EP1986828B1 - Trennvorrichtung zum ablängen von kunststoffprofile - Google Patents

Trennvorrichtung zum ablängen von kunststoffprofile Download PDF

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EP1986828B1
EP1986828B1 EP07703112A EP07703112A EP1986828B1 EP 1986828 B1 EP1986828 B1 EP 1986828B1 EP 07703112 A EP07703112 A EP 07703112A EP 07703112 A EP07703112 A EP 07703112A EP 1986828 B1 EP1986828 B1 EP 1986828B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
cut
blade
temperature sensor
temperature
induction coil
Prior art date
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Application number
EP07703112A
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English (en)
French (fr)
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EP1986828A1 (de
Inventor
Jörg Gräbener
Jörg HILBERS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rehau Automotive SE and Co KG
Original Assignee
Rehau AG and Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Rehau AG and Co filed Critical Rehau AG and Co
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Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting
    • B26D7/10—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
    • B26D1/04—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member
    • B26D1/06—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member wherein the cutting member reciprocates
    • B26D1/08—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member wherein the cutting member reciprocates of the guillotine type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D3/00—Cutting work characterised by the nature of the cut made; Apparatus therefor
    • B26D3/16—Cutting rods or tubes transversely
    • B26D3/167—Cutting tubes having a non-circular cross-section

Definitions

  • the invention relates to a separating device for cutting plastic profiles according to the preamble of claim 1.
  • the invention is heated by induction. For this, therefore, no heat transfer medium is necessary, as is the case with a convection heating.
  • the electrical energy is transmitted to the separating knife by a magnetic field.
  • the alternating current flowing through the induction coil generates a magnetic alternating field, which results in a certain current in the knife.
  • the electrical energy supplied via the induction coil is therefore first converted into magnetic energy and this then in the knife as heat. Due to the skin effect, the current density at the knife surface, ie where the heating of the knife is desired, is the greatest.
  • a knife rear side facing away from the induction coil is also heated, which may be essential for producing a clean cut.
  • the knife temperature is thereby at the optimum cutting temperature by the heater held.
  • the latter is between 120 and 200 ° C, depending on the plastic material to be cut.
  • the optimum cutting temperature can be maintained with the heater within a tolerance range of +/- 5 ° C, preferably of +/- 3 ° C.
  • the adjusting device according to the invention allows optimal alignment of the induction coil to be heated separating knife. The latter is thus heated exactly where this is necessary for optimal cutting.
  • a heater according to claim 2 can be easily constructed, since in particular no provision must be made for a movable supply of the heater.
  • the heating induction coil to the work table can also be driven driven, if necessary, for example, to avoid a collision between the induction coil and the cutting knife, should be required.
  • An induction coil according to claim 3 ensures an energy-efficient blade heater.
  • a heating control according to claim 4 allows adaptation of the induction heating to changing operating conditions of the separator, z. B. to changing cutting blades or to be cut off various plastic materials or profile geometries.
  • the temperature sensor according to claim 5 enables an objective control of the operation of the separation device. Deviations of the blade temperature from default values can be detected in this way and corrected if necessary.
  • a calibration and also a monitoring of the energy source on the basis of the measured values of the temperature sensor is ensured.
  • a separator according to claim 7 enables automated calibration or monitoring of the energy source and thus the blade heater based on the temperature data detected by the temperature sensor.
  • An arrangement of the temperature sensor according to claim 8 ensures an unadulterated temperature measurement.
  • An arrangement of the temperature sensor according to claim 9 prevents a falsification of the measurement result by a deposit formation on the knife due to the cutting process.
  • An infrared detector according to claim 10 ensures a non-contact temperature measurement.
  • the infrared detector can also be designed as a thermal imaging camera, thus also providing information on the spatial temperature distribution on the separating knife.
  • An alternative temperature sensor according to claim 11 can be realized inexpensively.
