EP2616577B1

EP2616577B1 - Faserschneidvorrichtung

Info

Publication number: EP2616577B1
Application number: EP11770689.5A
Authority: EP
Inventors: Matthias Feil
Original assignee: Schmidt und Heinzmann GmbH and Co KG
Current assignee: Schmidt und Heinzmann GmbH and Co KG
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-09-12
Publication date: 2015-08-12
Anticipated expiration: 2031-09-12
Also published as: WO2012034675A2; CA2812183C; US9308659B2; EP2616577A2; DE102010045702A1; CA2812183A1; WO2012034675A3; US20130213204A1

Description

Stand der Technik

Aus der DE 10 2007 052 586 ist bereits eine Konverterschneidvorrichtung für einen Konverter, der dazu vorgesehen ist, eine Endlosfaser in geschnittene Fasern zu konvertieren, mit um eine Rotationsachse einer rotierend antreibbaren Schneideinheit, die ein Schneidmittel mit einer Schneide umfasst, bekannt.
Aus der WO 2008/025 382 ist einen Rotordusekonverter zum Konvertieren von einem oder mehreren Endlosgarn/en in Stapelfasern mittels einer Rotorduse und einer Schneide bekannt, wobei die Dusenfunktion in den Rotor integriert ist und das Garn um einen Winkel von weniger als go' umgelenkt wird. Die Druckshrift offenbart lediglich eine Verkippung des Schneidmittels um eine durch die Schneide verlaufende Achse und eine mögliche Verkippung des Schneidmittels um eine weitere Achse. Jedoch eine konkrete Ausrichtung oder ein konkreter Verlauf der weiteren Achse relativ zur Rotationsachse ist nicht offenbart.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einer Konverterschneidvorrichtung für einen Konverter, der dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Endlosfaser in geschnittene Fasern zu konvertieren, mit wenigstens einer rotierend antreibbaren Schneideinheit, die zumindest ein Schneidmittel mit zumindest einer Schneide umfasst.
Es wird vorgeschlagen, dass das Schneidmittel mit einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse orientiert ist, einen Schneidwinkel ungleich 0 Grad einschließt. Dadurch kann ein Verschleiß der Schneideinheit verringert werden. Zudem kann dadurch eine Schnittleitung der Konverterschneidvorrichtung im Vergleich zu bekannten Konverterschneidvorrichtungen beibehalten werden, wodurch ein Konverter bereitgestellt werden kann, der eine vorteilhaft lange Standzeit und eine vorteilhaft hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit aufweist.
Unter einer "Schneideinheit" soll dabei insbesondere eine Gruppe von fest miteinander verbundenen Bauteilen verstanden werden, die insgesamt rotierend angetrieben werden kann. Unter einem "Schneidmittel" soll insbesondere ein Bauteil der Schneideinheit verstanden werden, dass die wenigstens eine Schneide aufweist. Unter einer "Schneide" des Schneidmittels soll dabei insbesondere eine Seitenkante des Schneidmittels verstanden werden, in der zwei Flächen des Schneidmittels in einem spitzen Winkel aneinander grenzen. Die Schneide ist damit idealerweise durch eine Linie beschreibbar, die entlang der Seitenkante, die die Schneide ausbildet, verläuft. Die Schneide weist eine Länge von zumindest 5 Millimeter, bevorzugt eine Länge von zumindest 10 Millimeter und besonders vorteilhaft eine Länge von ca. 20 Millimeter bis 30 Millimeter auf, wobei grundsätzlich auch größere Längen denkbar sind. Die Schneide ist dabei als eine Gerade ausgebildet. Unter "vorgesehen" soll insbesondere speziell ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
Unter einem "Schneidwinkel", den das Schneidmittel mit der Ebene einschließt, soll dabei insbesondere ein Winkel verstanden werden, den das Schneidmittel zumindest im Bereich der Schneide mit der Ebene senkrecht zu der Rotationsachse einschließt. Vorzugsweise ist der Schneidwinkel als ein Winkel ausgebildet, den eine Unterseite des Schneidmittels mit einer Bewegungsrichtung des Schneidmittels in der Ebene einschließt. Unter eine "Bewegungsrichtung" soll dabei insbesondere ein Richtungsvektor verstanden werden, der eine vorgesehene Schneidbewegungsrichtung eines beliebigen Punkts der Schneide zu einem beliebigen Zeitpunkt definiert. Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Schneidmittel den Schneidwinkel ungleich 0 Grad in wenigstens einem Punkt der Schneide, vorzugsweise jedoch über eine gesamte Länge der Schneide aufweist. Dadurch kann erreicht werden, dass die gesamte Schneide mit der Ebene senkrecht zur Rotationsachse einen Winkel ungleich 0 Grad einschließt. Zur Bestimmung des Schneidwinkels wird vorteilhafterweise ein Punkt der Schneide verwendet, der den geringsten Abstand zu der Rotationsachse der Schneideinheit aufweist. Grundsätzlich kann der Schneidwinkel entlang eines Verlaufs der Schneide unterschiedliche Winkel aufweisen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das wenigstens eine Schneidmittel einen Schneidwinkel von ca. 1 Grad aufweist. Durch einen Schneidwinkel von ca. 1 Grad kann ein besonders niedriger Verschleiß der Schneide erreicht werden, wodurch eine besonders hohe Standzeit erreicht werden kann. Unter "ca." soll dabei verstanden werden, dass der Schneidwinkel in einem Bereich zwischen 0,5 Grad und 1,5 Grad und besonders vorteilhaft in einem Bereich zwischen 0,8 und Grad 1,2 Grad liegt.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Schneideinheit wenigstens ein Schneidauflageelement umfasst, das für das Schneidmittel den Schneidwinkel ungleich Null definiert. Dadurch kann das Schneidmittel einfach ausgestaltet werden, wobei insbesondere herkömmliche Schneidmittel weiter verwendet werden können. Unter einem "Schneidauflageelement" soll dabei insbesondere ein Element verstanden werden, dass eine definierte Auflagefläche für das Schneidmittel aufweist, deren Neigung den Schneidwinkel definiert.
