WO2023285272A1 - Schneidvorrichtung zum schneiden von segmenten für energiezellen von einer zugeführten endlosbahn - Google Patents

Schneidvorrichtung zum schneiden von segmenten für energiezellen von einer zugeführten endlosbahn Download PDF

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WO2023285272A1
WO2023285272A1 PCT/EP2022/068879 EP2022068879W WO2023285272A1 WO 2023285272 A1 WO2023285272 A1 WO 2023285272A1 EP 2022068879 W EP2022068879 W EP 2022068879W WO 2023285272 A1 WO2023285272 A1 WO 2023285272A1
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cutting
counter
drum
knife
blade
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PCT/EP2022/068879
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Manfred Folger
Marcus Wagner
Nils Klaper
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Körber Technologies Gmbh
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    • B26D2001/006—Cutting members therefor the cutting blade having a special shape, e.g. a special outline, serrations

Definitions

  • Cutting device for cutting segments for energy cells from a supplied endless web
  • the present invention relates to a cutting device for cutting segments for energy cells from a fed continuous web, having the features of the preamble of claim 1.
  • Energy cells or energy storage according to the invention are used in motor vehicles, other land vehicles, ships, airplanes or in stationary systems such as photovoltaic systems in the form of battery cells or fuel cells, for example, where very large amounts of energy must be stored over longer periods.
  • energy cells have a structure made up of a large number of segments stacked to form a stack. These segments are each formed from alternating anode sheets and cathode sheets which are separated from one another by separator sheets which are also produced as segments. The segments are pre-cut in the manufacturing process and then placed on top of each other to form the stacks in the predetermined order and connected to one another by lamination.
  • the anode sheets and cathode sheets are first cut from a continuous web and then individually placed at intervals on a continuous web of a separator material.
  • This subsequently formed "double-layered" endless web of separator material with the anode sheets or cathode sheets placed on it is then cut into segments again in a second step with a cutting device, the segments in this case being formed in two layers by a separator sheet with an anode sheet or cathode sheet arranged on it.
  • the endless webs of the separator material with the anode sheets placed on it can tern and cathode sheets are also placed on top of each other before cutting, so that a continuous web is formed with a first continuous layer of the separator material with anode sheets or cathode sheets laid thereon and a second continuous layer of the separator material with anode sheets or cathode sheets laid thereon in turn.
  • This “four-layer” continuous web is then cut into segments by means of a cutting device, which in this case are formed in four layers with a first separator sheet, an anode sheet, a second separator sheet and a cathode sheet lying thereon.
  • segments are single-layer segments of a separator material, anode material or cathode material, double-layer or also four-layer segments of the structure described above.
  • Battery cells for electromobility are now manufactured on production systems with an output of 100 to 240 mono cells per minute. These work in sub-areas or continuously with clocked discontinuous movements, such as back and forth movements, and are therefore limited in terms of production output. Most of the known machines work in the single sheet stacking process (e.g. “pick and place”) with the disadvantage of slower processing. The laminating of cell formations is not possible here.
  • a well-known approach is a machine with continuously running webs of material and clocked tools, such as separating knives, tools for changing the pitch.
  • machines with clocked movements are limited in terms of performance.
  • the parts with mass, such as fixtures and tools, must be constantly accelerated and decelerated. The processes determine the timing and a lot of energy is consumed. The mass of the moving parts cannot be reduced at will. Parts that move faster often have to withstand higher loads and are therefore even more complex and heavier.
  • the production output of the machines must be increased, among other things.
  • a condition for the high production output is a high production rate of the stack of energy cells, which are formed from several segments of the type described above stacked on top of one another.
  • Such a device for producing energy cells with a cutting device is known, for example, from DE 10 2017216 213 A1.
  • the cutting device is implemented here in the form of a laser cutting device, which has a laser directed onto the circumference of a drum, which cuts the segments of an endless web guided on the drum.
  • the cutting process requires very precise control of the laser. If the laser beam cannot be aimed directly at the continuous web to be cut, it is deflected by a scanner that is fixed opposite the continuous web (remote laser cutting).
  • the scanner includes mirrors and associated motors, which, due to their limited dynamics, limit the speed of the cutting process.
  • a device is known from US Pat. No.
  • 6,585,846 B1 in which the segments are cut from a continuous web by means of a cutting drum driven to rotate with one or more cutting blades and a counter-drum with one or more counter-blades.
  • the cutting drum and the counter-drum are driven in opposite directions of rotation at identical speeds, so that they have the same circumferential speed in the opposing sections of the lateral surfaces in relation to the movement of the endless web being fed.
  • the cutting edges of the cutting knives and the counter-knives are arranged parallel to the axes of rotation of the cutting drum and the counter-drum and perpendicular to the revolving movements and cause a vertical line cut through the continuous web running between the cutting drum and the counter-drum for cutting the segments.
  • a device is known from publication WO 2019/092585 A2, which has two cutting drums which are driven to rotate in opposite directions and each have a cutting blade.
  • the cutting drums are arranged in such a way that the cutting circles of the cutting edges defined by the cutting edges of the cutting knives do not overlap, with the distance between the cutting circles being 1 to 10 ⁇ m.
  • the rotary drive movements of the two cutting drums are coordinated in such a way that the cutting blades cut through the endless web with their cutting edges at the same time but at a specified distance of 1 to 10 ⁇ m from one another.
  • the cutting edges of the cutting blades are also aligned here parallel to the axes of rotation of the cutting drums and thus also parallel to one another, so that the cutting edges each cut through the endless web in a line cut over the entire width.
  • the invention is based on the object of providing a cutting device which enables clean, process-reliable cutting of segments for energy cells from a continuous web with a simultaneously high transport speed of the supplied continuous web.
  • the cutting blade come into contact with the cutting edge of the counter-knife with its cutting edge during the rotary movement of the rotary cutting device, in particular the cutting drum, and at an angle of non-zero degrees to the cutting edge of the counter-knife is aligned, wherein the cutting edge of the cutting knife slides during the rotary movement of the cutting rotation device, in particular the cutting drum with a cut of the endless web in the point-like contact on the cutting edge of the counter-knife.
  • the invention thus takes a fundamentally different approach to cutting the segments from the continuous web, in that the cutting blade deliberately comes to rest against the cutting edge of the counter-blade, so that the continuous web fed in between is safe is severed. Furthermore, the cutting edges are aligned with one another in such a way that they are aligned at an angle other than zero degrees in the point contact, so that the cutting blade is in point contact with the cutting edge of the blade during the rotary movement of the rotary cutting device, in particular the cutting drum Counter knife slips and thereby cuts through the endless web.
  • the continuous web is not cut simultaneously over its entire width during the cutting process, but instead in a point-like contact, which during the cutting process executes a movement in the direction of the longitudinal direction of the cutting edges and thus severs the continuous web in a continuous cut transverse to its longitudinal extent .
  • a cut can be made with significantly lower cutting forces while the width of the continuous web to be cut is not limited or is at least significantly larger.
  • the punctiform contact point is moved on a curved path, which results from the combination of the movement of the contact point transversely to the endless path along the cutting edge of the counter-knife with the rotary movement of the counter-knife, i.e. a circular arc movement.
  • the movement of the contact point is achieved by aligning the cutting edges at an angle not equal to zero degrees in connection with the rotational movement of the cutting rotation device, in particular the cutting drum, ie the relative movement of the cutting edges to one another.
  • the counter-knife does not have to be formed by a separate part; it can also be integrally integrated into the counter-rotation body, in particular the counter-drum, in the form of a corresponding shape. Furthermore, the counter-knife can also be part of an insert part, which is mounted on the circumference of the counter-rotational body, in particular the counter-drum, and can have additional functions. All that is important for the realization of the counter-knife is the formation of a cutting edge in the form of a sharp edge on the counter-rotation body, in particular the counter-drum, on which the cutting knife of the cutting rotation device, in particular the cutting drum, slides with its cutting edge.
  • the counter-knife within the meaning of the invention is to be understood as meaning the section of the counter-rotation body, in particular the counter-drum, on which the cutting edge is provided, regardless of whether the counter-knife is implemented as a separate insert or in one piece with the counter-rotation body, in particular the counter-drum .
  • the point contact feature should not be understood in a purely mathematical sense. Instead, this is intended to express the fact that during the cutting process the cutting knife and the counter-knife only rest against each other over a very short section, which, for example, can be extended to a somewhat longer section simply due to the elastic properties of the cutting knife and/or the counter-knife is increased.