  • a temperature sensor according to claim 12 allows a fine monitoring of the thermal behavior of the cutting blade. Corresponding temporally resolved measurement results can be used for a corresponding temporal heating control. So it is z. B. possible to perform the control of the heater via the heating control synchronized to the separation cycle. As an alternative to detecting the separation knife temperature several times during a separation cycle, a continuous measurement of the temperature by the temperature sensor is possible.
  • a regional temperature detection according to claim 13 provides further detail information on the thermal behavior of the blade. Based on this information, the separating knife z. B. be optimized in terms of its shape or strength. In addition, it is possible to carry out a corresponding spatially selective heating of the blade on the basis of the spatial information.
  • the spatially selective detection can be realized by a plurality of individual detectors or, in the case of areal detection, by a plurality of detection areas.
  • a generally designated 1 separating device is used to cut to length plastic profiles, which were produced in particular by extrusion.
  • the plastic profiles to be cut are placed on a work table 2 along a conveying direction 2a (cf. Fig. 2 ).
  • Guide rails before and after a separation station 3 of the separation device 1, of which represent the guide rail 4 (see FIG. Fig. 2 ) is shown.
  • the separation station 3 is constructed in the manner of a guillotine.
  • a metallic cutting knife 5 with respect to a table plane 6 of the work table 2 obliquely extending cutting edge 7 is clamped between knife tensioner 8, 9.
  • the knife tensioners 8, 9 are fixed by fastening screws on a knife holder 10.
  • the fair holder 10 is, driven on two guide rods 11, 12, driven in the manner of a guillotine between a rest position shown in the drawing and one of these opposite to shifted separating position displaced.
  • the metallic separating knife 5 is heated in the region of a cutting surface 13, that is, between the two knife spars 8, 9.
  • a heater designated as a whole by 14 The latter comprises an induction coil 15, which is the cutting surface 13 adjacent, but not touching, arranged.
  • the induction coil 15 has a power supply connection 16 for connection to an electrical supply unit 18 and a control connection 17 for connection to a schematically illustrated heating control 19.
  • the induction coil 15 is attached to a bracket 20. Between the bracket 20 and the induction coil 15, an insulating plate 21 for heat insulation of the induction coil 15 is arranged.
  • the bracket 20 is bolted to a horizontally extending guide rod 22.
  • the latter is part of an adjusting device 23 for adjusting the induction coil 15 relative to the work table 2.
  • the guide rod 22 is fixed to a base 24 of the heater 14, which in turn is adjustable relative to the work table 2 via guide rails 25.
  • the induction coil 15 can be adjusted in its spatial position relative to the cutting blade 5 so that a desired portion of the cutting surface 13 can be heated by the induction coil 15.
  • the latter In the thus adjusted operating position of the induction coil 15, the latter is arranged fixedly to the work table 2, that is, it does not participate in the displacement of the separating knife 5 between the rest position and the separating position.
  • the heating of the cutting surface 13 via the induction coil 15 takes place in the rest position of the separating knife 5.
  • the induction coil 15 has a hot transfer surface 26, the geometry of which is adapted to the geometry of the cut surface 13 to be picked, that is, to the geometry of the cutting knife 5. Adjacent to the separating blade 5, the heat transfer surface 26 thus has a geometry corresponding to the cutting surface 13.
  • a temperature sensor 27 For detecting the temperature of the separating knife 5 is a temperature sensor 27.
  • the latter is designed as a non-contact measuring infrared detector.
  • the temperature sensor 27 is arranged adjacent to a section of the cut surface 13 which does not come into contact with the plastic profile to be cut during cutting. Such sections of the cut surface 13 are in particular adjacent to the knife clamping 8, 9 before.
  • Via a sensor holder 28, the temperature sensor 27 is fixed to the knife holder 10.
  • the temperature sensor 27 is thus arranged fixed to the knife.
  • the temperature sensor with the heater control 19 is in signal communication.
  • the latter is connected to the electrical supply unit 18 in a manner not shown in signal connection.
  • the temperature sensor is thus at least temporarily in signal connection with the, an energy source for the induction coil 15 representing, electrical supply unit 18.
  • the temperature sensor is designed as a contact sensor.