Die Schneide umfasst einen inneren Punkt und einen äußeren Punkt, zwischen denen sie einen axialen Schneidenversatz aufweist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Anlage des Schneidelements an einem Gegenschneidelement erreicht werden, wodurch die Endlosfaser zuverlässig geschnitten werden kann. Unter einem "axialen Schneidenversatz" soll dabei verstanden werden, dass der innere Punkt der Schneide in axialer Richtung gegenüber dem äußeren Punkt der Schneide versetzt ist. Unter einer "axialen Richtung" soll dabei insbesondere eine Richtung parallel zu der Rotationsachse der Schneideinheit verstanden werden. Unter einem "inneren Punkt" der Schneide soll ein Punkt der Schneide verstanden werden, der den geringsten Abstand von der Rotationsachse der Schneideinheit aufweist. Unter einem "äußeren Punkt" der Schneide soll ein Punkt der Schneide verstanden werden, der den größten Abstand von der Rotationsachse der Schneideinheit aufweist.
Die Konverterschneidvorrichtung weist wenigstens eine feststehende Gegenschneideinheit mit zumindest einem Gegenschneidmittel, das eine Gegenschneide ausbildet, auf. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Gegenschneide bereitgestellt werden. Unter "feststehend" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Gegenschneideeinheit zumindest in einem Normalbetrieb fest steht. Grundsätzlich kann zumindest das Gegenschneidmittel verstellbar sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Schneide und die wenigstens eine Gegenschneide für einen Scherenschnitt vorgesehen. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Schnittwirkung erreicht werden. Unter einem "Scherenschnitt" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass ein Schnittpunkt der Schneide mit der Gegenschneide während einer Schneidbewegung wandert, wobei vorzugsweise der Schnittpunkt ausgehend von dem inneren Punkt der Schneide sukzessive in Richtung des äußeren Punktes der Schneide wandert. Unter einem "Schnittpunkt" soll dabei insbesondere ein Punkt verstanden werden, an dem sich die Schneide und die Gegenschneide in einer Projektionsebene senkrecht zu der Rotationsachse der Schneideinheit kreuzen.
Vorzugsweise schließt das wenigstens eine Gegenschneidmittel mit einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse orientiert ist, einen Schneidwinkel von ca. 0 Grad ein. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Scherenschnitt erreicht werden. Unter einem Schneidwinkel von ca. 0 Grad soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Gegenschneide des Gegenschneidmittels in einer Ebene verläuft, die senkrecht zu der Rotationsachse der Schneideinheit orientiert ist. Unter "ca." soll in diesem Zusammenhang eine Abweichung von maximal 0,5 Grad und besonders vorteilhaft eine Abweichung von maximal 0,2 Grad verstanden werden.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Schneide und die Gegenschneide einen maximalen Schneidabstand aufweisen, der kleiner ist als der Schneidversatz der Schneide. Dadurch kann ein besonders vorteilhafter Schnitt erreicht werden. Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass die Schneide über wenigstens einen Bereich der Schneidbewegung an der Gegenschneide anliegt, wodurch ein besonders sauberer und sicherer Schnitt der Endlosfaser realisiert werden kann. Unter einem "Schneidabstand" soll dabei insbesondere ein Abstand zwischen dem inneren Punkt der Schneide und der Gegenschneid verstanden werden. Der Schneidabstand ist vorteilhafterweise größer als Null und kleiner als 0,1 Millimeter, wobei ein Schneidabstand kleiner als 0,01 Millimeter besonders vorteilhaft ist.
In einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Konverterschneidvorrichtung zumindest eine der zumindest einen Gegenschneide zugeordnete Endlosfaserzuführung umfasst, die dazu vorgesehen ist, wenigstens zwei Endlosfasern gleichzeitig im Bereich der Gegenschneide in einen Schneidraum einzubringen. Dadurch kann eine besonders hohe Schnittleistung erreicht werden, da mittels eines einzigen Scherenschnitts die zumindest zwei Endlosfasern gleichzeitig geschnitten werden können. Unter "im Bereich der Gegenschneide" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Endlosfaser unmittelbar vor der Gegenschneide in den Schneidraum eingebracht werden, wodurch sich bei einer Schnittbewegung die beiden Endlosfasern zwischen der Schneide und der Gegenschneide befinden.
Vorzugsweise weist die Endlosfaserzuführung zumindest zwei der einen Gegenschneide zugeordnete Faseraustrittsöffnungen auf. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung erreicht werden. Unter "zugeordnet" soll dabei insbesondere verstanden werden, dass eine durch die Faseraustrittsöffnung durchgeführte Endlosfaser mittels der Gegenschneide geschnitten wird.
Weiter wird ein Konverter, der dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Endlosfaser in geschnittene Fasern zu konvertieren, mit einer erfindungsgemäßen Konverterschneidvorrichtung vorgeschlagen.
Vorzugsweise weist dabei die Konverterschneidvorrichtung zumindest drei um die Rotationsachse der Schneideinheit verteilte Gegenschneideinheiten auf. Dadurch kann ein Konverter bereitgestellt werden, bei dem bei einer einzigen Drehbewegung der Schneideinheit einmal um ihre Rotationsachse eine Mehrzahl von Endlosfasern, insbesondere Endlosfasern unterschiedlicher Dicke und/oder unterschiedlicher Art, gleichzeitig geschnitten werden, wodurch eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung eines Konverters, insbesondere mit einer hohen Schnittleistung, einfach realisiert werden kann. Vorzugsweise umfasst die Konverterschneidvorrichtung einen zentralen Schneidraum, in dem die drehbar angeordnete Schneideinheit und die zumindest drei feststehenden Gegenschneideinheiten angeordnet sind. Besonders bevorzugt sind die zumindest drei Gegenschneideinheiten gleichmäßig um die Rotationsachse der Schneideinheit verteilt.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Konverter eine Faservorzugsvorrichtung zur Zuführung wenigstens einer Endlosfaser aufweist, die wenigstens eine Walzenvorzugseinheit und zumindest eine Druckluftvorzugseinheit aufweist. Dadurch kann eine vorteilhaft einfache Beförderung der zumindest einen Endlosfaser erreicht werden, wodurch der Konverter eine zuverlässig hohe Schnittleistung aufweisen kann. Vorzugsweise ist dabei die Druckluftfördereinheit zur Einfädelung der Endlosfaser vorgesehen, wodurch eine Endlosfaser einfach in die Faservorzugsvorrichtung eingefädelt werden kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Druckluftvorzugseinheit zumindest ein eingangsseitiges Führungsrohr und ein ausgangsseitiges Führungsrohr aufweist. Dadurch kann eine vorteilhafte Ausgestaltung der Faservorzugsvorrichtung erreicht werden, die insbesondere einen zuverlässigen Normalbetrieb und eine einfache Einfädelung der Endlosfaser ermöglicht.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Walzenvorzugseinheit wenigstens eine Vorzugswalze aufweist, die zwischen den Führungsrohren der Druckluftvorzugseinheit angeordnet ist. Dadurch kann die Faservorzugseinheit besonders vorteilhaft ausgestaltet werden. Insbesondere kann dadurch ein sicherer Transport der Endlosfaser erreicht werden, während zeitgleich eine Vorzugsgeschwindigkeit vorteilhaft eingestellt werden kann.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:

Fig. 1: einen Querschnitt durch eine Schneideinheit einer Konverterschneidvorrichtung,
Fig. 2: die Schneideinheit in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 3: eine Aufsicht auf die Schneideinheit,
Fig. 4: eine Gesamtansicht einer Unterseite der Konverterschneidvorrichtung und
Fig. 5: eine Faservorzugsvorrichtung zur Zuführung einer Endlosfaser.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figuren 1 bis 4 zeigen einen Konverter, der dazu vorgesehen ist, Endlosfasern in geschnittene Fasern zu konvertieren. Der Konverter umfasst eine Konverterschneidvorrichtung 10 und eine Faservorzugsvorrichtung 37. Die Faservorzugsvorrichtung 37 führt die Endlosfasern mit einer einstellbaren Vorzugsgeschwindigkeit der Konverterschneidvorrichtung 10 zu. Die Konverterschneidvorrichtung 10 zerschneidet die Endlosfasern in kurze geschnittene Fasern.
Die Konverterschneidvorrichtung 10 umfasst eine drehbar angeordnete Schneideinheit 12 und eine feststehende Gegenschneideinheit 19. Weiter umfasst die Konverterschneidvorrichtung 10 einen Antrieb 43 für die Schneideinheit 12. Der Antrieb 43 umfasst eine nicht näher dargestellte Antriebsmaschine mit einer Antriebswelle 44, mit der die Schneideinheit 12 verbunden ist. Die Schneideinheit 12 bildet einen Schneidkopf aus, der mittels der Antriebsmaschine rotierend angetrieben werden kann.