  • the only important thing for the cutting process is that the cutting knife and the counter-knife lie against each other in this short section, and that the cutting knife and the counter-knife Genmesseres slide off each other during the cutting process by executing a longitudinal movement of this contact point and thereby cut the continuous web transversely to its longitudinal extent by a shearing process.
  • the angle between the cutting edges is a maximum of 20 degrees. Due to the proposed angle range, the cutting forces that occur can be significantly reduced compared to a solution with parallel blades, so that a particularly clean cut of the segments can be achieved and blade wear can be reduced.
  • the cutting edges are aligned at a first angle of non-zero degrees to one another in a cutting plane running through the punctiform contact.
  • the proposed orientation can also compensate for the transport movement of the endless web to such an extent that ideally a vertical cut through the endless web can be realized during the transport movement.
  • the sectional plane is the plane which is arranged tangentially to the lateral surface of the counter-rotation body, in particular the counter-drum, and in which the punctiform contact is arranged. Since the cutting edges slide against each other in the point-like contact, the position of the cutting plane also changes.
  • the punctiform contact is not to be understood in a mathematical sense. This is only intended to express the fact that the cutting edges only abut one another over a very short section, which ideally is punctiform. However, since the cutting knife and the counter-knife always yield slightly due to their resilient properties, the punctiform contact is always increased to a somewhat longer contact by the cutting edges of the cutting knife and the counter-knife resting against one another.
  • the cutting edges are aligned perpendicularly to the cutting plane at a second angle that is not equal to zero degrees.
  • the proposed shape or alignment of the cutting edges allows the rotational movement of the cutting rotation device, in particular the cutting drum, and the resulting movement of the cutting edge perpendicular to the cutting plane to be compensated at least to the extent that the cutting edges do not make contact at points despite a movement perpendicular to the cutting plane lose.
  • the cutting knife and/or the counter-knife be resiliently mounted.
  • the continuous web is cut when the cutting edges are in contact at certain points. So that the contact is not lost in any case, the cutting edges and their cutting circles are dimensioned and arranged in such a way that they overlap at least slightly in the cutting plane. This overlapping causes the cutting edges to be over-squeezed, so that they exert a certain compressive force on one another while the continuous web is being cut. In extreme cases, this overpressure can result in the blade breaking or in damage to the blade lead cutting. So that this compressive force is reduced in turn and the associated probability of damage to the cutting edges is reduced, the cutting knife and/or the counter-knife are spring-mounted, so that the contact pressure on the cutting edges is reduced by the cutting edges being able to yield slightly.
  • the cutting edge of the cutting knife and/or the cutting edge of the counter-knife have a concave shape. It has been found that the overpressure initially increases from zero or a very low value to a maximum and then decreases again during the cutting process and the movement of the contact point along the cutting edges, even when cutting straight. This effect can be at least partially compensated for by the concave shape of the cutting edges, and the overpressure of the cutting edges and the associated probability of damage to the cutting edges can be reduced. It is further proposed that the counter-knife is arranged in a contact surface against which the endless web and the segment cut off from the endless web rests, and that a depression is provided in the contact surface on one side of the counter-knife.
  • the cutting blade of the rotary cutting device in particular the cutting drum, can dip into the recess and thus through the cutting plane into the continuous web or into the dividing line between the end of the continuous web and the segment cut off from it, to the side of the cutting edge of the counter-knife. Furthermore, an additional space is created by the depression in which the cut segment or the already cut part of the Endless web can be recorded during the cutting process. This means that the cut-off part can no longer interfere with the further cutting process. Furthermore, the cut-off segment can be accommodated therein at least partially, so that it is better protected against further external influences in this section. A further advantage can be seen in the fact that the cut edges of the cut-off segment and the continuous web are locally separated from one another and can therefore, for example, be cleaned separately from one another.
  • the recess preferably has a base area which, in the longitudinal direction of the contact surface, has a greater length than the section of the contact surface depressed by the recess. Due to the proposed dimensioning of the depression, the cut-off segment can dip into it without its free front side coming into contact with the side surface of the counter-knife. As a result, the probability of damage to the cut segment can be reduced, and a gentle cut can be realized. Further, this can prevent the cut end from being contaminated with cutting dust due to possible contact with the counter knife.
  • At least one compressed air opening that can be subjected to negative pressure can be provided on one side of the counter-knife, as a result of which the cut-off segment is sucked in and held on one side of the counter-knife until it is removed from it for further processing.
  • the compressed air opening can preferably be arranged in the depression, so that the cut-off segment can be attached to a wall of the depression in particular to the compressed air line Base of the depression is sucked in and thus actively moved out of the cutting zone.
  • the counter-knife is arranged on a counter-rotation body, in particular counter-drum, which is driven in relation to the rotary movement of the rotary cutting device, in particular the cutting drum, to rotate in the opposite direction.
  • the cutting knife and the counter-knife move in the same direction in the direction of the movement of the endless web being fed when they pass the cutting plane. Since only the relative movement of the cutting edge of the cutting knife to the cutting edge of the counter-knife is decisive for the cutting process, the cutting speed can be reduced while the transport speed of the endless web is high at the same time, so that the cutting quality can be improved while the production rate is high at the same time.
  • the relative speed between the cutting edges can be realized very simply by the cutting rotation device, in particular the cutting drum and the counter-rotation body, in particular the counter-drum, being driven in each case to rotate at different peripheral speeds of the cutting edges.
  • the rotary cutting device, in particular the cutting drum, and the counter-rotation body, in particular the counter-drum can each be driven by drive devices that are separate from one another.
  • the advantage of this solution can be seen in the fact that the drive movement of the cutting blade and the counter blade can be controlled in such a way that they during the cutting process with an identical force in the punctiform contact against each other over the entire width of the cut.
  • the drive devices can be controlled in particular in such a way that the cutting blades come into contact with the counter-blades with a maximum force, which is measured in such a way that the cutting blades and/or the counter-blades do not break.
  • a suction device be provided in the area of the cutting blade of the rotary cutting device, in particular the cutting drum, and/or in the area of the counter blade. Cutting particles that are released when cutting the segments can be sucked off by the suction device. Due to the arrangement of the suction device in the area of the cutting knife or the counter-knife, the cutting particles are sucked off directly or as close as possible to their point of origin.
  • the air flow that occurs during the rotary movement of the rotary cutting device, in particular the cutting drum, and if the counter-knife is arranged on a counter-rotation body, in particular a counter-drum, can also be used to reduce the movement to support the cutting particles towards the suction device.
  • a heating device be provided, by means of which the cutting knife and/or the counter knife can be heated at least in the area of their cutting edges. Due to the proposed heating device and the resulting heating of the cutting edges, the mechanical cutting effected by the punctiform contact is supplemented by hot cutting, whereby a clean cut can be achieved. In particular, breakouts and the formation of burrs can be reduced and the segments are generally less damaged. Furthermore, generation of cutting particles can be reduced.
  • the heating device is designed in such a way that the cutting edges are heated to a temperature of around 600 degrees Celsius. As a result, the anode material, cathode material or separator material is slightly melted, at least in the area of the plastic components, and a smooth cut edge is produced.
  • bound components of a coating of the segments are prevented from breaking out.
  • the displacement of the segments under the acting cutting forces can be reduced by supporting the penetration of the cutting edges into the continuous web by melting the continuous web and reducing the mechanical cutting force to be applied.
  • Fig. 1 shows a cutting device according to the invention with a
  • Cutting rotation device in the form of a cutting drum and a counter-rotation body in the form of a counter-drum;
  • FIG. 2 shows an enlarged section of the cutting device with the cutting blade and the counter blade
  • FIG. 3 shows the cutting edges of the cutting drum and the counter-drum with an overpressure in an enlarged view Depiction
  • FIG. 5 shows a cutting drum with a counter-drum and spring-loaded cutting knives
  • FIG. 7 shows an enlarged section of the counter-drum with a recess and an undercut
  • FIG. 8 shows a counter-drum and a transfer drum according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 11 shows a cutting drum with a counter-drum with a recess and compressed air openings arranged therein;
  • FIG. 12 shows a cutting drum with a counter-drum with a recess and a suction device; and 13 shows a cutting drum with a counter-drum with a recess and a pivoting element; and
  • FIG. 15 shows a counter-drum with a transfer drum and a pivoting element in a second position
  • FIG. 16 shows an enlarged illustration of the cutting blade of the cutting drum with the counter blade of the counter drum in the circumferential direction
  • FIG 17 shows an enlarged view of the cutting blade of the cutting drum with the counter-blade of the counter-drum perpendicular to the circumferential direction.