  • the temperature sensor is arranged in a receptacle of the separating knife 5 or in a receptacle of a component which is in good thermal contact with the separating knife 5.
  • a component may, for example, be one of the knife tensioners 8, 9 or a section of the knife holder 10 adjacent to the separating knife 5.
  • the separation device 1 is prepared for its operation and then operated as follows: First, using the temperature sensor 27, a calibration of the heating of the separation blade 5 by the induction coil 15. The aim of this calibration is about a separation cycle of the separation device 1, ie over the period from Beginning of a separating cut to the beginning, after a corresponding advance of the plastic profile to be cut, the next separating cut, a given temporal and possibly also spatial course of the blade temperature in the region of the cut surface 13.
  • the knife temperature is kept at +/- 5 ° C, preferably at +/- 3 ° C, exactly at a temperature between 120 and 200 ° C. When cutting while the cutting surface 13 is to maintain a predetermined cutting temperature within this tolerance.
  • the endless plastic profile along the conveying direction 2a is advanced by means of a conveyor drive, not shown.
  • a typical feed rate is 15 m / min.
  • the separating station 3 is conveyed synchronously with this profile feed in the conveying direction 2a. At the specified profile feed, for example, two to five cuts with the separator 1 can be performed.
  • the heating station 14 is not moved with the feed, but remains stationary.
  • the separating knife 5 is at least 5 s, preferably 10 s, heated, so that the required temperature stability is ensured.
  • the cutting blade 5 moves away from the induction coil 15 in the conveying direction 2a. From the release of the severing blade 5 from the induction coil 15 to the actual separating cut, typically 2 to 3 seconds pass, so that no appreciable temperature drop of the separating blade 5 takes place.
  • a control of the electrical supply unit 18 synchronized in time with the disconnection cycle by the heating control 19 can be carried out on the basis of corresponding default values as a result of the calibration.
  • the temperature of the cut surface 13 can be monitored at random by means of the temperature sensor 27 during selected separation cycles.
  • drift effects such. B. by a plastic coating on the cut surface 13, detected and corrected by appropriate signals to the heater control 19.
  • Such drift effects due to the formation of plastic deposits can, as measurements by the applicant have shown, lead to an undesirable drop in the actual knife temperature of up to 30 ° C.
  • the temperature sensor 27 can detect the separation knife temperature several times during the separation cycle. Alternatively, it is possible to continuously measure the severing blade temperature.
  • the temperature sensor may be formed in a variant, not shown, so that it detects the Trennmessertemperatur separately in multiple Trennmesser Symposiumen.
  • the temperature sensor can have a plurality of spatially distributed individual detectors or, in the case of a two-dimensional detection, several detection ranges.
  • the temperature sensor z. B. be designed as a thermal imaging camera with a two-dimensional detection area, are evaluated separately at the different detection areas.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung zum Ablängen von Kunststoffprofilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus der DE 21 36 573 A1 ist eine Schneidemaschine für Schaumstoffe bekannt, bei der ein endloses, bandförmiges Messer über Messerräder geführt wird, die zum Spannen und zum Antrieb des Messers diesen. Die Schneidleistung bekannter Trennvorrichtungen ist für anspruchsvolle Anwendungen zu niedrig.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Trennvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, dass eine erhöhte Schneidleistung resultiert.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Trennvorrichtung mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
  • Erfindungsgemäß wird über Induktion beheizt. Hierfür ist also kein Wärmeübertragungsmedium notwendig, wie dies bei einer Konvektionsheizung der Fall ist. Die elektrische Energie wird dem Trennmesser durch ein Magnetfeld übertragen. Der durch die Induktionsspule fließende Wechselstrom erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, welches im Messer einen bestimmten Strom zur Folge hat. Die über die Induktionsspule zugeführte elektrische Energie wird daher zunächst in magnetische Energie und diese dann im Messer als Wärme umgewandelt. Aufgrund des Skineffekts ist die Stromdichte an der Messeroberfläche, also dort, wo die Beheizung des Messers erwünscht ist, am größten. Es wird also insbesondere auch eine von der Induktionsspule abgewandte Messerrückseite beheizt, was zum Erzeugen eines sauberen Schnitts wesentlich sein kann. Im Inneren des Trennmessers erfolgt hingegen, da hier praktisch kein Strom mehr fließt, keine induktive Erwärmung. Induktiv wird also die Wärme dort erzeugt, wo sie zum Schneiden benötigt wird. Die Messertemperatur wird dabei durch die Heizeinrichtung auf der optimalen Schneidtemperatur gehalten. Letztere liegt je nach zu schneidendem Kunststoffmaterial zwischen 120 und 200 °C. Die optimale Schneidtemperatur kann mit der Heizeinrichtung innerhalb eines Toleranzbereichs von +/- 5 °C, bevorzugt von +/- 3 °C, gehalten werden. Die erfindungsgemäße Verstelleinrichtung ermöglicht eine optimale Ausrichtung der Induktionsspule zum zu beheizenden Trennmesser. Letzteres wird also genau dort beheizt, wo dies zum optimalen Schneiden erforderlich ist.