Die Schneideinheit 12 ist mehrteilig ausgebildet. Die Schneideinheit 12 umfasst einen Grundkörper 45, der eine Aufnahme zur Anbringung der Antriebswelle 44 der Antriebsmaschine bereitstellt. Weiter umfasst die Schneideinheit 12 ein Schneidmittel 13, das fest mit dem Grundkörper 45 verbunden ist. Zur Anbindung des Schneidmittels 13 an den Grundköper 45 umfasst die Schneideinheit 12 eine Schneidenaufnahme mit einem Schneidenauflageelement 16 und einer Klemmbefestigung 46. Zudem umfasst die Schneideinheit 12 eine Abdeckung 47, die die Schneidaufnahme überdeckt.
Die Klemmbefestigung 46 umfasst eine Klemmscheibe 48 und eine Schraube 49 zur Bereitstellung einer Klemmkraft. Das Schneidmittel 13 der Schneideinheit 12 ist zwischen der Klemmscheibe 48 der Klemmbefestigung 46 und dem Schneidauflageelement 16 eingespannt. Die Schraube 49 der Klemmbefestigung ist in den Grundkörper 45 eingeschraubt. Ausgehend von einem Kopf der Schraube 49 durchsetzt die Schraube 49 nacheinander die Klemmscheibe 48, das Schneidmittel 13 und das Schneidenaufnahmeelement 16, bevor sie in ein Gewinde in dem Grundköper 45 eingreift.
Der Grundkörper 45 und die Abdeckung 47 weisen in einer Querschnittsebene, die senkrecht zu einer Rotationsachse 36 der Schneideinheit 12 verläuft, einen im Wesentlichen runden Querschnitt auf. Das Schneidmittel 13 der Schneideinheit 12 ragt in Bezug auf die Rotationsachse 36 seitlich über den Querschnitt des Grundkörpers 45 hinaus. Das Schneidmittel 13 ist dabei dezentral an dem Grundköper 45 befestigt. Insbesondere die Schneidenaufnahme mit der Klemmbefestigung 46 ist versetzt zu der Rotationsachse 36 angeordnet.
Das Schneidmittel 13 und die Schneidaufnahme bilden eine Unwucht aus. Die Abdeckung 47, die die Schneidaufnahme überdeckt, bildet ein Gegengewicht aus. Die Schneideinheit 12 weist somit in Bezug auf die Rotationsachse 36 eine symmetrische Gewichtsverteilung auf.
Die Schraube 49 der Klemmbefestigung 46 ist in etwa mittig zwischen der Rotationsachse 36 und einem Rand des Grundkörpers 45 angeordnet. Die Schneidaufnahme erstreckt sich über einen Bereich, der in etwa eine Hälfte des Grundkörpers 45 einnimmt. Das Schneidmittel 13 der Schneideinheit 12 ist somit in Bezug auf die Rotationsachse 36 asymmetrisch angeordnet.
Das Schneidmittel 13 weist zwei stumpfe Seitenkanten 50, 51 und zumindest eine scharfe Seitenkante 52 auf. Eine vierte nicht näher dargestellte Seitenkante kann ebenfalls scharf sein. Die beiden stumpfen Seitenkanten 50, 51 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Sie verlaufen nahezu parallel zueinander. Die beiden scharfen Seitenkanten, von denen lediglich die Seitenkante 52 dargestellt ist, sind ebenfalls einander gegenüberliegend angeordnet. Die stumpfen Seitenkanten 50, 51 und die scharfen Seitenkante 52 stehen in einem Winkel von ca. 45 Grad bzw. 135 Grad aufeinander. Das Schneidmittel 13 weist somit eine Form auf, die näherungsweise einem Parallelogramm entspricht.
Die beiden stumpfen Seitenkanten 50, 51, zwischen denen die scharfe Seitenkante 52 angeordnet ist, ragen aus dem Grundköper 45 heraus. Die scharfe Seitenkante 52 ist damit außerhalb des Grundkörpers 45 angeordnet und bildet eine Schneide 14 aus, mittels der die Endlosfaser geschnitten wird.
In einem Schneidbetrieb wird die Schneideinheit 12 rotierend angetrieben. Eine Schneidbewegung ist damit als eine Drehbewegung um die Rotationsachse 36 der Schneideinheit 12 ausgebildet. Eine Bewegungsrichtung 53, mit der das Schneidmittel 13 bewegt wird, ist damit in Bezug auf die Rotationsachse 36 in Umfangsrichtung gerichtet. Die vorgesehene Bewegungsrichtung 53, die das Schneidmittel 13 ausführt, ist damit durch eine Tangente eines Kreises definiert, der die Rotationsachse 36 als Mittelpunkt aufweist und den die Rotationsachse 36 senkrecht durchsetzt.