  • a cutting device can be seen with a cutting rotation device driven counterclockwise in the direction of the arrow in the form of a cutting drum 1 and a counter-rotation body in the form of a counter-drum 2 driven clockwise in the direction of the arrow.
  • the cutting drum 1 and the counter-drum 2 are arranged in such a way that an intermediate space 6 is present between a lateral surface 12 of the cutting drum 1 and a lateral surface 14 of the counter-drum 2, into which a continuous web 5 of a material to be cut is fed.
  • the endless web 5 can be formed by a web with a cathode or anode material or with a separator material for energy cells, as described in the introduction to the description.
  • the continuous web 5 can also consist of a multi-layer composite web made of a separator material and segments placed thereon from an anode or cathode material, it being possible for the segments of the anode material or cathode material to be cut from a continuous web in a preceding step by an identical cutting device.
  • the continuous web 5 bears against a contact surface 19 formed by the lateral surface 14 of the counter-drum 2 and is fed into the intermediate space 6 by the rotary movement of the counter-drum 2 .
  • the continuous web 5 can be held on the counter-drum 2 solely by web tension or additionally or alternatively by a vacuum device.
  • a radially protruding cutting blade 3 with a cutting edge 9 is arranged on the cutting drum 1, with a depression 13 being provided in the lateral surface 12 of the cutting drum 1 upstream of the cutting blade 3 in relation to the direction of rotation in order to form a one-sided free space on the cutting blade 3. Due to its radially protruding arrangement, the cutting blade 3 has a free one on its upstream side
  • Blade 9 whose distance from the base body of the cutting drum 1 is increased by the recess 13.
  • a counter-knife 4 is provided on the counter-drum 2, which is arranged in such a way that its radial outer surface is arranged on an identical radius as the lateral surface 14 or the contact surface 19.
  • the counter-knife 4 thus forms with the lateral surface 14 and the contact surface 19 a continuous, stepless outer surface against which the continuous web 5 rests radially on the outside.
  • downstream of the counter-knife 4 there is a depression 10 in the contact surface 19 provided so that the counter-knife 4 has a free cutting edge 8 on its downstream side.
  • the counter-knife 4 can be designed as a separate part that is independent of the counter-drum 2, so that it can be replaced after wear or breakage.
  • the counter-knife 4 can also be designed in one piece with the counter-drum 2 by the counter-drum 2 being formed into the cutting edge 8 on its outer surface 14 .
  • the cutting edge 8 can also be part of an insert part of the counter-drum, which already has the indentation 10 and can also fulfill additional functions.
  • the counter-knife 4 in addition to the formation of the cutting edge 8, can also have an additional shape in order to fulfill additional functions.
  • a cutting blade 3 and a counter blade 4 are shown on cutting drum 1 and on counter-drum 2, but this does not exclude the possibility that several cutting blades 3 and Counter knife 4 are provided.
  • the counter-blades 4 are then arranged in such a way that they divide the outer surface 14 of the counter-drum 2 into circumferential sections with a circular arc length of 100 mm each.
  • the number of counter-knives 4 depends on the transport speed supplied continuous web 5 and the speed of the counter-drum 2 matched.
  • the cutting drum 1 and the counter-drum 2 are driven to rotate in opposite directions, so that when they pass the intermediate space 6, their outer surfaces 12 and 14 perform a movement in the same direction, which corresponds to the direction of the endless web 5 fed on the counter-drum 2.
  • the cutting drum 1 and the counter-drum 2 are each driven to rotate at different circumferential speeds, so that the cutting knife 3 and the counter-knife 4 perform a relative movement to one another when passing through the intermediate space 6 . This is preferably achieved in that the cutting drum 1 and the counter-drum 2 are driven at identical speeds, and the
  • Cutting circles of the rotating cutting edges 8 and 9 have different diameters.
  • the cutting drum 1 with the cutting edges 9 of the cutting blade 3 has a larger cutting diameter than the cutting edges 8 of the counter blade 4 of the counter drum 2, so that the peripheral speed of the cutting edges 9 of the
  • Cutting knife 3 is greater than the peripheral speed of the cutting edges 8 of the counter knives 4. Due to the identical speeds and the different diameters of the cutting circles, the cutting edges 8 and 9 meet once in each revolution with a correspondingly synchronized movement and then bring them even closer described cutting movement of the endless web 5 from.
  • the cutting blade 3 is arranged on the cutting drum 1 that the cutting edge 8 of the counter blade 4 when passing through the gap 6 in a punctiform contact S on the Cutting edge 9 of the cutting blade 3 comes to rest.
  • the cutting edge 9 of the cutting blade 3 of the cutting drum 1 is at a first angle a of non-zero degrees, preferably at an angle a of 0 to 20 degrees, in relation to the cutting edge 8 of the counter blade 4 in a tangential direction due to the point contact S Movement of the cutting edge 8 aligned cutting plane I, as can also be seen in Figure 17. Since the cutting edges 8 and 9 yield at least slightly due to the resilient properties of the cutting blade 3 and/or the counter blade 4, the cutting edges 8 and 9 are not in a mathematical point-like contact S with one another.
  • the punctiform contact S is slightly lengthened by the flexibility of the cutting edges 8 and 9 .
  • the cutting edge 9 of the cutting blade 3 is aligned with the cutting edge 8 of the counter blade 4 in such a way that it runs at a second angle ß of unequal zero degrees in a cutting plane II, which runs through the punctiform contact S and perpendicular to the movement of the cutting edge 8 perpendicular to the section plane I, as can also be seen in FIG.
  • the cutting edge 8 of the counter-knife 8 is aligned parallel to the axis of rotation of the counter-drum 4 and perpendicular to the longitudinal direction of the endless web 5 held on the counter-drum 4 and thus also perpendicular to the circumferential movement of the lateral surface 14 of the counter-drum 4 and the feed movement of the endless web 5.
  • the cutting knife 3 Due to the described inclination of the cutting edge 9 of the cutting knife 3 to the cutting edge 8 of the counter knife 4, the cutting knife 3 reaches with the cutting edge 9 a point-like contact with the cutting edge 8 of the counter knife 4 and through separates the continuous web 5 lying against it. Since the cutting edge 8 of the counter blade 4 of the counter drum 2 is moved at a lower circumferential speed than the cutting edge 9 of the cutting blade 3 of the cutting drum 1, the punctiform contact S of the cutting edge 9 of the cutting blade 3 slides on the cutting edge 8 of the counter-knife 4 in the longitudinal direction of the cutting edge 8 of the counter-knife 4 and cuts through the continuous web 8 in a cutting line corresponding to the geometry of the cutting edge 8 of the counter-knife 4 .
  • the counter-knife 4 of the counter-drum 2 is aligned perpendicular to the longitudinal direction of the continuous web 5, so that a segment 7 with a vertical cutting edge is cut off from the continuous web 5 by the cut.
  • the cut is made according to the shearing principle in a continuous cut transverse to the longitudinal extent of the continuous web 5, as a result of which a very clean and dimensionally accurate cut edge of the segments 7 can be realized.
  • the inclination of the cutting edge 9 to the cutting edge 8 in the cutting plane I in connection with the relative movement of the cutting edges 8 and 9 to one another realized by the different peripheral speeds causes the lateral sliding of the cutting edge 9 of the cutting knife 3 in the point contact S on the cutting edge 8 of the counter-knife 4.
  • the inclined position of the cutting edge 9 in the cutting plane II also allows the slippage to be compensated for by the circular movement of the cutting edge 8 of the counter-knife 4, reducing the distance between the cutting edge 8 and the cutting drum 1.
  • the depression 10 provided downstream of the counter-knife 4 enables the cutting knife 3 of the cutting drum 1 during the cutting movement downstream to the counter-knife 4 to move radially inwards through the imaginary extension of the lateral surface 14 of the gene drum 2 can dive into.
  • the circular arc section of the cutting movement corresponds to the angle of rotation of the counter-drum 2, starting from the first cutting contact of the continuous web 5 up to the complete cut of the continuous web 5.
  • the cut of the segments 7 is realized here with a cutting edge 8 of the counter knife 4 directed perpendicularly to the endless web 5 and parallel to the axis of rotation of the counter drum 2, which is advantageous in that firstly a vertical cut through the endless web 5 can be realized and secondly, the continuous web 5 resting on the lateral surface 14 is not twisted about its longitudinal axis.
  • the cutting edge 8 of the counter-knife 4 it is also conceivable to arrange the cutting edge 8 of the counter-knife 4 at an angle to the axis of rotation of the counter-drum 2 in relation to a plane tangent or perpendicularly intersecting the lateral surface 14, provided the cut requires this, or the cut is thereby further improved.