  • Eine Heizeinrichtung nach Anspruch 2 lässt sich einfach aufbauen, da insbesondere keine Vorkehrungen für eine bewegliche Versorgung der Heizeinrichtung getroffen werden müssen. Alternativ kann die Heiz-Induktionsspule zum Arbeitstisch auch angetrieben verlagerbar sein, falls dies, zum Beispiel zur Vermeidung einer Kollision zwischen der Induktionsspule und dem Trennmesser, erforderlich sein sollte.
  • Eine Induktionsspule nach Anspruch 3 gewährleistet eine energieeffiziente Messerheizung.
  • Eine Heizungssteuerung nach Anspruch 4 ermöglicht eine Anpassung der Induktionsheizung an sich ändernde Betriebsbedingungen der Trennvorrichtung, z. B. an wechselnde Trennmesser oder an verschiedene abzulängende Kunststoffmaterialien bzw. Profilgeometrien.
  • Es wurde ferner erkannt, dass es in vielen Fällen nicht ausreicht, die Heizeinrichtung alleine aufgrund von Erfahrungswerten anzusteuern. Der Temperatursensor gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine objektive Kontrolle des Betriebs der Trennvorrichtung. Abweichungen der Messertemperatur von Vorgabewerten können auf diese Weise erfasst und gegebenenfalls korrigiert werden.
  • Bei einer Trennvorrichtung nach Anspruch 6 ist eine Kalibrierung und auch eine Überwachung der Energiequelle auf Basis der Messwerte des Temperatursensors gewährleistet.
  • Eine Trennvorrichtung nach Anspruch 7 ermöglicht eine automatisierte Kalibrierung bzw. Überwachung der Energiequelle und damit der Messerheizung auf Grundlage der vom Temperatursensor erfassten Temperaturdaten.
  • Eine Anordnung des Temperatursensors nach Anspruch 8 gewährleistet eine unverfälschte Temperaturmessung.
  • Eine Anordnung des Temperatursensors nach Anspruch 9 verhindert eine Verfälschung des Messergebnisses durch eine Belagbildung auf dem Messer aufgrund des Schneidvorgangs.
  • Ein Infrarot-Detektor nach Anspruch 10 gewährleistet eine berührungslose Temperaturmessung. Der Infrarot-Detektor kann insbesondere auch als Wärmebildkamera ausgeführt sein, und so auch Informationen zur räumlichen Temperaturverteilung auf dem Trennmesser liefern.
  • Ein alternativer Temperatursensor nach Anspruch 11 lässt sich kostengünstig realisieren.
  • Ein Temperatursensor nach Anspruch 12 erlaubt eine feine Überwachung des thermischen Verhaltens des Trennmessers. Entsprechende zeitlich aufgelöste Messergebnisse können für eine entsprechende zeitliche Heizungssteuerung herangezogen werden. So ist es z. B. möglich, die Ansteuerung der Heizeinrichtung über die Heizungssteuerung synchronisiert zum Trennzyklus durchzuführen. Alternativ zur Erfassung der Trennmessertemperatur mehrmals während eines Trennzyklus ist auch ein kontinuierliches Messen der Temperatur durch den Temperatursensor möglich.
