WO2006034522A1 - Verfahren zur erzeugung von streckmaterial und schneideinrichtung hiefür - Google Patents

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WO2006034522A1
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Kurt Thomas Stelzl
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing stretch material from a sheet-like material web as well as a cutting device for film-like material webs, for producing expanded material, according to the introductory parts of the un.plasticen claims.
  • webs network or composite honeycomb structures can be obtained which have a large surface area, and although, exchanger particular as explosion protection material as an air barrier r mich ⁇ , flame barrier, filter, isolator, spacers, Kata ⁇ be used lysator.
  • exchanger particular as explosion protection material as an air barrier r mich ⁇ , flame barrier, filter, isolator, spacers, Kata ⁇ be used lysator.
  • the material except metal in particular aluminum, stainless steel or precious metal, and ceramic, plastic, rubber, coated paper, etc. can be used.
  • the thickness of the web material may be, for example, between 25 .mu.m and 90 .mu.m.
  • EP 912 267 B has already been published It is proposed to apply the cuts in the material webs by means of cutting units emitting laser, water or electron beams, wherein a plurality of such cutting units are arranged side by side transversely to the running direction of the web, so that intermittent movement takes place in the web moved underneath Longitudinal sections are mounted side by side, and are provided according to as many longitudinal lines side by side as cutting units. In this technique, no chips or the like particles are produced during cutting, and no lubricants are required as in the case of knife rollers, so that clean stretched materials can be obtained. The length of the longitudinal cuts can be adjusted simply by switching the cutting units or cutting beams off and on.
  • the invention provides a process for the production of expanded material and a Schneid ⁇ device for film-like material webs, in particular metal tallbahnen, for the production of expanded material, as defined in the accompanying independent claims before.
  • Advantageous embodiments and further developments are specified in the dependent claims.
  • the cuts in the material web in particular film-like metal web, which preferably consists of stainless steel, but possibly also of aluminum or an aluminum alloy, are mounted as cross sections, wherein a cutting beam moves along a transverse line relative to the material web and thereby - And is switched off, so that the von ⁇ spaced apart, that are formed from each other by Material ⁇ th cross sections, so as to achieve the desired network configuration after stretching.
  • the transverse sections are preferably offset relative to one another in successive transverse lines with respect to the desired network configuration.
  • the pitch can be determined from cut to material in each transverse line, depending on the speed of the transverse movement of the cutting unit , although it is quite conceivable - especially with wider webs - to use two or more cutting units, each brushing a portion of the width of the web so as to be able to cross cut faster by working in parallel with the cutting units, but for the sake of the simplest possible Kon ⁇ struction particularly preferred to provide only a single cutting unit, which is moved over the entire width of the web.
  • the cuts are in the present technique, unlike the known technique, where intact edges for stretching in the transverse direction were necessary, be ⁇ preferably to the respective longitudinal edge of the web, on both sides of the same, out as now possible Stretching only in the longitudinal direction of the web material, a gripping the longitudinal edges of the web is not necessary; In this way, an improved, uniform network structure over the entire width of the web can be achieved when stretching.
  • an arrangement of the cross-sections as exactly as possible at right angles to the longitudinal direction of the material web is advantageous and for this purpose the drive of the material web is suitably stopped during the cross-cutting process, ie the material web is intermittently transported forward and stopped during the attachment of the cross sections, according to a respective transverse line; After attaching the cross sections according to a line across the width of the web, the material web is then transported by the distance between the transverse lines, with which the cross sections are attached, this distance, for example, a few mm, about 2-1Omm, wear be ⁇ .
  • the present technique can be used with particular advantage for the production of explosion protection material for fuel tanks, wherein then preferably the material web consists of a stainless steel foil.
  • the cross sections in the material web can also be used as transport and alignment perforations, and that the stretching process should generally be able to be carried out independently of the cutting process, it can also be advantageously provided that the material web, after cross cutting, becomes one Coil wound and then stretched by unwinding from the coil by Füh ⁇ over stretched rollers driven at different speeds.
  • the stretching process which as a rule can be carried out at a higher speed than the cutting process, can also be realized without being affected by the preferred intermittent method of cross-cutting the material.
  • the material webs are preferably stretched only in the longitudinal direction, when winding up the material web, the holes formed by the cross-sections can come to rest one above the other, which can be useful as alignment and transport control.
  • the net webs in the wound-up roll lie relatively close one above the other, which is advantageous for the storage, but this is true for the processing of the stretched material, such as for example Explosionsschutzma- texial, may be disadvantageous.
  • the drive means for the cutting unit to move it transversely to the material web can in itself be realized by conventional techniques, such as a drive spindle and a drelifest held spindle nut, which is coupled to the cutting unit.
  • the drive means may comprise an electromagnetic linear drive, known per se, instead of being mechanical as described above.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of a cutting device for cross-cutting a film-like material web
  • FIG. 2 shows a schematic view of such a cutting device including a material web transport device
  • FIG. 3 shows a perspective partial view of a cutting device together with a part of a straight-cut material web
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of an arrangement during stretching of a material web cut with a cutting device according to FIGS. 1 to 3;
  • FIG. 4 shows a schematic diagram of an arrangement during stretching of a material web cut with a cutting device according to FIGS. 1 to 3;
  • FIG. 5 shows the process in such a longitudinal sections in a schematic plan view of a part of a material web.