  • FIG. 17 the geometry of the cutting edges 8 and 9 can be seen in a section along the section plane I viewed from above.
  • the cutting edges 8 and 9 are aligned at a first angle a of approximately 2 to 5 degrees to one another and as a result come into contact with one another in the point-like contact S during the subsequent rotational movement.
  • the second angle ⁇ can be seen in FIG. 16, which is also approximately 2 to 5 degrees here. As a result, the cutting edges 8 and 9 first come to rest on one side in the punctiform contact S.
  • the cutting edge 9 of the cutting knife 3 slides off the cutting edge 8 of the counter-knife 4 and in doing so executes the cutting movement of the continuous web 5, with the second angle ß reflecting the changing distance of the Cutting 8 and 9 is compensated.
  • FIG. 4 shows a course of the overpressure Ü over the angle of rotation e of the counter-drum 4 for a cutting width s of the endless web of 100 mm. Furthermore, the overpressure Ü relative to the cutting width of the endless web 5 can be seen.
  • the overpressure Ü increases at the beginning of the cutting movement in a convex curve up to a maximum and then drops steeply again.
  • the overpressure Ü leads to an elastic movement of the cutting blade 3 and the counter blade 4 and in extreme cases can lead to a blade breaking or damage to one of the cutting lead to 8 or 9 if the plastic deformation limit is locally exceeded.
  • the cutting edges 8 and 9 or just one of the cutting edges 8 or 9 can be slightly concave, ie curved inwards, with the concave shape ideally being the negative of the convex shape measured
  • override Ü corresponds.
  • This concave shape of the cutting edges 8 or 9 means that the maximum overpressure Ü can be reduced and, ideally, evened out without the contact of the cutting edges 8 and 9 being lost during the cutting process.
  • the forces acting on the cutting edges 8 and 9 can be reduced and the probability of damage to the cutting knife 3 and the counter knife 4 can thus be reduced.
  • breaking of the cutting blades 3 and the counter-blades 4 or their cutting edges 8 and 9 can also be avoided by using a resilient material for the cutting blades 3 and counter-blades 4, so that they can yield at least slightly.
  • FIG. 5 shows an embodiment of the invention in which a depression 10 is arranged on each of the counter-knives 4 upstream of the rotary movement of the counter-drum 2, so that the free cutting edge 8 of the counter-knife 4 is on the upstream side of the counter-knife 4 is arranged.
  • the cutting knives 3 of the cutting drum 1 are arranged here in such a way that their free cutting edges 9 are arranged downstream of the direction of rotation of the cutting drum 1 .
  • the cutting process takes place here by driving the cutting drum 1 with the cutting blades 3 and the cutters 9 arranged thereon at a higher peripheral speed than the counter-blade 4 of the counter-drum 2, so that the cutting blade 3 with its cutting edge 9 is on the cutting edge 8 of the respective counter-blade 4 slides and cuts the continuous web 5 according to the principle described above.
  • the cutting blades 3 of the cutting drum 1 are resiliently mounted by means of springs 15, so that the cutting forces acting between the cutting edges 8 and 9 are reduced by the cutting blades 3 being able to perform an evasive movement.
  • stiffer cutting blades 3 can be used without increasing the probability of damage in the form of a blade breaking.
  • the above-described overpressure Ü of the cutting edges 8 and 9 can be reduced without them losing contact. Rather, further design parameters are available through the provided spring force of the springs 15 and their arrangement in order to influence the cutting process. If the cutting drum 3 and the counter-drum 4 are driven independently of one another by different drive devices, it is also possible to control the drive movement of the cutting drum 3 and the counter-drum 4 as a function of the cutting forces acting. This prevents a predetermined cutting force from being exceeded and the resulting possible knife breakage.
  • the different peripheral speeds of the cutting edges 8 and 9 are here with identical speeds and different ones
  • FIG. 6 shows an enlarged section of counter-drum 2 and counter-knife 4 of the exemplary embodiment shown in FIGS.
  • the depression 10 in the contact surface 19 is shaped in such a way that its base surface 17 has a greater length 21 in the circumferential direction of the counter-drum 2 than the section 20 of the contact surface 19 interrupted radially on the outside by the depression 10 7 from the upper position shown into the recess 10 without it touching the side surface of the counter-knife 4 with its free end face 18 or wiping off it. This reduces the probability of damage to the segment 7 and allows the segments 7 to be cut gently. Furthermore, contamination of the cut segment with cutting particles can be avoided as a result.
  • an undercut 16 is additionally provided on the counter-knife 4, expanding the depression 10 into the counter-knife 4, through which the free space between the free end face 18 of the severed segment 7 and the side surface of the counter-knife 4 to avoid contact of the segment 7 with the counter-knife 4 when immersed in the depression 10 can be increased further.
  • the counter-drum 2 can be seen in two different embodiments with a take-over drum 22 each with a segment 7 on the counter-drum 2 and a segment 7 taken over from the take-over drum 22 .
  • FIG. 8 the counter-drum 2 can be seen in two different embodiments with a take-over drum 22 each with a segment 7 on the counter-drum 2 and a segment 7 taken over from the take-over drum 22 .
  • the depression 10 is in relation to the rotational movement of the counter-drum 2 upstream of the counter-knife 4 in accordance with the exemplary embodiment of FIG Figure 5 arranged so that there is an increased distance A upstream of the counter-knife 4 to the take-over drum 22 for the takeover of the segments 7 from the take-over drum.
  • the indentation 10 is arranged downstream of the counter-knife 4 in relation to the rotational movement of the counter-drum 2 in accordance with the exemplary embodiment of FIGS.
  • the ends of the segments 7 rest against the outer surface of the counter-knife 4 of the counter-drum 2 due to the previous cut of the continuous web 5 and are taken over by the transfer drum 22 starting from this end.
  • the cut in the endless web 5 between the cutting blade 3 and the counter-knife 4 means that the endless web 5 is first severed on one side, here the front side, and is therefore briefly free with the section that has already been cut hangs in the air.
  • the cutting blade 3 of the cutting drum 1 or the cutting blade 4 of the counter-drum 2 collides with this freely hanging section in an uncontrolled manner and thereby damages it.
  • Compressed air openings 11 that can be subjected to negative pressure are provided, which suck in the section of continuous web 5 or segment 7 that has already been cut to rest against base surface 17 and thus actively move it away from the cutting zone.
  • the compressed air openings 11 can all be subjected to negative pressure at the same time. However, it is also conceivable for the compressed air openings 11 to be subjected to negative pressure in a controlled manner in a chronological sequence. That's how they can
  • Compressed air openings 11 can be subjected to negative pressure, for example, in such a way that the compressed air openings 11 are subjected to negative pressure in accordance with the cutting process of the endless web 5, in that first the compressed air opening 11 is subjected to negative pressure, which is arranged on the first severed edge of the endless web 5, and then the further compressed air openings 11 are charged with compressed air in a successive sequence.
  • the compressed air openings 11 are then pressurized with compressed air one after the other, starting from an edge and then following the laterally moving intersection point S, so that only the section of the continuous web 5 or the segment 7 that has already been cut off is pressurized and attached to the base surface 17 of the depression 10 is sucked in. This can prevent the continuous web 5 from being torn in an uncontrolled manner by the application of negative pressure before it is cut.
  • a suction device 23 can also be provided, which sucks off the cutting dust produced by cutting the endless web 5 .
  • the compressed air openings 11 provided in the depression 10 can also be used to suck off the cutting dust.
  • the suction g device 23 can comprise several suction openings or ones provided at the marked locations, which can also be positioned in such a way that the air currents generated by the rotary movements of the cutting drum 1 and the counter-drum 2 support the transport of the cutting dust to the suction openings.
  • the suction devices 23 are moved with the cutting drum 1 or the counter-drum 2 and are then connected to a stationary suction device 23 via an interface.
  • FIG. 1 A further developed exemplary embodiment can be seen in FIG.
  • the pivoting element 24 is mounted at its end remote from the counter-knife 4 so that it can pivot about a pivot axis aligned parallel to the axis of rotation of the counter-drum 2 and protrudes with its free pivotable end into the recess 10.
  • the pivoting element 24 is in the recess during the cutting process 10 is pivoted in so that the cut edges are separated with the advantages described above and the cutting process can take place in accordance with the sequence described above.
  • the pivoting element 24 is then only when the counter-drum 2 rotates further until it reaches the transfer position shown in FIG End pivoted radially outwards. In this way, the distance A to be overcome for taking over the segments 7 from the takeover drum 22 can be reduced with the advantages described above.