  • Eine bereichsweise Temperaturerfassung nach Anspruch 13 liefert weitere Detailinformationen zum thermischen Verhalten des Messers. Auf Grundlage dieser Informationen kann das Trennmesser z. B. hinsichtlich seiner Form oder Stärke optimiert werden. Zudem ist es möglich, auf Basis der räumlichen Informationen eine entsprechende, räumlich selektive Beheizung des Messers vorzunehmen.
  • Die räumlich selektive Erfassung kann durch mehrere Einzeldetektoren oder, bei flächiger Erfassung, durch mehrere Erfassungsbereiche realisiert werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
    • Fig. 1
    eine benachbart zu einer Messerebene geschnittene Seitenansicht einer Trennvorrichtung zum Ablängen von Kunststoffprofilen, wobei die Zeichen- ebene parallel zu einer Messebene der Trennvorrichtung liegt;
    Fig. 2
    eine teilweise geschnittene Seitenansicht gemäß Sichtlinie II in Fig. 1.
  • Eine insgesamt mit 1 bezeichnete Trennvorrichtung dient zum Ablängen von Endlos-Kunststoffprofilen, die insbesondere durch Extrusion erzeugt wurden. Die abzulängenden Kunststoffprofile werden auf einem Arbeitstisch 2 längs.einer Förderrichtung 2a (vgl. Fig. 2) gefördert. Zur Führung der abzulängenden bzw. abgelängten Kunststoffprofile dienen Führungsschienen vor und nach einer Trennstation 3 der Trennvorrichtung 1, von denen stellvertretend die Führungsschiene 4 (vgl. Fig. 2) dargestellt ist.
  • Die Trennstation 3 ist nach Art einer Guillotine aufgebaut. Ein metallisches Trennmesser 5 mit gegenüber einer Tischebene 6 des Arbeitstisches 2 schräg verlaufender Schneidkante 7 ist zwischen Messerspanner 8, 9 eingespannt. Die Messerspanner 8, 9 sind über Befestigungsschrauben an einem Messerhalter 10 festgelegt. Der Messehalter 10 ist, geführt an zwei Führungsstangen 11, 12, nach Art einer Guillotine zwischen einer in der Zeichnung dargestellten Ruheposition und einer dieser gegenüber nach unten verlagerten Trennposition angetrieben verlagerbar.
  • Beim Betrieb der Trennvorrichtung 1 wird das metallische Trennmesser 5 im Bereich einer Schnittfläche 13, also zwischen den beiden Messerspannern 8, 9, beheizt. Hierzu dient eine insgesamt mit 14 bezeichnete Heizeinrichtung. Letztere umfasst eine Induktionsspule 15, die der Schnittfläche 13 benachbart, diese aber nicht berührend, angeordnet ist. Die Induktionsspule 15 hat einen Stromversorgungsanschluss 16 zum Anschluss an eine elektrische Versorgungseinheit 18 und einen Steuerungsanschluss 17 zum Anschluss an eine schematisch dargestellte Heizungssteuerung 19.
