanordnung der Messer und der Strangführungen erreichbaren Vorteile hinsichtlich der Schnittleistung und des Unwuchtausgleiches können selbstverständlich unabhängig von den Werkstoffeigenschaften der zu schneidenden Gutstränge ausgenützt werden, wenn die Messer des Schneidwerkzeuges nicht durch ebene, sondern durch wendelförmige Messerblätter entsprechend den Fig. 1 und 2 gebildet werden.

Claims

Vorrichtung zum Schneiden eines Gutstranges, umfassend eine Strangführung (1) mit einer in Stranglängsrichtung verlaufenden Führungsachse (10) und ein Schneidwerkzeug (3), das um eine zur Führungs-achse (10) parallele Drehachse (4) antreibbar ist und wenigstens ein Messer mit einer sich zumindest über einen Umfangsabschnitt erstreckenden, um die Drehachse (4) geschraubt verlaufenden, auf einer Rotationsfläche mit der Drehachse (4) als Rotationsachse liegenden Schneide (7) aufweist, deren radialer Abstand von der Drehachse (4) entlang ihrer Umfangserstreckung entgegen dem Drehsinn wenigstens um ein der maximalen Schnittiefe entsprechendes Maß zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Strang-führung (1) aus einem Führungszylinder (2) mit einer Eingriffsöffnung (9) für das Messer besteht, die durch die Schnittfläche (12) zwischen dem Führungs-zylinder (2) und der durch die Schneide (7) bestimmten Rotationsfläche begrenzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (7) des Messers auf der der Eingriffsöffnung (9) des Führungszylinders (2) gegenüberliegenden Seite eine Anschlifffläche (13) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer aus einem wendelförmigen Messerblatt (6) besteht, dessen äußerer Umfangsrand die Schneide (7) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer ein ebenes, unter einem spitzen Winkel gegenüber der Drehachse (4) geneigtes Messerblatt (14) mit entlang des äußeren Umfangsrandes verlaufender Schneide (7) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei zur Drehachse (4) des Schneidwerkzeuges (3) rotationssymmetrisch angeordnete Strangführungen (1) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (3) eine der Anzahl der Strangführungen (1) entsprechende Anzahl von zueinander rotationssymmetrisch angeordneten Messern aufweist.