  • FIG. 7 schematically shows an arrangement for winding two material webs, with orientations that are relatively different from one another, into a two-ply expanded-material bale.
  • the cutting device 1 shown diagrammatically in FIGS. 1 and 2 in a plan view or side view and in FIG. 3 (individual parts are omitted in FIGS. 1 to 3 for the sake of clarity) for attaching spaced cross sections 2 along transverse lines 3 in a material web 4 has a cutting unit 5, which is movable transversely to the transport direction 7 of the material web 4 according to double arrow 6.
  • the cutting device 5 Antriebs ⁇ medium 8 associated with, for example, a drive spindle including the associated electric motor and gear or preferably an electromagnetic linear drive 9, in the manner of a "magnetic levitation", arranged along a rail 10, not shown in the drawing magnets
  • supports 11, 12 are provided, see Fig. 1 except Fig. 3, in which the components for the power supply for the electromagnetic magnetic drive 9 are located ,
  • the cutting unit 5 is formed, for example, as a laser beam cutting unit with corresponding optical means (not shown in detail) (such as focusing optics, etc.), laser radiation being generated by a laser generator 13 and deflecting mirror 14, 14 on the material web 4 is directed.
  • optical means such as focusing optics, etc.
  • laser radiation being generated by a laser generator 13 and deflecting mirror 14, 14 on the material web 4 is directed.
  • the laser beam 15 used for cutting is visible.
  • the laser radiation can be at least partially shielded between the laser generator 13 and the cutting head 5 for safety reasons, cf. 3 ersicht ⁇ Liche pipeline.
  • the material web 4 runs, for example, over a table or, as shown in FIG. 2, through pairs of guide rollers 16, 17 and 18, 19, respectively, and it is unwound by a roller 20, and the transverse cut material web 4 becomes wound on a roll 21.
  • the roller 21 is, for example, of an electric motor 23 with a connected gear, as shown in Fig. 1, driven.
  • Fig. 1 shows nocti-a controller 25 omitted in the remaining figures, which controls the laser beam generating device, i. the laser generator 13, further the drive means 8 for the cutting unit 5 and also the motor 23 for the roller 21, for the feed of the material web 4, accordingly drives.
  • the material web is driven intermittently and in each case transported for a distance a between two cross-section transverse lines 3 (see also Fig.
  • the laser beam 16 is intermittently switched off and on so as to generate the cross sections 2 in the material web 4 with a length b and a mutual distance c (see FIG.
  • the cross sections 2 are, as can be seen from the drawing, offset from the transverse line 3 to the transverse line 3 against each other, the cross sections 2 in the 1st, 3rd, 5th, etc. transverse line on the one hand and in the 2nd, 4th, 6th , etc., on the other hand, are aligned transversely to each other. Furthermore, the cross sections 2 extend in each case as far as the longitudinal edges 26, 27 of the material web. ,
  • the provided as shown in FIGS. 1 to 3 with cross-sections 2 material web 4, which was rolled up to form a coil 21, can then with a simple.
  • Stretching device 28, as shown very schematically in Fig. 4 are stretched by stretching only in the longitudinal direction of the material web 4 to the desired stretched material.
  • the cross-cut material web 4 is unwound from the roll or from the coil 21 and guided between two pairs of draw rolls 29, 30 and 31, 32 and finally wound up again into a coil 33.
  • the front draw rolls 29, 30 run at a lower peripheral speed vi than the second draw rolls 31, 32, whose circumferential speed v2 is substantially greater, so that the web 4 during the feed in the direction 7 'in length given in by the speed difference Extent is stretched.
  • the drives for the individual drafting rollers 29-32 or for the rollers, for example 33, are conventional and not illustrated in detail in the drawing.
  • the different peripheral speeds vi, v2 can be achieved by differently sized diameters of the draw rolls 29, 30 or 31, 32 and / or by different rotational speeds of the same.
  • the cross sections 2 increase in the longitudinal direction, cf. Fig. 5, so that approximately rhombus-like openings 2 1 arise, the web 4 in their width somewhat, approximately to about 95% of the original width, narrowed wirrd.
  • the holes 2 or 2 1 in the coil can overlap each other.
  • a stretching operation of a material web 104 is shown, which according to the prior art has been provided in the longitudinal direction (i.e., in the transport direction) 107 of the material web 104 in the longitudinal direction (i.e., in the transport direction) according to the prior art.
  • the longitudinal edges 126, 127 of the material web 104 are connected, i. without cuts, in front, and these longitudinal edges 126, 127 are detected and drawn apart with gripping means (not further illustrated in FIG. 6), as is schematically illustrated by arrows in FIG.
  • a metal sheet made of stainless steel with a thickness in the range of about 50 .mu.m and with a width of 300 mm was provided with cross sections whose length b was about 15 mm and de distance c from each other in Quererrichiiung about 2mm.
  • the distance between the cross-section transverse lines, designated by a in FIG. 5, was also approximately 2 mm.
  • the material web 4 in the coil 33 can be particularly dense, which on the one hand can be favorable for the storage of the coil in view of the smaller space requirement, but this can be undesirable for further processing since the weight-increasing compression also increases the material claimed and in the formation of network structures, such as spherical or zy ⁇ -cylindrical bales as explosion protection material, can cause difficulties.