  • the same advantage can also be achieved by a pivoting element 24 provided on the transfer drum 22, as can be seen in FIG.
  • the cutting edges 8 and 9 of the cutting knives 3 and the counter knife 4 can be heated to a temperature of approx. 600 degrees Celsius by a separate or also a central heating device, as a result of which the cutting quality can be further improved.
  • an improved thermomechanical cutting of the segments 7 can be realized by a combination of the mechanical cutting by the above-described sliding of the cutting edges 8 and 9 in connection with the heating of the cutting edges.

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Abstract

Schneidvorrichtung zum Schneiden von Segmenten (7) für Energiezellen von einer in einen Zwischenraum (6) in eine Schnittebene (I) zugeführten Endlosbahn (5), mit einer mittels einer Antriebseinrichtung zu einer Drehbewegung um eine Drehachse angetriebenen, auf einer Seite des Zwischenraumes (6) angeordneten Schneidrotationseinrichtung (1) mit wenigstens einem von einer Grenzfläche der Schneidrotationseinrichtung (1) radial nach außen vorstehendem Schneidmesser (3), und wenigstens einem auf der anderen Seite des Zwischenraumes (6) angeordneten Gegenmesser (4), wobei das Schneidmesser (3) und das Gegenmesser (4) jeweils eine Schneide (8, 9) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidmesser (3) während der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung (1) mit seiner Schneide (9) zur Anlage in einem punktförmigen Kontakt (S) an der Schneide (8) des Gegenmessers (4) gelangt, und dabei in einem Winkel von ungleich null Grad zu der Schneide (8) des Gegenmessers ausgerichtet ist, wobei die Schneide (9) des Schneidmessers (3) während der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung (1) mit einem Schnitt der Endlosbahn (5) in dem punktförmigen Kontakt (S) an der Schneide (8) des Gegenmessers (4) abgleitet.

Description

Schneidvorrichtung zum Schneiden von Segmenten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zum Schneiden von Segmenten für Energiezellen von einer zugeführten Endlosbahn mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photo voltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen. Dazu weisen solche Energiezellen eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten auf. Diese Segmente sind jeweils aus sich abwechselnden Anodenblättern und Kathodenblättern, die durch ebenfalls als Segmente hergestellte Separatorblätter voneinander getrennt sind, gebildet. Die Segmente werden in dem Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinandergelegt und durch Laminieren miteinander verbunden. Dabei werden die Anodenblätter und Kathodenblätter zuerst von einer Endlosbahn geschnitten und dann vereinzelt in Abständen auf jeweils eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt. Diese anschließend gebildete „doppellagige“ Endlosbahn aus dem Separatormaterial mit den aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern wird dann in einem zweiten Schritt wieder mit einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, wobei die Segmente in diesem Fall doppellagig durch ein Separatorblatt mit einem darauf angeordneten Anodenblatt oder Kathodenblatt gebildet sind. Sofern dies fertigungstechnisch machbar oder erforderlich ist, können die Endlosbahnen des Separatormaterials mit den aufgelegten Anodenblät- tern und Kathodenblättern auch vor dem Schneiden aufeinanderge- legt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlosen Schicht des Separatormaterials mit darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormaterials mit wiederum darauf aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern gebildet wird. Diese „vierlagige“ Endlosbahn wird dann mittels einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, welche in diesem Fall vierlagig mit einem ersten Separatorblatt, einem Anodenblatt, einem zweiten Separatorblatt und einem darauf anliegenden Kathodenblatt gebildet sind. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass ein Schnitt gespart werden kann. Segmente im Sinne dieser Erfindung sind demnach einlagige Segmente eines Separatormaterial, Anodenmaterials oder Kathodenmaterials, doppellagige oder auch vierlagige Segmente des oben beschriebenen Auf- baus.
Die Herstellung von Batteriezellen beispielsweise für Elektromobili- tät erfolgt heute auf Produktionsanlagen mit einer Leistung von 100 bis 240 Monozellen pro Minute. Diese arbeiten in Teilbereichen oder durchgehend mit getakteten diskontinuierlichen Bewegungen, etwa Hin- und Her-Bewegungen, und sind damit hinsichtlich der Produkti onsleistung limitiert. Ein Großteil der bekannten Maschinen arbeitet im Einzelblatt-Stapelverfahren (z.B. „Pick and Place“) mit dem Nachteil einer langsameren Verarbeitung. Das Laminieren von Zell- formationen ist hier nicht möglich.
Ein weiterer bekannter Ansatz ist eine Maschine mit kontinuierlich laufenden Materialbahnen und getakteten Werkzeugen, wie beispielsweise Trennmesser, Werkzeuge zur Teilungsänderung. Prinzipiell sind Maschinen mit getakteten Bewegungen leistungsmäßig begrenzt. Die mit Masse behafteten Teile, etwa Aufnahmen und Werkzeuge, müssen permanent beschleunigt und abgebremst werden. Die Prozesse bestimmen dabei die zeitlichen Abläufe und es wird dabei viel Energie verbraucht. Die Masse der bewegten Teile lässt sich nicht beliebig reduzieren. Häufig müssen schneller beweg te Teile höhere Belastungen ertragen und werden deshalb sogar aufwändiger und schwerer. Um die Produktionskosten der Batterieherstellung zu senken, muss sich unter anderem die Produktionsleistung der Maschinen erhöhen. Eine Bedingung für die hohe Produktionsleistung ist dabei eine hohe Fertigungsrate der Stapel der Energiezellen, welche aus mehreren aufeinander gestapelten Segmenten der eingangs beschriebenen Art gebildet sind.
Zur Erzielung von sehr hohen Fertigungsraten ist es dabei wünschenswert, die Endlosbahnen aus dem Material der Segmente kontinuierlich zuzuführen und dann die Segmente von diesen kontinu- ierlich zugeführten Endlosbahnen mittels einer Schneidvorrichtung in dem laufenden Prozess abzuschneiden. Dies ist insbesondere bei den Anodenblättern und Kathodenblättern der Fall, welche geschnit ten werden und anschließend in Abständen auf eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt werden.
Eine solche Vorrichtungen zur Herstellung von Energiezellen mit einer Schneidvorrichtung ist zum Beispiel aus der DE 10 2017216 213 A1 bekannt. Die Schneidvorrichtung ist hier in Form einer Laserschneidvorrichtung verwirklicht, welche einen auf den Umfang einer Trommel gerichteten Laser aufweist, der die Segmente von einer auf der Trommel geführten Endlosbahn schneidet. Nachteilig bei dieser Schneideinrichtung ist es, dass der Schneidvorgang eine sehr genaue Ansteuerung des Lasers erfordert. Sofern der Laser strahl nicht direkt auf die zu schneidenden Endlosbahn gerichtet werden kann, wird dieser durch einen gegenüber der Endlosbahn feststehenden Scanner abgelenkt (Remote Laserschneiden). Der Scanner umfasst unter anderem Spiegel und zugeordnete Motoren, welche aufgrund ihrer begrenzten Dynamik dem Schnittvorgang in der Geschwindigkeit Grenzen setzen. Aus der Druckschrift US 6,585,846 B1 ist ferner eine Vorrichtung bekannt, in weicher die Segmente mittels einer zu einer Drehbewegung angetriebene Schneidtrommel mit einem oder mehreren Schneidmessern und einer Gegentrommel mit einem oder mehreren Gegenmessern von einer Endlosbahn geschnitten werden. Die Schneidtrommel und die Gegentrommel werden in entgegengesetzte Drehrichtungen mit identischen Drehzahlen angetrieben, so dass sie in den einander gegenüberstehenden Abschnitten der Mantelflächen in Bezug zu der Bewegung der zugeführten Endlosbahn eine gleich gerichtete und identische Umfangsgeschwindigkeit aufweisen. Die Schneiden der Schneidmesser und der Gegenmesser sind parallel zu den Drehachsen der Schneidtrommel und der Gegentrommel und senkrecht zu den Umlaufbewegungen angeordnet und bewirken einen senkrechten Linienschnitt durch die zwischen der Schneidtrommel und der Gegentrommel hindurchlaufende Endlosbahn zum Schneiden der Segmente.
Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, dass die Drehbewegungen der Schneidtrommel und der Gegentrommel sehr genau aufeinander abgestimmt sein müssen, und dass insbesondere Drehzahldifferen- zen in jedem Fall vermieden werden müssen, da ein sauberer
Schnitt durch die Endlosbahn ansonsten nicht erreicht werden kann. Ferner schneiden die Schneiden der Schneidmesser und der Gegenmesser hier mit ihrer gesamten Länge gleichzeitig durch die Endlosbahn, wozu entsprechend hohe Schnittkräfte erforderlich sind. Dadurch ist die zu realisierende Schnittbreite begrenzt, und es tritt ein erhöhter Verschleiß der Schneiden in Verbindung mit einer verschlechterten Schnittqualität auf.
Aus der Druckschrift WO 2019/092585 A2 ist ferner eine Vorrichtung bekannt, welche zwei zu entgegengesetzt gerichteten Drehbewe- gungen angetriebene Schneidtrommeln mit jeweils einem Schneidmesser aufweist. Die Schneidtrommeln sind so angeordnet, dass sich die durch die Schneiden der Schneidmesser definierten Schnittkreise der Schneiden nicht überlappen, wobei der Abstand der Schnittkreise 1 bis 10 pm betragen soll. Die Antriebsdrehbewe- gungen der beiden Schneidtrommeln sind so aufeinander abgestimmt, dass die Schneidmesser mit ihren Schneiden gleichzeitig aber in vorgegebenen Abstand von 1 bis 10 pm zueinander durch die Endlosbahn schneiden. Die Schneiden der Schneidmesser sind auch hier parallel zu den Drehachsen der Schneidtrommeln und da- mit auch parallel zueinander ausgerichtet, so dass die Schneiden jeweils in einem Linienschnitt über die gesamte Breite durch die Endlosbahn schneiden.
Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass auch hier die Drehbewegun- gen der Schneidtrommeln sehr genau aufeinander abgestimmt sein müssen, damit die beiden Schneiden zur Erzielung eines sauberen Schnittes in einer definierten Ausrichtung zueinander durch die Endlosbahn schneiden. Neben den oben beschriebenen Nachteilen der hohen Schnittkräfte, der begrenzten Schnittbreite, des erhöhten Verschleißes und der verschlechterten Schnittqualität setzt diese Vorrichtung zusätzlich eine sehr genaue Positionierung der Schneid- trommeln und der daran umlaufenden Schneiden zueinander voraus, damit der geforderte Abstand nicht unterschritten wird, da die Schneiden ansonsten kollidieren können. Ferner darf der Abstand der Schnittkreise auch nicht größer als der vorgegebene Abstand von 1 bis 10 gm sein, da ansonsten kein sauberer Schnitt erreicht wird, da die Schneiden jeweils gegeneinander das für den Schnitt erforderliche Widerlager bilden.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung bereitzustellen, welche ein sauberes, prozesssicheres Schneiden von Segmenten für Energiezellen von einer Endlosbahn bei einer gleichzeitig hohen Transportgeschwindigkeit der zugeführten Endlosbahn ermöglicht. Zur Lösung der Aufgabe wird eine Schneidvorrichtung mit den
Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den zugehörigen Figuren zu entnehmen. Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Schneidmesser während der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel mit seiner Schneide zur Anlage in einem punktförmigen Kontakt an der Schneide des Gegenmessers gelangt, und dabei in einem Winkel von ungleich null Grad zu der Schneide des Gegenmessers ausgerichtet ist, wobei die Schneide des Schneidmessers während der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel mit einem Schnitt der Endlosbahn in dem punktförmigen Kontakt an der Schneide des Gegenmessers abgleitet. Die Erfindung geht damit gegenüber den im Stand der Technik be kannten Lösungen einen grundsätzlich anderen Weg zum Schneiden der Segmente von der Endlosbahn, indem das Schneidmesser mit seiner Schneide bewusst zur Anlage an der Schneide des Gegen- messer gelangt, so dass die dazwischen zugeführte Endlosbahn sicher durchtrennt wird. Ferner sind die Schneiden so zueinander ausgerichtet, dass sie in dem punktförmigen Kontakt in einem Win kel von ungleich null Grad zueinander ausgerichtet sind, so dass das Schneidmesser während der Drehbewegung der Schneidrotati- onseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel in dem punktför migen Kontakt an der Schneide des Gegenmessers abgleitet und dabei die Endlosbahn durchschneidet. Damit wird die Endlosbahn während des Schnittvorganges nicht über ihre gesamte Breite gleichzeitig geschnitten, sondern stattdessen in einem punktförmi- gen Kontakt, welcher während des Schnittvorganges eine Bewegung in Richtung der Längsrichtung der Schneiden ausführt und dadurch die Endlosbahn in einem kontinuierlichen Schnitt quer zu ihrer Längserstreckung durchtrennt. Damit kann ein Schnitt mit erheblich geringeren Schnittkräften bei einer gleichzeitig nicht begrenzten oder zumindest erheblich größeren Breite der zu schneidenden Endlosbahn realisiert werden. Dabei wird der punktförmige Kontaktpunkt auf einer gekrümmten Bahn bewegt, welche sich aus der Kombination der Bewegung des Kontaktpunktes quer zu der Endlosbahn entlang der Schneide des Gegenmessers mit der dabei ausgeführten Drehbewegung des Gegenmessers also einer Kreisbogenbewegung ergibt. Die Bewegung des Kontaktpunktes wird durch die Ausrich tung der Schneiden in einem Winkel von ungleich null Grad in Verbindung mit der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel, also der Relativbewegung der Schneiden zueinander erreicht. Durch diesen sich grundsätzlich von dem Stand der Technik unterscheidenden Schnittvorgang kann ein besonders oberflächenschonender Schnitt der Endlosbahn mit einer sehr geringen Verschmutzung der Oberfläche verwirklicht werden.
Das Gegenmesser muss nicht durch ein gesondertes Teil gebildet sein, es kann auch in Form einer entsprechenden Formgebung des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel einstückig in diese integriert sein. Ferner kann das Gegenmesser auch Teil eines Einsatzteils sein, welches an dem Umfang des Gegenrotati onskörpers, insbesondere der Gegentrommel montiert wird und zu- sätzliche Funktionen haben kann. Wichtig für die Verwirklichung des Gegenmessers ist lediglich die Ausbildung einer Schneide in Form einer scharfen Kante an dem Gegenrotationskörper, insbesondere der Gegentrommel, an der das Schneidmesser der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel mit seiner Schneide abgleitet. Als Gegenmesser im Sinne der Erfindung soll damit der Abschnitt des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel verstanden werden, an dem die Schneide vorgesehen ist, unabhängig davon, ob das Gegenmesser als gesondertes Einsatzteil verwirklicht ist oder einstückig mit dem Gegenrotations- körper, insbesondere der Gegentrommel ausgebildet ist.