Das Schneidmittel 13 schließt mit der vorgesehenen Bewegungsrichtung 53 einen Winkel ungleich 0 Grad ein. Das Schneidmittel 13 schließt damit mit einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse 36 orientiert ist, einen Schneidwinkel 15 ungleich 0 Grad ein. Zur Einstellung des Schneidwinkels 15 ist das gesamte Schneidmittel 13 um eine Kippachse 61, die in der Ebene parallel zu der Rotationsachse 36 verläuft, gekippt.
Das Schneidmittel 13 ist plattenförmig ausgebildet, d.h. weist eine im Wesentlichen konstante Dicke auf, die deutlich kleiner ist als eine Länge der Seitenkanten 50, 51, 52. Das Schneidmittel 13 weist damit zwei parallel zueinander verlaufende Hauptflächen auf, die eine Oberseite 54 und eine Unterseite 55 des Schneidmittels 13 ausbilden. Die Unterseite 55 des Schneidmittels 13 ist der Gegenschneideinheit 19 zugewandt.
Der Schneidwinkel 15 des Schneidmittels 13 ist durch die Unterseite 55 definiert. Der Schneidwinkel 15 ist damit durch einen Verlauf der Unterseite 55 in einer Querschnittsebene darstellbar, in der ein Richtungsvektor liegt, der die Bewegungsrichtung 53 definiert. Die Hauptrotationsachse 36, deren Projektion in der Querschnittsebene darstellbar ist, verläuft in dieser Querschnittsebene senkrecht zu der Bewegungsrichtung 53. Die Querschnittsebene zur Bestimmung des Schneidwinkels 15 ist damit durch die Bewegungsrichtung 53 und die Projektion der Rotationsachse 36 definiert.
Die Kippachse 61 verläuft senkrecht zu der Rotationsachse 36. Die Seitenkante 50 verläuft parallel zu der Kippachse 61. Die Kippachse 61 selber weist damit einem Verlauf auf, der nahezu einem radialen Verlauf in Bezug auf die Rotationsachse 36 entspricht. Ein minimaler Abstand zwischen der Kippachse 61 und der Rotationsachse 36 ist nahezu Null.
Die Schneide 14 des Schneidmittels 13 ist linear. Die Schneide weist eine Länge von ca. 20 Millimeter auf. Das Schneidmittel 13 weist damit über die gesamte Länge der Schneide 14 den gleichen Schneidwinkel 15 auf. Der Schneidwinkel 15, den das Schneidmittel 13 aufweist, beträgt ca. 1 Grad. In Bezug auf die Schneide 14 ist der Schneidwinkel 15 negativ, d.h., sie bewirkt, dass während einer Schneidbewegung ein Abstand zwischen der Schneide 14 und einer Gegenschneide 25 in einem Schnittpunkt geringer wird.
Die beiden stumpfen Seitenkanten 50, 51 des Schneidmittels 13 bilden eine Vorderseite und eine Rückseite des Schneidmittels 13 aus. Bei einer Schneidbewegung läuft zunächst ein Punkt der als Vorderseite ausgebildeten Seitenkante 50 über einen feststehenden Punkt beispielsweise an der Gegenschneideinheit 19, bevor ein äuqivalenter Punkt der als Rückseite ausgebildeten Seitenkante 51 über diesen Punkt läuft.
In einer Ebene senkrecht zu der Rotationsachse 36 der Schneideinheit weist die Schneide 14 einen Verlauf auf, der schräg zu der Bewegungsrichtung ausgerichtet ist. Die Schneide 14 umfasst damit einen inneren Punkt 17, der den geringsten Abstand zu der Rotationsachse 36 aufweist und einen äußeren Punkt 18, der den größten Abstand zu der Rotationsachse 36 aufweist.
Der Schneidwinkel 15, definiert als der Winkel, den die Unterseite 55 des Schneidmittels 13 mit der Ebene senkrecht zur Rotationsachse 36 einschließt, und zwar ausgehend von dem inneren Punkt 17 parallel zu der Bewegungsrichtung 53, bewirkt, dass die Schneide 14 mit der Ebene senkrecht zu der Rotationsachse ebenfalls einen Winkel ungleich 0 Grad einschließt. Durch den negativen Schneidwinkel 15 verläuft die Schneide 14 ausgehend von dem inneren Punkt 17 schräg in Richtung der Gegenschneideinheit 19. Der innere Punkt 17 der Schneide 14 ist entlang der Rotationsachse 36 gegen den äußeren Punkt 18 der Schneide 14 axial versetzt. Die Schneide 14 weist damit einen Schneidversatz 28 auf, der einem axialen Abstand der beiden Punkte 17, 18 der Schneide 14 entspricht.
Die Gegenschneideinheit 19 umfasst ein Gegenschneidmittel 22, dass eine der Schneideinheit 12 zugewandte Oberseite aufweist, die senkrecht zu der Rotationsachse 36 der Schneideinheit verläuft. Das Gegenschneidmittel 22 schließt damit mit einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse 36 orientiert ist, einen Schneidwinkel von 0 Grad ein. Die Oberseite des Gegenschneidmittels 22 verläuft dabei parallel zu der Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse 36 der Schneideinheit 12 orientiert ist. Das Gegenschneidmittel 22 bildet eine Gegenschneide 25 aus, die in Bezug auf die Rotationsachse 36 der Schneideinheit 12 in radialer Richtung verläuft.