  • FIG. 1 In FIG. 1
  • FIG. 7 an arrangement in the form of a "packaging module” is illustrated schematically, wherein two material webs 4A, 4B are unwound from two rolls 33A, 33B and wound up into a two-ply stretched material 4 ', into a roll 33'
  • one material web, eg 4B is turned by 180 ° in comparison to the other material web, eg 4A, ie it is swept with the upper side towards the lower side.
  • the two material webs 4A, 4B after being unwound from the coils 33A, 33B, run over guide rollers 34A, 34B and further, guided by rollers 35, 36, via a control table 37, where an electronic control unit 38 is present, the signals from Siri ⁇ diameter sensors, with which the different roll diameter are detected, are supplied, and wherein the diameter of the Aufwickelcoils 33 'can be preset.
  • the supply of the material webs 4A, 4B can then be stopped via the control unit 38, the material webs 4A, 4B are cut off, and the coil 33' with the two-ply stretched material can be removed. after which a new, empty reel can be attached for winding up further two-ply stretched material.
  • the diameter sensors are comparable not specifically in the drawing " anschaulicht and can in per se conventional.- construction, spielmik in the form of ultrasonic sensors or? Photoelectric sensors present.

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Abstract

Zur Erzeugung von Streckmaterial aus einer folienartigen Materialbahn (4), insbesondere Metallbahn, werden in der Materialbahn (4) mit Hilfe wenigstens einer Schneideinheit (5) mit Hilfe von Laser-, Wasser- oder Elektronenstrahlen Schnitte (2) angebracht, wonach die Materialbahn (4) mit Hilfe einer Streckeinrichtung (28) einer Streckung unterworfen wird; die Schnitte in der Materialbahn (4) werden unter Führen der Schneideinheit (5) quer zur Längs- bzw. Tansportrichtung (7) der Materialbahn (4) als Querschnitte (2), gemäß Querlinien (3) quer zur Längs- bzw. Transportrichtung (7), angebracht.

Description

Verfahren zur Erzeugung von Streckmaterial und Schneideinrich¬ tung hiefür
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Streckma¬ terial aus einer folienartigen Materialbahn sowie eine Schneid¬ einrichtung für folienartige Materialbahnen, zur Erzeugung von Streckmaterial, gemäß den einleitenden Teilen der un.abhängigen Ansprüche.
Durch Strecken von zuvor mit Schnitten versehenen Materialbahnen können Netz- bzw. Verbundwaben-Strukturen erhalten werden, die eine große Oberfläche aufweisen, und die insbesondere als Explosionsschutzmaterial, aber auch als Klimasperrer Wärme¬ tauscher, Flammensperre, Filter, Isolator, Abstandhalter, Kata¬ lysator eingesetzt werden. Als Material kann außer Metall, wie insbesondere Aluminium, Edelstahl oder Edelmetall, auch Keramik, Kunststoff, Gummi, beschichtetes Papier etc. verwendet werden. Die Dicke des Bahnmaterials kann beispielsweise zwischen 25μm und 90μm betragen.
Insbesondere zur Verringerung der Explosionsgefahr bei Treib¬ stofftanks und/oder Gastanks (Flüssiggas-Behältern) ist es be¬ kannt geworden, ein mit Schnitten versehenes metallisches Streckmaterial zu verwenden, wobei es derart zur Anwendung ge¬ langt, dass es in Form von Ballen oder gestauchten Rundkörpern in Tanks oder dgl. eingebracht wird, dort eine wesentliche Ober¬ flächenvergrößerung bewirkt, jedoch nur einen kleinen Anteil des Tankvolumens einnimmt. Als Material wurde hier ursprünglich Alu¬ minium bzw. eine Aluminiumlegierung verwendet, da in der Bahn die Schnitte mit Hilfe von Messerwalzen (vgl. EP 34O 619 B) angebracht wurden, wobei die Härte der Messer die Msterialwahl einschränkte. Beim Schneiden mit Messerwalzen ergeben sich je¬ doch Spanabfälle und Abriebteilchen, die bei der jeweiligen Anwendung des Streckmaterials nachteilig sind. Vor allem im Fall der Verwendung des Streckmaterials als Explosionssclhutzmaterial in Treibstoff-Tanks gelangen diese Partikel in den Treibstoff und mit diesem in Filteranlagen von Brennkraftmaschinen oder in die Maschinen selbst, wo sie Schäden verursachen.