Ferner soll das Merkmal des punktförmigen Kontaktes nicht im rein mathematischen Sinne verstanden werden. Es soll dadurch statt- dessen zum Ausdruck gebracht werden, dass das Schneidmesser und das Gegenmesser während des Schnittvorganges nur in einem sehr kurzen Abschnitt aneinander anliegen, welcher z.B. allein durch die elastischen Eigenschaften des Schneidmessers und/oder des Gegenmessers schon auf einen etwas längeren Abschnitt ver größert wird. Wichtig ist für den Schnittvorgang lediglich, dass das Schneidmesser und das Gegenmesser in diesem kurzen Abschnitt aneinander anliegen, und dass das Schneidmesser und das Ge- genmesser während des Schnittvorganges durch Ausfuhren einer Längsbewegung dieser Kontaktstelle aneinander abgleiten und die Endlosbahn dabei quer zu ihrer Längserstreckung durch einen Abschervorgang schneiden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Winkel zwischen den Schneiden maximal 20 Grad beträgt. Durch den vorgeschlagenen Winkelbereich können die auftretenden Schnittkräfte im Vergleich zu einer Lösung mit parallelen Schneiden deutlich reduziert werden, so dass ein besonders sauberer Schnitt der Segmente erreicht und der Messerverschleiß verringert werden kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Schneiden in einer durch den punktförmigen Kontakt verlaufenden Schnittebene in einem ersten Winkel von ungleich null Grad zueinander ausgerichtet sind. Durch die vorgeschlagene Ausrichtung kann neben dem oben beschriebenen vorteilhaften Schnittvorgang zusätzlich die Transportbewegung der Endlosbahn soweit kompensiert werden, dass im Idealfall ein senkrechter Schnitt durch die Endlosbahn während der Transport- bewegung verwirklicht werden kann. Dabei ist die Schnittebene die Ebene, welche tangential zu der Mantelfläche des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel angeordnet ist, und in der der punktförmige Kontakt angeordnet ist. Da die Schneiden in dem punktförmigen Kontakt aneinander abgleiten ändert sich damit auch die Lage der Schnittebene. Soweit gerade Schneidmesser und Gegenmesser verwendet werden, hat diese Änderung aber keinen Einfluss auf den ersten Winkel, da der erste Winkel aufgrund der geraden Schneiden unabhängig der Lage des Kontaktpunktes immer derselbe ist. Sofern gekrümmte Schneiden verwendet werden wür- den würde sich zwar der erste Winkel während des Schnittvorganges und des Abgleitens der Schneiden ändern, er sollte jedoch nie gleich null sein, da ansonsten die für das Schneiden erforderliche Scherwirkung nicht mehr gegeben ist. Der punktförmige Kontakt ist auch hier nicht in einem mathematischen sinne zu verstehen. Es soll dadurch lediglich zum Ausdruck kommen, dass die Schneiden nur über einen sehr kurzen Abschnitt aneinander anliegen, welcher im Idealfall punktförmig ist. Da das Schneidmesser und das Gegen messer aber aufgrund ihrer federnden Eigenschaften immer geringfügig nachgeben, wird der punktförmige Kontakt immer zu einen etwas längeren Kontakt vergrößert, indem sich die Schneiden des Schneidmessers und des Gegenmessers aneinander anlegen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Schneiden senkrecht zu der Schnittebene in einem zweiten Winkel von ungleich null Grad zueinander ausgerichtet sind. Durch die vorgeschlagene Formgebung bzw. Ausrichtung der Schneiden kann die Rotationsbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel und die dadurch bedingte Bewegung der Schneide senkrecht zu der Schnittebene zumindest soweit kompensiert werden, dass die Schneiden trotz einer Bewegung senkrecht zu der Schnittebene ih- ren punktuellen Kontakt nicht verlieren.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Schneidmesser und/oder das Gegenmesser federnd gelagert sind. Wie oben beschrieben erfolgt das Schneiden der Endlosbahn in einer punktuellen Anlage der Schneiden. Damit der Kontakt in jedem Fall nicht verlorengeht, sind die Schneiden und deren Schneidkreise so bemessen und angeordnet, dass sie sich in der Schnittebene zumindest geringfügig überlappen. Dieses Überlappen führt zu einer Überdrückung der Schneiden, so dass sie während des Schneidens der Endlosbahn eine ge- wisse Druckkraft aufeinander ausüben. Diese Überdrückung kann im Extremfall zu einem Messerbruch oder zu einer Beschädigung der Schneiden führen. Damit diese Druckkraft wiederum reduziert und die damit verbundene Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Schneiden verringert wird, sind das Schneidmesser und/oder das Gegenmesser federnd gelagert, so dass die Anpresskraft der Schneiden reduziert wird, indem die Schneiden geringfügig nachgeben können.
Alternativ oder zusätzlich wird vorgeschlagen, dass die Schneide des Schneidmessers und/oder die Schneide des Gegenmessers ei- ne konkave Form aufweisen. Es hat sich herausgestellt, dass die Überdrückung auch bei geradem Schneiden während des Schnittvorganges und der Bewegung Kontaktpunktes entlang der Schneiden zunächst von null oder einem sehr geringen Wert bis zu einem Maximum ansteigt und anschließend wieder abfällt. Durch die kon- kave Formgebung der Schneiden kann dieser Effekt zumindest teilweise kompensiert werden und so die Überdrückung der Schneiden und die damit verbundenen Schadenswahrscheinlichkeit der Schneiden reduziert werden. Weiter wird vorgeschlagen, dass das Gegenmesser in einer Anlage fläche angeordnet ist, an welcher die Endlosbahn und das von der Endlosbahn abgeschnittene Segment anliegt, und dass in der Anlagefläche an einer Seite des Gegenmessers eine Vertiefung vorgesehen ist. Durch die Vertiefung in der Anlagefläche kann das Schneidmesser der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel seitlich der Schneide des Gegenmessers in die Vertiefung und damit durch die Schnittebene hindurch in die Endlosbahn bzw. in die Trennlinie zwischen dem Ende der Endlosbahn und dem davon abgeschnittenen Segment eintauchen. Ferner wird durch die Vertiefung ein zusätzlicher Raum geschaffen, in dem das abgeschnittene Segment bzw. der bereits abgeschnittene Teil der Endlosbahn während des Schnittvorganges aufgenommen werden kann. Damit kann der abgeschnittene Teil den weiteren Schnittvorgang nicht mehr stören. Ferner kann das abgeschnittene Segment darin zumindest teilweise aufgenommen werden, so dass es in die- sem Abschnitt vor weiteren äußeren Einwirkungen verbessert geschützt ist. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Schnittkanten des abgeschnittenen Segmentes und der Endlosbahn örtlich voneinander getrennt werden und damit z.B. getrennt voneinander gereinigt werden können.
Dabei weist die Vertiefung bevorzugt eine Grundfläche auf, welche in Längsrichtung der Anlagefläche eine größere Länge als der durch die Vertiefung vertiefte Abschnitt der Anlagefläche aufweist. Durch die vorgeschlagene Bemessung der Vertiefung kann das abge- schnittene Segment darin eintauchen, ohne dass es mit seiner freien Stirnseite in Kontakt mit der Seitenfläche des Gegenmessers gelangt. Dadurch kann die Schadenswahrscheinlichkeit des abgeschnittenen Segmentes reduziert werden, und es kann ein schonender Schnitt verwirklicht werden. Ferner kann dadurch verhindert werden, dass das abgeschnittene Ende durch einen möglichen Kontakt mit dem Gegenmesser mit Schneidstaub verunreinigt wird.
Ferner kann an einer Seite des Gegenmessers wenigstens eine mit Unterdrück beaufschlagbare Druckluftöffnung vorgesehen sein, wodurch das abgeschnittene Segment angesaugt und an einer Seite des Gegenmessers gehalten wird, bis es zur weiteren Verarbeitung davon abgenommen wird.
Dabei kann die Druckluftöffnung bevorzugt in der Vertiefung ange- ordnet sein, so dass das abgeschnittene Segment über die Druckluftleitung an eine Wandung der Vertiefung insbesondere an die Grundfläche der Vertiefung angesaugt und damit aktiv aus der Schneidzone heraus bewegt wird.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Gegenmesser an einem oder einer in Bezug zu der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel zu einer entgegengesetzt gerichteten Drehbewegung angetriebenen Gegenrotationskörper, insbesondere Gegentrommel angeordnet ist. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung weisen das Schneidmesser und das Ge- genmesser beim Passieren der Schnittebene eine gleichgerichtete Bewegung in Richtung der Bewegung der zugeführten Endlosbahn auf. Da für den Schnittvorgang lediglich die Relativbewegung der Schneide des Schneidmessers zu der Schneide des Gegenmessers entscheidend ist, kann dadurch die Schnittgeschwindigkeit bei einer gleichzeitig hohen Transportgeschwindigkeit der Endlosbahn reduziert werden, so dass die Schnittqualität bei einer gleichzeitig hohen Fertigungsrate verbessert werden kann.