Ein Schneidabstand zwischen dem Schneidmittel 13 der Schneideinheit 12 und dem Gegenschneidmittel 22 der Gegenschneideinheit 19 ist kleiner als der Schneidversatz 28 des Schneidmittels 13. Der Schneidabstand ist dabei definiert als ein Abstand, den der innere Punkt 17 der Schneide 14 von der Gegenschneide 25 beabstandet ist. Der Schneidabstand beträgt ca. 0,01 Millimeter.
Während einer Schneidbewegung läuft der innere Punkt 17 mit Abstand über die Gegenschneide 25 hinweg. In einem weiteren Verlauf der Schneidbewegung laufen nacheinander sämtliche Punkte zwischen dem inneren Punkt 17 der Schneide 14 und dem äußeren Punkt 18 der Schneide 14 über die Gegenschneide 25 hinweg. Die Schneibewegung ist damit als ein Scherenschnitt ausgebildet, für den die Schneide 14 und die Gegenschneide 25 vorgesehen sind.
Durch den negativen Schneidwinkel 15 tritt während der Schneidbewegung einer der Punkte, die zwischen dem inneren Punkt 17 und dem äußeren Punkt 18 der Schneide 14 angeordnet sind, in Kontakt mit der Gegenschneide 25. Der negative Schneidwinkel 15 bewirkt im weiteren Verlauf der Schneidbewegung eine Anpresskraft der Schneide 14 an die Gegenschneide 25. Im Verlauf der Schneidbewegung wird dabei ein Abstand zwischen der Schneide 14 und der Gegenschneide 25 gleich Null.
Die Konverterschneidvorrichtung 10 umfasst einen Schneidraum 32, in der die Schneideinheit 12 und die Gegenschneideinheit 19 angeordnet sind. Weiter umfasst die Konverterschneidvorrichtung 10 eine Endlosfaserzuführung 29, die dazu vorgesehen ist, zwei oder mehr Endlosfasern zeitgleich in den Schneidraum 32 einzubringen. Die Endlosfaserzuführung 29 ist dabei lediglich der einen Gegenschneide 25 der Gegenschneideinheit 19 zugeordnet, d.h. die zeitgleich in den Schneidraum 32 eingebrachten Endlosfasern werden während einer Schneidbewegung der Schneide 14 mit der Gegenschneide 25 geschnitten.
Die Endlosfaserzuführung 29 umfasst ein Austrittselement 56, in das drei Faseraustrittsöffnungen 33, 34, 35 eingebracht sind. Die drei Faseraustrittsöffnungen 33, 34, 35 sind entlang der Gegenschneide 25 der Gegenschneideinheit 19 angeordnet. Die Faseraustrittsöffnungen 33, 34, 35 sind dabei in radialer Richtung hintereinander in einem Bereich vor der Gegenschneide 25 angeordnet, wodurch sie bei einer Schneidbewegung mittels eines einzigen Scherenschnitts geschnitten werden.
Das Austrittselement 56 ist austauschbar. Das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eingesetzte Austrittselement 56 umfasst die drei Faseraustrittsöffnungen 33, 34, 35, die eine unterschiedliche Größe aufweisen. Grundsätzlich kann anstelle des Austrittselements 56 auch ein Austrittselement verwendet werden, das lediglich zwei oder nur eine Faseraustrittsöffnung aufweist. Grundsätzlich können dabei auch Faseraustrittsöffnungen mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden. Sowohl eine Anzahl der Endlosfasern als auch ein Durchmesser der Endlosfasern ist durch das austauschbare Austrittselement 56 an unterschiedliche Anforderungen anpassbar.
Die Konverterschneidvorrichtung 10 umfasst zusätzlich zu der beschriebenen Gegenschneideinheit 19 zwei weitere Gegenschneideinheiten 20, 21, die analog ausgebildet sind. Die Konverterschneidvorrichtung 10 umfasst damit die drei analog ausgebildeten, feststehenden Gegenschneideinheiten 19, 20, 21 und die rotierend antreibbare Schneideinheit 12.
Die drei Gegenschneideinheiten 19, 20, 21 sind symmetrisch um die Rotationsachse 36 angeordnet. Die Gegenschneideinheiten 19, 20, 21 umfassen jeweils ein Gegenschneidmittel 22, 23, 24, die jeweils eine Gegenschneide 25, 26, 27 der entsprechenden Gegenschneideinheit 19, 20, 21 ausbilden. Die Gegenschneiden 25, 26, 27 sind dabei jeweils um 120 Grad gegeneinander versetzt angeordnet. Die drei Gegenschneidmittel 22, 23, 24 sind in dem zentralen Schneidraum 32 der Konverterschneidvorrichtung 10 angeordnet. Eine Drehbewegung der Schneideinheit 12 um 360 Grad führt zu einem Scherenschnitt an jeder der Gegenschneideinheiten 19, 20, 21.