Um hier Abhilfe zu schaffen, wurde in der EP 912 267 B bereits _ o _ vorgeschlagen, die Schnitte in den Materialbahnen mit Hilfe von Laser-, Wasser- oder Elektronenstrahlen abgebenden Schneid¬ einheiten anzubringen, wobei mehrere solche Schneideinheiten quer zur Laufrichtung der Bahn nebeneinander fest angeordnet werden, so dass in der darunter vorbeibewegten Bahn inter¬ mittierende Längsschnitte nebeneinander angebracht werden, und zwar entsprechend so vielen Längslinien nebeneinander als Schneideinheiten vorgesehen werden. Bei dieser Technik fallen keine Späne oder dgl. Partikel beim Schneiden an, und es sind auch keine Schmiermittel wie im Fall von Messerwalzen erforder¬ lich, so dass saubere Streckmaterialien erhalten werden können. Die Länge der Längsschnitte kann einfach durch Aus- und Ein¬ schalten der Schneideinheiten bzw. Schneidstrahlen eingestellt werden. Dabei ist aber nur ein Anbringen von Längsschnitten, d.h. von sich in Lauf- oder Längsrichtung der Materialbahn er¬ streckenden Schnitten, vorgesehen, und sofern eine Folienbahn quer zur Längsrichtung geschnitten werden soll, muss dies im Zuge einer - nicht näher erläuterten - Vorbehandlung durchge¬ führt werden. Auch ist für jede Linie, gemäß der die Schnitte in der Bahn angebracht werden, ein eigener Schneidstrahl und somit eine eigene Schneideinheit im Rahmen der Schneideinrichtung not¬ wendig, so dass der apparative Aufwand relativ groß ist. Schließlich ist noch von gravierendem Nachteil, dass das Stre¬ cken der so mit Längsschnitten versehenen Materialbahn durch Auseinanderziehen der Bahn in Breitenrichtung erfolgen muss, wobei eine Verbreiterung der Bahn sowie gleichzeitig eine Ver¬ kürzung der Bahn in Laufrichtung herbeigeführt wird. Das Ausein¬ anderziehen quer zur Längsrichtung der Bahn ist jedoch nur mit relativ komplexen randseitigen Greifeinrichtungen für die Bahn zu bewerkstelligen, wobei eigene Förderketten oder Zahnriemen¬ strecken erforderlich sind, wie dies auch in der genannten EP 912 287 B dargelegt wird.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine alternative Technik zum Schneiden von Materialbahnen und Erzeugen von Streckmaterial vorzuschlagen, wobei ein vergleichsweise geringer apparativer Aufwand notwendig ist, und wobei das nach dem Schneiden der Ma¬ terialbahn durchzuführende Strecken der Bahn auf besonders einfache Weise und mit einfachsten Einrichtungen bewerkstelligt werden kann. Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung von Streckmaterial sowie eine Schneid¬ einrichtung für folienartige Materialbahnen, insbesondere Me¬ tallbahnen, zur Erzeugung von Streckmaterial, wie in den beiliegenden unabhängigen Ansprüchen definiert, vor. Vorteil¬ hafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind in den abhän¬ gigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß der Erfindung werden somit die Schnitte in der Materi¬ albahn, insbesondere folienartigen Metallbahn, die bevorzugt aus Edelstahl, gegebenenfalls aber auch aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung besteht, als Querschnitte angebracht, wobei ein Schneidstrahl längs einer Querlinie relativ zur Materialbahn bewegt und dabei ein- und ausgeschaltet wird, so dass die von¬ einander beabstandeten, d.h. voneinander durch Material getrenn¬ ten Querschnitte gebildet werden, um so nach dem Strecken die gewünschte Netzkonfiguration zu erzielen. Dabei werden bevorzugt im Hinblick auf die angestrebte Netzkonfiguration die Quer¬ schnitte in aufeinander folgenden Querlinien jeweils zueinander versetzt angebracht. Durch die Dauer des Aus- und Einschaltens während der bevorzugt mit im Wesentlichen gleichmäßiger Ge¬ schwindigkeit erfolgenden Bewegung der Schneideinheit quer zur Materialbahn kann das Teilungsmaß von Schnitt zu Material in je¬ der Querlinie festgelegt werden, abhängig von der Geschwindig¬ keit der Querbewegung der Schneideinheit. Obwohl es - speziell bei breiteren Materialbahnen - durchaus denkbar ist, zwei oder noch mehr Schneideinheiten einzusetzen, die jeweils einen Teil der Breite der Materialbahn bestreichen, um so durch paralleles Arbeiten mit den Schneideinheiten rascher querschneiden zu können, wird doch aus Gründen einer möglichst einfachen Kon¬ struktion besonders bevorzugt, nur eine einzige Schneideinheit vorzusehen, die jeweils über die gesamte Breite der Materialbahn bewegt wird. Dies ist etwa bei der Erzeugung von Streckmaterial aus Metallfolien für die Herstellung von Explosionsschutzmateri¬ al durchaus ausreichend, da für diese Anwendungen die Metallbahn in der Regel eine Breite in der Größenordnung von ungefähr 300mm hat; dieses Maß entspricht dann dem jeweiligen Hub der Schneid¬ einheit beim Querschneiden, wobei die Zeit hiefür ausreichend kurz - bei entsprechend schneller Querbewegung - sein kann, um - A - so einen ausreichenden Fortschritt beim Querschneiden der Me¬ tallbahnen zu erzielen. Die Schnitte werden bei der vorliegenden Technik, anders als bei der bekannten Technik, wo unversehrte Ränder für das Strecken in der Querrichtung notwendig waren, be¬ vorzugt bis an den jeweiligen Längsrand der Materialbahn, auf beiden Seiten der selben, geführt, da beim nunmehr möglichen Strecken nur in Längsrichtung des Bahnmaterials ein Ergreifen der Längsränder der Bahn nicht notwendig ist; auf diese Weise kann auch eine verbesserte, einheitliche Netzwerkstruktur über die gesamte Breite der Materialbahn beim Strecken erzielt werden. Es ist somit bei der vorliegenden Technik von wesentli¬ chem Vorteil, dass einerseits ein einfaches Strecken nur in Längsrichtung, insbesondere durch Führen der Materialbahn nach dem Querschneiden über Streckwalzen, die mit steigend höherer Drehzahl umlaufen, möglich ist, und dass andererseits die bei den bisherigen Strecktechniken erforderlichen Greifränder erüb¬ rigt werden können, so dass die Streckstruktur auch in den Rand¬ bereichen einheitlich erhalten werden kann.