  • Über Befestigungsschrauben ist die Induktionsspule 15 an einem Haltewinkel 20 angebracht. Zwischen dem Haltewinkel 20 und der Induktionsspule 15 ist eine Isolierplatte 21 zur Wärmeisolation der Induktionsspule 15 angeordnet. Der Haltewinkel 20 ist mit einer horizontal verlaufenden Führungsstange 22 verschraubt. Letztere ist Teil einer Verstelleinrichtung 23 zur Verstellung der Induktionsspule 15 relativ zum Arbeitstisch 2. Zur Ermöglichung weiterer Verstell-Freiheitsgrade ist die Führungsstange 22 an einem Grundkörper 24 der Heizeinrichtung 14 festgelegt, welcher wiederum gegenüber dem Arbeitstisch 2 über Führungsschienen 25 verstellbar ist. Mit der Verstelleinrichtung 23 kann die Induktionsspule 15 in ihrer räumlichen Position relativ zum Trennmesser 5 so einjustiert werden, dass ein gewünschter Abschnitt der Schnittfläche 13 durch die Induktionsspule 15 beheizt werden kann. In der so einjustierten Betriebsposition der Induktionsspule 15 ist Letztere fest zum Arbeitstisch 2 angeordnet, macht also die Verlagerung des Trennmessers 5 zwischen der Ruheposition und der Trennposition nicht mit. Das Beheizen der Schnittfläche 13 über die Induktionsspule 15 erfolgt in der Ruheposition des Trennmessers 5.
  • Die Induktionsspule 15 hat eine Warmübertragungsfläche 26, deren Geometrie an die Geometrie der zu beizenden Schnittfläche 13, also an die Geometrie des Trennmessers 5, angepasst ist. Benachbart zum Trennmesser 5 hat die Wärmeübertragungsfläche 26 also eine der Schnittfläche 13 entsprechende Geometrie.
  • Zur Erfassung der Temperatur des Trennmessers 5 dient ein Temperatursensor 27. Letzterer ist als berührungslos messender Infrarot-Detektor ausgebildet. Der Temperatursensor 27 ist einem Abschnitt der Schnittfläche 13 benachbart angeordnet, welcher beim Schneiden nicht mit dem abzulängenden Kunststoffprofil in Kontakt kommt. Derartige Abschnitte der Schnittfläche 13 liegen insbesondere benachbart zu den Messerspannem 8, 9 vor. Über einen Sensorhalter 28 ist der Temperatursensor 27 am Messerhalter 10 festgelegt. Der Temperatursensor 27 ist also messerfest angeordnet. Über eine nicht dargestellte Signalverbindung steht der Temperatursensor mit der Heizungssteuerung 19 in Signalverbindung. Letztere steht mit der elektrischen Versorgungseinheit 18 in ebenfalls nicht dargestellter Weise in Signalverbindung. Der Temperatursensor steht also mit der, eine Energiequelle für die Induktionsspule 15 darstellenden, elektrischen Versorgungseinheit 18 zumindest zeitweilig in Signalverbindung.
  • Bei einer nicht dargestellten Variante ist der Temperatursensor als Kontaktsensor ausgebildet. In diesem Falle ist der Temperatursensor in einer Aufnahme des Trennmessers 5 oder in einer Aufnahme einer Komponente, die mit dem Trennmesser 5 in gutem Wärmekontakt steht, angeordnet. Bei einer derartigen Komponente kann es sich beispielsweise um einen der Messerspanner 8, 9 oder um einen dem Trennmesser 5 benachbarten Abschnitt des Messerhalters 10 handeln.