Zum Vorzug der Endlosfasern umfasst die Faservorzugsvorrichtung 37 des Konverters eine Walzenvorzugseinheit 38 und eine Druckluftvorzugseinheit 39. Die Walzenvorzugseinheit 38 weist eine angetriebene Vorzugswalze 42 und eine Andruckrolle 57 auf. Die Druckluftvorzugseinheit 39 umfasst eine Druckluftzuführung, mittels der entlang einer Förderrichtung 60 der Endlosfasern ein Luftstrom erzeugt wird.
Die Walzenvorzugseinheit 38 umfasst einen Verstellmechanismus 58, mittels dem die Andruckrolle 57 von der Vorzugswalze 42 abgehoben werden kann. Die Druckluftvorzugseinheit 39 umfasst zwei Führungsrohre 40, 41, die entlang der Förderrichtung 60 vor und nach der Walzenvorzugseinheit 38 angeordnet sind. Das ausgangsseitige Führungsrohr 41, an das die Konverterschneidvorrichtung 10 anschließt, ist fest angeordnet. Das eingangsseitige Faserführungsrohr 40 ist verschiebbar angeordnet.
Zur Einfädelung einer Endlosfaser 11 in die Faservorzugsvorrichtung 37 werden die Vorzugswalze 42 und die Andruckrolle 57 auseinander bewegt. Anschließend werden die beiden Faserführungsrohre 40, 41 der Druckluftvorzugseinheit 39 so nahe aneinander geschoben, dass die Endlosfaser, wenn sie in das eingangsseitige Führungsrohr 40 eingebracht wird, durch den Luftstrom selbstständig in das ausgangsseitige Führungsrohr 41 gezogen wird. Die Führungsrohre 40, 41 sind dabei zwischen der Vorzugswalze 42 und der Andruckrolle 57 hindurchgeführt.
Anschließend wird ein Luftstrom in den Führungsrohren 40, 41 erzeugt. Durch den Luftstrom wird die Endlosfaser 11, die in das eingangsseitige Führungsrohr 40 eingebracht wurde, selbständig durch die Faservorzugsvorrichtung 37 und insbesondere zwischen der Vorzugswalze 42 und der Andruckrolle 57 hindurchgezogen.
Zur Fixierung der Endlosfaser 11 umfasst die Faservorzugsvorrichtung eine Faserklemmeinheit 59. Die Faserklemmeinheit 59 ist in Bezug auf die Förderrichtung 60 vor dem eingangsseitigen Faserführungsrohr 40 angeordnet. Sobald die Endlosfaser 11 die Faservorzugsvorrichtung 37 vollständig durchsetzt, wird die Endlosfaser 11 mittels der Faserklemmeinheit 59 festgesetzt.
Anschließend werden die beiden Führungsrohre 40, 41 auseinander geschoben und die Andruckrolle 57 wird in Kontakt mit der Vorzugswalze 42 gebracht. Die Endlosfaser 11 ist dadurch zwischen der Vorzugswalze 42 und der Andruckrolle 57 eingeklemmt. Die Faserklemmeinheit 59 kann wieder geöffnet werden.

In einem normalen Schneidbetrieb, in dem die Konverterschneidvorrichtung 10 die Endlosfasern in geschnittene Fasern zerkleinert, wird eine Fördergeschwindigkeit für die Endlosfaser 11 mittels der Walzenvorzugseinheit 38 eingestellt. Die Fördergeschwindigkeit wird dabei über eine Drehgeschwindigkeit der Vorzugswalze 42 eingestellt. Die Druckluftvorzugseinheit 39 ist in dem Normalbetrieb für einen Transport der Endlosfaser 11 durch die Führungsrohre 40, 41 sowie weiterer, nicht näher dargestellter Führungsrohre, die vor oder nach der Faservorzugsvorrichtung 37 angeordnet sein können, vorgesehen.