An sich ist es denkbar, bei entsprechend schneller Querbewegung die Querschnitte in der Materialbahn anzubringen, während diese in Längsrichtung - kontinuierlich - weiter transportiert wird. Die Querschnitte würden dann nicht exakt rechtwinkelig zur Längsrichtung der Materialbahn verlaufen, sondern einen von 90° etwas, z.B. um 5° oder 10°, abweichenden Winkel zur Längsrich¬ tung aufweisen. Dies wäre insbesondere bei vergleichsweise schmalen Materialbahnen durchaus praktikabel. Um jedoch eine qualitativ hochwertige und auch engmaschige Netzwerkstruktur des Streckmaterials zu ermöglichen, ist eine Anordnung der Querschnitte möglichst genau im rechten Winkel zur Längsrichtung der Materialbahn von Vorteil, und hierfür wird zweckmäßig der Antrieb der Materialbahn während des Querschneidvorganges je¬ weils gestoppt, d.h. die Materialbahn wird intermittierend vor¬ wärts transportiert und während des Anbringens der Querschnitte, gemäß jeweils einer Querlinie, angehalten; nach Anbringen der Querschnitte gemäß einer Linie über die Breite der Bahn wird die Materialbahn dann um den Abstand zwischen den Querlinien, mit dem die Querschnitte angebracht werden, weiter transportiert, wobei dieser Abstand beispielsweise einige mm, etwa 2-1Omm, be¬ tragen kann. Die vorliegende Technik kann mit besonderem Vorteil zur Herstel¬ lung von Explosionsschutzmaterial für Kraftstoffbehälter einge¬ setzt werden, wobei dann bevorzugt die Materialbahn aus einer Edelstahlfolie besteht.
Im Hinblick darauf, dass die Querschnitte in der Materialbahn auch als Transport- und Ausrichtperforation verwendbar sind, und dass der Streckvorgang in der Regel unabhängig vom Schneidvor- gang durchführbar sein sollte, kann mit Vorteil auch vorgesehen werden, dass die Materialbahn nach dem Querschneiden zu einem Coil aufgewickelt und danach unter Abwickeln vom Coil durch Füh¬ ren über mit verschiedenen Drehzahlen angetriebene Streckwalzen gestreckt wird. Dadurch kann auch der Streckvorgang, der in der Regel mit einer höheren Geschwindigkeit als der Schneidvorgang durchgeführt werden kann, unbeeinträchtigt von der bevorzugten intermittierenden Arbeitsweise beim Querschneiden der Materi- alloahn realisiert werden.
Dadurch, dass bei der vorliegenden Technik die Materialbahnen bevorzugt nur in Längsrichtung gestreckt werden, können beim Aufwickeln der Materialbahn die durch die Querschnitte gebilde¬ ten Löcher übereinander zum Liegen kommen, was als Ausricht- und Transportkontrolle nützlich sein kann. Es kann sich dabei je¬ doch, je nach Material, ergeben, dass die Netzbahnen in der auf¬ gewickelten Rolle verhältnismäßig dicht übereinander liegen, was zwar für die Lagerung von Vorteil ist, was aber für die Ver¬ arbeitung des Streckmaterials, etwa für ein Explosionsschutzma- texial, nachteilig sein kann. Um hier ein besonders „luftiges" Stxeckmaterial, im Hinblick auf Netzwerkballen mit besonders großer Oberfläche, mit besonders großen Abmessungen, bei gexinger Dichte und Masse, zu ermöglichen, hat es sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn zwei mit Querschnitten versehene, ge¬ streckte Materialbahnen, von denen die eine relativ zur anderen um 180° gewendet ist, zu einem zweilagigen Streckmaterial auf¬ gewickelt werden.
, Die Antriebsmittel für die Schneideinheit, um diese quer zur Ma¬ terialbahn zu bewegen, können an sich mit herkömmlichen Techniken realisiert werden, wie etwa mit einer Antriebsspindel und einer drelifest gehaltenen Spindelmutter, die mit der Schneideinheit: gekoppelt ist. Um jedoch besonders hohe Geschwin¬ digkeiten bei der Querbewegung der Schneideinheit, möglichst ohne Reibungs"verluste, zu ermöglichen, können die Antriebs¬ mittel, anstatt wie vorstehend beschrieben mechanisch ausgeführt zu sein, einen - an sich bekannten - elektromagnetischen Linear¬ antrieb enthalten.
Bevorzugt wir*d ein Schneiden der Materialbahn mit Laserstrahlen vorgesehen, u-nd die Laserstrahlung wird dann in vorteilhafter Weise von einer Laserstrahlung erzeugenden Einrichtung, d.h. von einem Lasergenerator, über stationäre Ablenkspiegel in Querrich¬ tung zur querr beweglichen Schneideinheit gerichtet und dort in Richtung zur Materialbahn umgelenkt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, und unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch weiter erläu¬ tert.