  • Die Trennvorrichtung 1 wird folgendermaßen auf ihren Betrieb vorbereitet und dann betrieben: Zunächst erfolgt mit Hilfe des Temperatursensors 27 eine Kalibrierung der Beheizung des Trennmessers 5 durch die Induktionsspule 15. Ziel dieser Kalibrierung ist es, über einen Trennzyklus der Trennvorrichtung 1, also über den Zeitraum vom Beginn eines Trennschnitts bis zum Beginn, nach einem entsprechenden Vorschub des abzulängenden Kunststoffprofils, des nächsten Trennschnitts, einen vorgegebenen zeitlichen und gegebenenfalls auch räumlichen Verlauf der Messertemperatur im Bereich der Schnittfläche 13 einzuhalten. Die Messertemperatur wird auf +/- 5 °C, bevorzugt auf +/- 3 °C, genau auf einer Temperatur zwischen 120 und 200°C gehalten. Beim Schneiden soll dabei die Schnittfläche 13 eine vorgegebene Schneidtemperatur innerhalb dieses Toleranzbereichs einhalten. Zur Kalibrierung erfolgt zunächst die Versorgung der Induktionsspule 15, gesteuert über die Heizungssteuerung 19, durch die elektrische Versorgungseinheit 18 anhand eines Erfahrungswertes. Anschließend werden in einem Testlauf der Trennvorrichtung 1 mehrere Trennzyklen durchlaufen und es wird der zeitliche Verlauf der Temperatur des Trennmessers 5, gemessen mit Hilfe des Temperatursensors 27, aufgezeichnet. Anhand der Abweichung des gemessenen zeitlichen Temperaturverlaufes von einem Soll-Temperaturverlauf erfolgt nun eine Korrektur der Vorgabewerte für die elektrische Versorgungseinheit 18 durch die Heizungssteuerung 19. Dieser Testlauf-Betrieb wird solange wiederholt, bis, in einem iterativen Prozess, der gemessene zeitliche Temperaturverlauf sich ausreichend an den Soll-Temperaturverlauf angenähert hat. Anschließend ist die Trennvorrichtung 1 betriebsbereit. Das Trennmesser 5 hat dann zum Ablängen des Kunststoffprofils während aufeinander folgender Trennzyklen stets die optimale Temperatur. Während der Trennzyklen wird das Endlos-Kunststoffprofil längs der Förderrichtung 2a mit Hilfe eines nicht dargestellten Förderantriebs vorgeschoben. Eine typische Vorschubgeschwindigkeit liegt bei 15 m/min. Während der Durchführung des Trennschnittes wird die Trennstation 3 synchron mit diesem Profilvorschub in der Förderrichtung 2a mitgefördert. Bei dem angegebenen Profilvorschub können zum Beispiel zwei bis fünf Trennschnitte mit der Trennvorrichtung 1 durchgeführt werden.
  • Die Heizstation 14 wird nicht mit dem Vorschub mitbewegt, sondern bleibt ortsfest. Pro Trennzyklus wird das Trennmesser 5 mindestens 5 s, bevorzugt 10 s, beheizt, sodass die erforderliche Temperaturkonstanz gewährleistet ist. Beim synchronisierten Vorschieben entfernt sich das Trennmesser 5 von der Induktionsspule 15 in der Förderrichtung 2a. Ab dem Lösen des Trennmessers 5 von der Induktionsspule 15 bis zum eigentlichen Trennschnitt vergehen typisch 2 bis 3 s, sodass kein nennenswerter Temperaturabfall des Trennmessers 5 stattfindet.
  • Es kann insbesondere eine zeitlich auf den Trennzyklus hin synchronisierte Ansteuerung der elektrischen Versorgungseinheit 18 durch die Heizungssteuerung 19 anhand entsprechender Vorgabewerte als Ergebnis der Kalibrierung erfolgen.
  • Während des Betriebs der Trennvorrichtung 1 kann stichprobenweise die Temperatur der Schnittfläche 13 mit Hilfe des Temperatursensors 27 während ausgewählter Trennzyklen überwacht werden. Auf diese Weise können Drifteffekte, z. B. durch eine Kunststoffbelagbildung auf der Schnittfläche 13, erkannt und durch entsprechende Signale an die Heizungssteuerung 19 auskorrigiert werden. Derartige Drifteffekte durch Kunststoffbelagbildung können, wie Messungen der Anmelderin gezeigt haben, zu einem unerwünschten Abfall der Ist-Messertemperatur bis zu 30 °C führen.
  • Zur Erfassung des zeitlichen Temperaturverlaufes während eines Trennzyklus kann der Temperatursensor 27 die Trennmessertemperatur mehrmals während des Trennzyklus erfassen. Alternativ ist es möglich, die Trennmessertemperatur kontinuierlich zu messen.
  • Der Temperatursensor kann bei einer nicht dargestellten Variante so ausgebildet sein, dass er die Trennmessertemperatur in mehreren Trennmesserbereichen separat erfasst. Hierzu kann der Temperatursensor mehrere, räumlich verteilte Einzeldetektoren oder, bei einer flächigen Erfassung, mehrere Erfassungsbereiche aufweisen. Bei der letzten Variante kann der Temperatursensor z. B. als Wärmebildkamera mit einem zweidimensionalen Erfassungsbereich gestaltet sein, bei der verschiedene Erfassungsbereiche getrennt ausgewertet werden.