Bezugszeichen

10	Konverterschneidvorrichtung	34	Faseraustrittsöffnung
10	Konverterschneidvorrichtung	35	Faseraustrittsöffnung
11	Endlosfaser	36	Rotationsachse
12	Schneideinheit	37	Faservorzugsvorrichtung
13	Schneidmittel	38	Walzenvorzugseinheit
14	Schneide	39	Druckluftvorzugseinheit
15	Schneidwinkel	40	Führungsrohr
16	Schneidauflageelement	41	Führungsrohr
17	innerer Punkt	42	Vorzugswalze
18	äußerer Punkt	43	Antrieb
19	Gegenschneideinheit	44	Antriebswelle
20	Gegenschneideinheit	45	Grundkörper
21	Gegenschneideinheit	46	Klemmbefestigung
22	Gegenschneidmittel	47	Abdeckung
23	Gegenschneidmittel	48	Klemmscheibe
24	Gegenschneidmittel	49	Schraube
25	Gegenschneide	50	stumpfe Seitenkante
26	Gegenschneide	51	stumpfe Seitenkante
27	Gegenschneide	52	scharfe Seitenkante
28	Schneidenversatz	53	Bewegungsrichtung
29	Endlosfaserzuführung	54	Oberseite
30	Endlosfaserzuführung	55	Unterseite
31	Endlosfaserzuführung	56	Austrittselement
32	Schneidraum	57	Andruckrolle
33	Faseraustrittsöffnung	58	Verstellmechanismus
59	Faserklemmeinheit	61	Kippachse
60	Förderrichtung

Claims

Konverterschneidvorrichtung (10) für einen Konverter, der dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Endlosfaser in geschnittene Fasern zu konvertieren, mit wenigstens einer um eine Rotationsachse (36) rotierend antreibbaren Schneideinheit (12), die zumindest ein Schneidmittel (13) mit zumindest einer Schneide (14) umfasst, wobei das Schneidmittel (13) zumindest an der Schneide (14) mit einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse (36) orientiert ist, einen Schneidwinkel (15) ungleich 0 Grad einschließt, und mit wenigstens einer feststehenden Gegenschneideinheit (19, 20, 21) mit zumindest einem Gegenschneidmittel (22, 23, 24), das eine Gegenschneide (25, 26, 27) ausbildet, wobei die Schneide (14) einen inneren Punkt (17) und einen äußeren Punkt (18) umfasst, zwischen denen sie entlang einer parallel zur Rotationsachse (36) verlaufenden Richtung einen axialen Schneidenversatz (28) aufweist, wobei der innere Punkt (17) einen geringsten Abstand von der Rotationsachse (36) aufweist und wobei der äußere Punkt (18) einen größten Abstand von der Rotationsachse (36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zu einer Einstellung des Schneidwinkels (15) das gesamte Schneidmittel (13) um eine Kippachse (61), die in der Ebene senkrecht zur Rotationsachse (36) verläuft, gekippt ist, wobei die Kippachse (61) selbst einen nahezu radialen Verlauf in Bezug auf die Rotationsachse (36) aufweist.
Konverterschneidvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Schneidmittel (13) einen Schneidwinkel (15) aufweist, der in einem Bereich zwischen 0,5 Grad und 1,5 Grad liegt.
Konverterschneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schneideinheit (12) wenigstens ein Schneidauflageelement (16) umfasst, das für das Schneidmittel (13) den Schneidwinkel (15) ungleich Null definiert.
Konverterschneidvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schneide (14) und die wenigstens eine Gegenschneide (25, 26, 27) für einen Scherenschnitt vorgesehen sind.
Konverterschneidvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das wenigstens eine Gegenschneidmittel (22, 23, 24) mit einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse (36) orientiert ist, einen Schneidwinkel von maximal 0,5 Grad einschließt.
Konverterschneidvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schneide (14) und die wenigstens eine Gegenschneide (25, 26, 27) einen maximalen Schneidabstand aufweisen, der kleiner ist als der Schneidenversatz (28) der Schneide, wobei der Schneidabstand als ein Abstand zwischen dem inneren Punkt (17) der Schneide (14) und der Gegenschneide(25, 26, 27) ausgebildet ist.
Konverterschneidvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
zumindest eine der zumindest einen Gegenschneide (25, 26, 27) zugeordnete Endlosfaserzuführung (29, 30, 31), die dazu vorgesehen ist, wenigstens zwei Endlosfasern gleichzeitig im Bereich der Gegenschneide (25, 26, 27) in einen Schneidraum (32) einzubringen, wobei die Endlosfaserzuführung (29) zumindest zwei der einen Gegenschneide (25) zugeordnete Faseraustrittsöffnungen (33, 34, 35) aufweist.
Konverter mit einer Konverterschneidvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Konverter nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Konverterschneidvorrichtung (10) zusätzlich zu der feststehenden Gegenschneideinheit (19) zwei weitere feststehende Gegenschneideinheiten (20, 21) umfasst, die um die Rotationsachse (36) der Schneideinheit (12) verteilt angeordnet sind und die jeweils ein Gegenschneidmittel (23, 24) umfassen, das jeweils eine Gegenschneide (26, 27) der entsprechenden Gegenschneideinheit (20, 21) ausbildet.
Konverter nach Anspruch 8 oder 9,
gekennzeichnet durch
eine Faservorzugsvorrichtung (37) zur Zuführung wenigstens einer Endlosfaser, die wenigstens eine Walzenvorzugseinheit (38) und zumindest eine Druckluftvorzugseinheit (39) aufweist.
Konverter nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Druckluftvorzugseinheit (39) zumindest ein eingangsseitiges Führungsrohr (40) und ein ausgangsseitiges Führungsrohr (41) aufweist.
Konverter nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Walzenvorzugseinheit (38) wenigstens eine Vorzugswalze (42) aufweist, die zwischen den Führungsrohren (40, 41) der Druckluftvorzugseinheit (39) angeordnet ist.