In der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Schneideinrichtung zum Querschneiden einer folienartigen Materialbahn;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer solchen Schneideinrich¬ tung einschl±eßlich einer Materialbahn-Transporteinrichtung;
Fig. 3 eine schaubildliche Teil-Ansicht einer Schneideinrichtung samt einem Teil einer gerade geschnittenen Materialbahn;
Fig. 4 ganz schematisch eine Anordnung beim Strecken einer mit einer Schneideinrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 geschnittenen Materialbahn;
Fig. 5 den Vorgang bei einem derartigen Längsstrecken in einer schematischen Draufsicht auf einen Teil einer Materialbahn;
Fig. 6 in einer vergleichbaren Draufsicht einen Streckvorgang bei einer mit Längsschnitten, gemäß Stand der Technik, verse- henen Materialbahn; und
Fig. 7 schematisch eine Anordnung zum Aufwickeln von zwei Mate¬ rialbahnen, mit relativ zueinander unterschiedlichen Orientierungen, zu einem zweilagigen Streckmaterial-Ballen.
Die in den Fig. 1 und 2 ganz schematisch in einer Draufsicht bzw. Seitenansicht und in Fig. 3 schaubildlich gezeigte Schneid¬ einrichtung 1 (wobei in den Fig. 1 bis 3 jeweils einzelne Teile zwecks übersichtlicher Darstellung weggelassen werden) zum An¬ bringen von beabstandeten Querschnitten 2 längs Querlinien 3 in einer Materialbahn 4 weist eine Schneideinheit 5 auf, die gemäß Doppelpfeil 6 quer zur Transportrichtung 7 der Materialbahn 4 bewegbar ist. Hierzu sind der Schneideinrichtung 5 Antriebs¬ mittel 8 zugeordnet, die beispielsweise eine Antriebsspindel samt zugehörigen Elektromotor und Getriebe oder aber bevorzugt einen elektromagnetischen Linearantrieb 9, in der Art einer „Magnetschwebebahn", mit längs einer Schiene 10 angeordneten, in der Zeichnung nicht näher dargestellten Magneten aufweist. An den Enden der Schiene 10 sind (in Fig. 2 weggelassene) Träger 11, 12 vorgesehen, vgl. außer Fig. 1 auch Fig. 3, in denen sich auch die Komponenten für die Stromversorgung für den elektro¬ magnetischen Linearantrieb 9 befinden.
Die Schneideinheit 5 ist beispielsweise als Laserstrahl-Schneid¬ einheit mit entsprechenden, nicht näher gezeigten optischen Mit¬ teln (wie Fokussier-Optik etc.) ausgebildet, wobei Laserstrahlung von einem Lasergenerator 13 erzeugt und über Ab¬ lenkspiegel, 14, auf die Materialbahn 4 gerichtet wird. In Fig. 2 und Fig. 3 ist der zum Schneiden verwendete Laserstrahl 15 er¬ sichtlich. Die LaserStrahlung kann dabei zumindest teilweise zwischen dem Lasergenerator 13 und dem Schneidkopf 5 aus Si¬ cherheitsgründen abgeschirmt sein, vgl. die aus Fig. 3 ersicht¬ liche Rohrleitung.
Die Materialbahn 4 läuft beispielsweise über einen Tisch oder aber, wie in Fig. 2 gezeigt, durch Paare von Führungsrollen 16, 17 bzw. 18, 19 durch., und sie wird von einer Rolle 20 abgewi¬ ckelt, und die quercjeschnittene Materialbahn 4 wird auf einer Rolle 21 aufgewickeLt. Die Rolle 21 wird beispielsweise von einem Elektromotor 23 mit angeschlossenem Getriebe, wie in Fig. 1 gezeigt, angetrieben.
In Fig. 1 ist schließlich nocti eine - in den übrigen Figuren weggelassene - Steuereinrichtung 25 veranschaulicht, die die La¬ serstrahl-Erzeugungseinrichtung, d.h. den Lasergenerator 13, weiters die Antriebsmittel 8 für die Schneideinheit 5 sowie auch den Motor 23 für die Rolle 21, für den Vorschub der Materialbahn 4, entsprechend ansteuert. Im Einzelnen wird dabei die Materi¬ albahn intermittierend angetrieben und jeweils um einen Abstand a zwischen zwei Querschnitte-Querlinien 3 (vgl. auch Fig. 5) vorwärts transportiert und dann angehalten, wonach die Schneid¬ einheit 5 in Querrichtung übex die Materialbahn von einem Längs¬ rand 26 zum anderen Längsrand 27 bewegt wird; während dieser Querbewegung der Schneideinheit 5 wird der Laserstrahl 16 inter¬ mittierend aus- und eingeschaltet, um so die Querschnitte 2 in der Materialbahn 4 mit einer Länge b und einem gegenseitigen Ab¬ stand c (s. Fig. 5) zu erzeugen. Die Querschnitte 2 sind dabei, wie aus der Zeichnung ersichtlich, von Querlinie 3 zu Querlinie 3 gegeneinander versetzt, wobei die Querschnitte 2 in der 1., 3., 5. usw. Querlinie einerseits bzw. in der 2., 4., 6. usw. Querlinie andererseits zueinander ausgerichtet sind. Weiters er¬ strecken sich die Querschnitte 2 auch jeweils bis zu den Längs¬ rändern 26, 27 der Materialbahn. .