  • Durch die somit erfolgende, räumlich selektive Trennmessertemperaturerfassung lassen sich exakte Rückschlüsse auf die Temperaturverteilung im Trennmesser z. B. während des Schnitts ziehen.
  • Aufgrund der so gewonnen Informationen kann beispielsweise eine Anpassung der Form der Wärmeübertragungsfläche 26 der Induktionsspule 15 erfolgen. Alternativ ist eine selektive räumliche Anpassung der Wärmeübertragung durch eine entsprechende Unterteilung der Induktionsspule in verschiedene, separat angesteuerte Einzelspulen möglich.
  • Durch die exakte Vorgabe der Messertemperatur mit Hilfe der Trennvorrichtung 1 wird ein optimierter Trennschnitt erzeugt. Insbesondere erfolgt beim Trennen keine unerwünschte plastische Verformung des Kunststoffprofils im Bereich der Trennebene, wie dies bei einer zu geringen Messertemperatur der Fall sein kann. Auch eine übermäßige Belagbildung auf dem Trennmesser wird vermieden, wie dies bei einer zu hohen Messertemperatur der Fall sein kann.

Claims (13)

  1. Trennvorrichtung (1) zum Ablängen von Kunststoffprofilen
    - mit einem Arbeitstisch (2), über den das Kunststoffprofil geführt ist,
    - mit einem relativ zum Arbeitstisch (2) angetriebenen, metallischen Trennmesser (5),
    - mit einer Heizeinrichtung (14) zum Beheizen des Trennmessers (5),
    - mit einer Energiequelle (18) für die Heizeinrichtung (14),
    - wobei die Heizeinrichtung (14) eine vom Trennmesser (5) beabstandete, induktive Heiz-Induktionsspule (15) aufweist und
    - wobei die Energiequelle (18) eine elektrische Versorgungseinheit zur Spannungsversorgung der Induktionsspule (15) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstelleinrichtung (23) zur Vorgabe einer Relativposition der Heiz-Induktionsspule (15) zum Trennmesser (5) vorgesehen ist.
  2. Trennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiz-Induktionsspule (15) arbeitstischfest angeordnet ist.
  3. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiz-Induktionsspule (15) eine Wärmeübertragungsfläche (26) aufweist, deren Geometrie an die Geometrie des Trennmessers (5) angepasst ist.
  4. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (14) eine Heizungssteuerung (19) umfasst, die mit der elektrischen Versorgungseinheit (18) in Signalverbindung steht.
  5. Trennvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (27) zur Erfassung der Temperatur des Trennmessers (5) vorgesehen ist.
  6. Trennvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (27) mit der Energiequelle (18) zumindest zeitweilig in Signalverbindung steht.
  7. Trennvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (27) mit einer Heizungssteuerung (19) in Signalverbindung steht.
  8. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (27) messerfest angeordnet ist.
  9. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (27) so angeordnet ist, dass er die Trennmessertemperatur dort misst, wo das Trennmesser (5) beim Schneiden nicht mit dem Kunststoffprofil in Kontakt kommt.
  10. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (27) als Infrarot-Detektor ausgebildet ist, der dem Trennmesser (5) benachbart angeordnet ist.
  11. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (27) als Kontaktsensor ausgebildet ist, der in einer Aufnahme des Trennmessers (5) oder einer mit dem Trennmesser (5) in gutem Wärmekontakt stehenden Komponente (8, 9, 10) angeordnet ist.
  12. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (27) so ausgebildet ist, dass er die Trennmessertemperatur mehrmals während eines Trennzyklus erfasst.
  13. Trennvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (27) so ausgebildet ist, dass er die Trennmessertemperatur in mehreren Trennmesserbereichen separat erfasst.
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