Die wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich mit Querschnitten 2 versehene Materialbahn 4, die zu einem Coil 21 aufgerollt wurde, kann dann mit einer einfachen. Streckeinrichtung 28, wie ganz schematisch in Fig. 4 gezeigt, durch Strecken bloß in Längsrich¬ tung der Materialbahn 4 zum gewünschten Streckmaterial ver¬ streckt werden. Dabei wird die quergeschnittene Materialbahn 4 von der Rolle oder vom Coil 21 abgewickelt und zwischen zwei Paaren von Streckwalzen 29, 30 bzw. 31, 32 hindurch geführt und schließlich wieder zu einem Coil 33 aufgewickelt. Die vorderen Streckwalzen 29, 30 laufen dabei mit einer niedrigeren Umfangs¬ geschwindigkeit vi um als die zweiten Streckwalzen 31, 32, deren Umfangsgeschwindigkeit v2 wesentlich größer ist, so dass die Bahn 4 beim Vorschub in Richtung 7 ' der Länge nach im durch die Geschwindigkeitsdifferenz gegebenen Ausmaß gestreckt wird. Die Antriebe für die einzelnen Streckwalzen 29-32 bzw. für die Rollen, z.B. 33, sind an sich herkömmlich und in der Zeichnung nicht näher veranschaulicht. Die unterschiedlichen Umfangsge¬ schwindigkeiten vi, v2 können durch unterschiedlich große Durch¬ messer der Streckwalzen 29, 30 bzw. 31., 32 und/oder durch unterschiedliche Drehzahlen derselben erreicht werden.
Bei diesem Strecken der Materialbahn 4 in der Längsrichtung 7 ' vergrößern sich die Querschnitte 2 in der Längsrichtung, vgl. Fig. 5, so dass ungefähr rhombusartige Öffnungen 21 entstehen, wobei die Materialbahn 4 in ihrer Breite etwas, etwa auf ca. 95% der ursprünglichen Breite, verengt wirrd. Beim Aufrollen der Ma¬ terialbahn 4 können die Löcher 2 bzw. 21 im Coil in Deckung übereinander liegen.
In Fig. 6 ist in Gegenüberstellung zum bloßen Längsstrecken ge¬ mäß Fig. 5 ein Streckvorgang einer Materialbahn 104 gezeigt, die gemäß Stand der Technik mit Schnitten 102 in Längsrichtung (d.h. in Transportrichtung) 107 der MaterialLbahn 104 versehen wurde. Hier liegen die Längsränder 126, 127 cier Materialbahn 104 zu¬ sammenhängend, d.h. ohne Schnitte, vor, und diese Längsränder 126, 127 werden mit in Fig. 6 nicht weiter dargestellten Greif¬ mitteln erfasst und auseinander gezogen, wie schematisch mit Pfeilen in Fig. 6 veranschaulicht ist - Dadurch ergibt sich ein vergleichsweise hoher apparativer Aufwand für das Strecken, abgesehen davon, dass die nicht durchbrennten Längsränder 126, 127 - die eben für das Ergreifen mit Hilfe der Greifmittel un¬ versehrt sein müssen - zu einem vergleichsweise weniger homo¬ genen Streckergebnis führen.
In praktischen Versuchen wurde eine Metallbahn aus Edelstahl mit einer Dicke im Bereich von ca. 50μm und mit einer Breite von 300mm mit Querschnitten versehen, deren Länge b ca. 15mm und de¬ ren Abstand c voneinander in Querrichiiung ca. 2mm betrug. Der Abstand der Querschnitte-Querlinien, in Fig. 5 mit a bezeichnet, betrug ebenfalls ca. 2mm. Nach dem bloßen Längs-Strecken wurde ein Streckmaterial erhalten, das sich problemlos zu beulenför- migen Körpern formen ließ, welches als Explosionsschutz für Kraftstofftanks vorgesehen war und zu diesem Zweck in Kraft¬ stoffbehälter eingebracht wurde. Vorstehend wurde bereits darauf hingewiesen, cäass beim Aufrollen der Materialbahn 4 die Löcher 2 bzw. 2' im Co±l (vgl. die Rolle 33 in Fig. 4) in Deckung übereinander liegen können. Dadurch kann die Materialbahn 4 im Coil 33 besonders dicht vorliegen, was einerseits für die Lagerung vom Coil im Hinblick auf den geringeren Platzbedarf günstig sein kann, was aber für die wei¬ tere Verarbeitung unerwünscht sein kann, da die das Gewicht erhöhende Verdichtung auch das Material beansprucht und bei der Formung von Netzwerksgebilden, wie etwa kugelförmigen oder zy¬ lindrischen Ballen als Explosionsschutzmaterial, Schwierigkeiten bereiten kann. In Fig. 7 ist nun eine Anordnung in Form eines „Konfektioniermoduls" schematisch veranschaulicht, wobei zwei Materialbahnen 4A, 4B von zwei Rollen 33A, 33B abgewickelt und zu einem zweilagigen Streckmaterial 4', zu einer Rolle 33', auf¬ gewickelt werden. Von Bedeutung ist dabei, dass die beiden Mate¬ rialbahnen 4A, 4B gegeneinander ausgerichtet übereinander gelegt werden, so dass ihre Löcher 2' (siehe Fig. 5) nicht „ineinander rutschen" können, wodurch das zweilagige Streckmaterial 4 ' besonders locker oder „luftig" wird. Wichtig ist somit hier, dass die eine Materialbahn, z.B. 4B, im Vergleich zur anderen Materialbahn, z.B. 4A, um 180° gewendet vorliegt, also mit der Oberseite zur Unterseite gekehrt.
Aus Fig. 7 ist weiters ersichtlich, dass die beiden Materi¬ albahnen 4A, 4B nach dem Abwickeln von den Coils 33A, 33B über Führungsrollen 34A, 34B sowie weiters, unter Führung mit Hilfe von Rollen 35, 36, über einen Steuertisch 37 laufen, wo eine elektronische Steuereinheit 38 vorliegt, der Signale von Durch¬ messersensoren, mit denen die verschiedenen Rollendurchmesser erfasst werden, zugeführt werden, und wobei auch der Durchmesser des Aufwickelcoils 33' voreingestellt werden kann. Über die Steuereinheit 38 kann dann bei Erreichen des gewünschten Durch¬ messers des Coils 33' die Zufuhr der Materialbahnen 4A, 4B gestoppt werden, die Materialbahnen 4A, 4B werden abgeschnitten, und der Coil 33' mit dem zweilagigen Streckmaterial kann ent¬ fernt werden, wonach eine neue, leere Haspel zum Aufwickeln von weiterem zweilagigen Streckmaterial angebracht werden kann.
Die Durchmessersensoren sind in der Zeichnung" nicht näher ver- anschaulicht und können in an sich herkömmlicher.- Bauweise, bei¬ spielsweise in Form von Ultraschallsensoren oder? Lichtschranken, vorliegen.
Mit dem zweilagigen Streckmaterial wird eine besonders lockere Anordnung des endgültigen NetzwerkballenmaterialLs erreicht, wobei große Außenabmessungen bzw . Oberflächen bei geringer Masse erzielt werden, so dass dieses Material sich besonders gut für Explosionsschutzmaterial in Kraftstofftanks, insbesondere auch in Reservekanistern, eignet .

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Erzeugung von Streckmaterial aus einer folien¬ artigen Materialbahn (4), bei dem in der Materialbahn mit Hilfe wenigstens einer Schneideinheit (5) mit Hilfe von Laser:-, Wasser- oder Elektronenstrahlen Schnitte angebracht werrden, wo¬ nach die Materialbahn mit Hilfe einer Streckeinrichtung (28) einer Streckung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnitte in der Materialbahn (4) unter Führen der Schneid¬ einheit (5) quer zur Längs- bzw. Tansportrichtung der Materi¬ albahn als Querschnitte (2) , gemäß Querlinien (3) , quenc zur Längs- bzw. Transportrichtung der Materialbahn (4), angebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querschnitte (2) bis zu den Längsrändern (26, 27) der Mate¬ rialbahn (4) erstrecken.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte (2) von aufeinander folgenden Querlinien (3) zueinander versetzt angebracht werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Materialbahn (4) intermittierend vorwärts transportiert und während des Anbringens der Querschnitte (2) in jeweils einer Querlinie (3) angehalten wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die mit den Querschnitten (2) versehene Materi¬ albahn (4) nur in Längsrichtung (7 ') gestreckt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialbahn (4) nach dem Querschneiden zu einem Coil (21) auf¬ gewickelt und danach unter Abwickeln vom Coil (21) durrch Führen über mit verschiedenen Drehzahlen angetriebene Streckwalzen (29, 30, 31, 32) gestreckt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder β, dadurch gekennzeichnet, dass zwei mit Querschnitten versehene, gestreckte Materialbahnen (4A, 4B) , von denen die eine relativ zur anderen um 180° ge- wendet ist, zu einem zweilagigen Streckmaterial (4') aufgewi¬ ckelt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Querschnitte (2) in einer Metallbahn (4) angebracht werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass als Materialbahn (4) eine Bahn aus Edelstahl verwendet wird.
10. Schneideinrichtung (1) für folienartige Materialbahnen (4), zur Erzeugung von Streckmaterial, wobei die Schneideinricht~ung zumindest eine, Laser-, Wasser- oder Elektronenstrahlen abge¬ bende Schneideinheit (5) enthält, die durch eine Steuereinrich¬ tung (25) kontrolliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinheit (5) quer zur Längs- bzw. Transportrichtung (7) der Materialbahn (4) mit Hilfe von Antriebsmitteln (8) bewegbar ist, wobei die Strahlenabgabe während dieser Querbewegung durch die Steuereinrichtung (25) ein- und ausschaltbar ist.
11. Schneideinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel (8) einen elektromagnetischen Linea.ran- trieb (9) enthalten.
12. Schneideinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch cjekenn- zeichnet, dass die Laserstrahlen abgebende Schneideinheit C 5) über feste Ablenkspiegel (14, 15) von einer Laserstrahlung erzeugenden Einrichtung (13) gespeist ist.
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