Dabei kann die Relativgeschwindigkeit zwischen den Schneiden sehr einfach dadurch realisiert werden, indem die Schneidrotations einrichtung, insbesondere die Schneidtrommel und der Gegenrotationskörper, insbesondere die Gegentrommel jeweils zu Drehbewegungen mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Schneiden angetrieben werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Schneidrotationseinrichtung, insbesondere die Schneidtrommel und der Gegenrotationskörper, insbesondere die Gegentrommel jeweils durch voneinander getrenn te Antriebseinrichtungen antreibbar sind. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass die Antriebsbewegung der Schneidmesser und der Gegenmesser dadurch so gesteuert werden kann, dass sie über die gesamte Schnittbreite während des Schnittvorganges mit einer identischen Kraft in dem punktförmigen Kontakt aneinander aniiegen. Die Antriebseinrichtungen können dabei insbesondere so gesteuert werden, dass die Schneidmesser mit einer maximalen Kraft an den Gegenmessern zur Anlage gelangen, welche so bemessen ist, dass die Schneidmesser und/oder die Gegenmesser nicht brechen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass im Bereich des Schneidmessers der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel und/oder im Bereich des Gegenmessers eine Absaugeinrichtung vorgesehen ist. Durch die Absaugeinrichtung können Schneidpartikel, welche beim Schneiden der Segmente freigesetzt werden, abgesaugt werden. Aufgrund der Anordnung der Absaugeinrichtung im Bereich des Schneidmessers oder des Gegenmessers werden die Schneidpartikel dabei unmittelbar bzw. möglichst nahe ihres Entste hungsortes abgesaugt. Dabei kann die bei der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel und, sofern das Gegenmesser an einem Gegenrotationskörper, insbe- sondere einer Gegentrommel angeordnet ist, auch die bei der Dreh bewegung des Gegenrotationskörpers, insbesondere der Gegentrommel entstehende Luftströmung zusätzlich dazu genutzt werden, die Bewegung der Schneidpartikel zu der Absaugeinrichtung hin zu unterstützen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, mittels derer das Schneidmesser und/oder das Gegenmesser wenigstens im Bereich ihrer Schneiden aufheizbar sind. Durch die vorgeschlagenen Heizeinrichtung und das dadurch bewirkte Aufhei- zen der Schneiden wird das durch den punktförmigen Kontakt bewirkte mechanische Schneiden durch ein Heißschneiden ergänzt, wodurch ein sauberer Schnitt erzielt werden kann. Dabei können insbesondere Ausbrüche und die Gratentstehung verringert werden und die Segmente werden im Allgemeinen weniger beschädigt. Ferner kann die Entstehung von Schneidpartikeln verringert werden. Die Heizeinrichtung ist dabei so ausgelegt, dass die Schneiden auf eine Temperatur von ca. 600 Grad Celsius aufgeheizt werden. Dadurch wird das Anodenmaterial, Kathodenmaterial oder Separatormaterial zumindest im Umfang der Kunststoffbestandteile leicht angeschmolzen, und es entsteht eine glatte Schnittkante. Außerdem werden gebundene Bestandteile einer Beschichtung der Segmente daran gehindert auszubrechen. Außerdem kann durch das Aufheizen der Schneiden das Verdrängen der Segmente unter den wirkenden Schnittkräften reduziert werden, indem das Eindringen der Schneiden in die Endlosbahn durch das Anschmelzen der Endlos- bahn unterstützt und die aufzubringende mechanische Schnittkraft verringert wird.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungs formen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schneidvorrichtung mit einer
Schneidrotationseinrichtung in Form einer Schneidtrommel und einem Gegenrotationskörper in Form einer Gegentrommel; und
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Schneidvorrichtung mit dem Schneidmesser und dem Gegenmesser; und Fig. 3 die Schneiden der Schneidtrommel und der Gegentrommel mit einer Überdrückung in einer vergrößerten Darstellung; und
Fig. 4 eine Überdrückung der Schneiden über dem Drehwinkel der Gegentrommel; und
Fig. 5 eine Schneidtrommel mit einer Gegentrommel und federnd gelagerten Schneidmessern; und
Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt der Gegentrommel mit einer Vertiefung; und
Fig. 7 einen vergrößerten Ausschnitt der Gegentrommel mit einer Vertiefung und einem Hinterschnitt; und Fig. 8 eine Gegentrommel und eine Übernahmetrommel ge mäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 9 eine Gegentrommel und eine Übernahmetrommel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 10 eine Schneidtrommel mit einer Gegentrommel mit einer Vertiefung; und
Fig. 11 eine Schneidtrommel mit einer Gegentrommel mit einer Vertiefung und darin angeordneten Druckluftöffnungen; und
Fig. 12 eine Schneidtrommel mit einer Gegentrommel mit einer Vertiefung und einer Absaugeinrichtung; und Fig 13 eine Schneidtrommel mit einer Gegentrommel mit einer Vertiefung und einem Schwenkelement; und
Fig. 14 eine Gegentrommel mit einer Übernahmetrommel und einem Schwenkelement in einer ersten Stellung; und
Fig. 15 eine Gegentrommel mit einer Übernahmetrommel und einem Schwenkelement in einer zweiten Stellung; und Fig. 16 eine vergrößerte Darstellung des Schneidmessers der Schneidtrommel mit dem Gegenmesser der Gegentrommel in der Umfangsrichtung; und
Fig. 17 eine vergrößerte Darstellung des Schneidmessers der Schneidtrommel mit dem Gegenmesser der Gegentrommel senkrecht zu der Umfangsrichtung.
In den Figuren 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Schneidvorrichtung mit einer in Pfeilrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn ange- triebenen Schneidrotationseinrichtung in Form einer Schneidtrommel 1 und einem Gegenrotationskörper in Form einer im Uhrzeigersinn in Pfeilrichtung angetriebenen Gegentrommel 2 zu erkennen. Die Schneidtrommel 1 und die Gegentrommel 2 sind so angeordnet, dass zwischen einer Mantelfläche 12 der Schneidtrommel 1 und ei- ner Mantelfläche 14 der Gegentrommel 2 ein Zwischenraum 6 vorhanden ist, in welchen eine Endlosbahn 5 eines zu schneidenden Materials zugeführt wird. Die Endlosbahn 5 kann durch eine Bahn mit einem Kathoden- oder Anodenmaterial oder mit einem Separa tormaterial für Energiezellen gebildet sein, wie dies in der Beschrei- bungseinleitung beschrieben ist. Ferner kann die Endlosbahn 5 auch durch eine mehrlagige Verbundbahn aus einem Separatormaterial und darauf aufgelegten Segmenten aus einem Anoden- oder Katho denmaterial gebildet sein, wobei die Segmente des Anodenmaterials oder Kathodenmaterials in einem vorgelagerten Schritt durch eine identische Schneidvorrichtung von einer Endlosbahn geschnitten sein können.
Die Endlosbahn 5 liegt an einer durch die Mantelfläche 14 der Gegentrommel 2 gebildeten Anlagefläche 19 an und wird durch die Drehbewegung der Gegentrommel 2 in den Zwischenraum 6 zuge- führt. Dabei kann die Endlosbahn 5 allein durch eine Bahnspannung oder zusätzlich oder alternativ auch durch eine Unterdruckeinrichtung an der Gegentrommel 2 gehalten werden.
An der Schneidtrommel 1 ist ein radial vorstehendes Schneidmesser 3 mit einer Schneide 9 angeordnet, wobei in Bezug zu der Drehrichtung stromaufwärts zu dem Schneidmesser 3 eine Vertiefung 13 in der Mantelfläche 12 der Schneidtrommel 1 zur Bildung eines einsei tigen Freiraumes an dem Schneidmesser 3 vorgesehen ist. Das Schneidmesser 3 weist aufgrund seiner radial vorstehenden Anord- nung an seiner stromaufwärts angeordneten Seite eine freie
Schneide 9 auf, deren Abstand zu dem Grundkörper der Schneidtrommel 1 durch die Vertiefung 13 noch vergrößert ist.
An der Gegentrommel 2 ist ein Gegenmesser 4 vorgesehen, wel- ches so angeordnet ist, dass seine radiale Außenfläche auf einem identischen Radius angeordnet ist wie die Mantelfläche 14 bzw. die Anlagefläche 19. Das Gegenmesser 4 bildet damit mit der Mantelfläche 14 und der Anlagefläche 19 eine kontinuierliche, stufenlose Außenfläche, an der die Endlosbahn 5 radial außen anliegt. Ferner ist in Bezug zu der Drehrichtung der Gegentrommel 2 stromabwärts zu dem Gegenmesser 4 eine Vertiefung 10 in der Anlagefläche 19 vorgesehen, so dass das Gegenmesser 4 an seiner stromabwärts angeordneten Seite eine freie Schneide 8 aufweist. Das Gegenmesser 4 kann als gesondertes von der Gegentrommel 2 unabhängiges Teil ausgebildet sein, so dass es nach einem Verschleiß oder Bruch ausgetauscht werden kann. Das Gegenmesser 4 kann aber ebenso einstückig mit der Gegentrommel 2 ausgebildet sein, indem die Gegentrommel 2 an ihrer Mantelfläche 14 zu der Schneide 8 geformt ist. Dabei kann die Schneide 8 auch Teil eines Einsatzteils der Gegentrommel sein, welches bereits die Vertiefung 10 aufweisen und daneben zusätzliche Funktionen erfüllen kann. Anders ausgedrückt kann das Gegenmesser 4 neben der Ausbildung der Schneide 8 auch eine zusätzliche Formgebung zur Erfüllung zusätzlicher Funktionen aufweisen. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind an der Schneidtrommel 1 und an der Gegentrommel 2 jeweils ein Schneidmesser 3 und ein Gegenmesser 4 dargestellt, wodurch aber nicht ausgeschlossen ist, dass an der Schneidtrommel 1 und an der Gegentrommel 2 auch mehrere über den Umfang verteilt angeordnete Schneidmesser 3 und Gegenmesser 4 vorgesehen sind. Im Gegenteil kann es sogar sinnvoll sein, mehrere über die Umfänge der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 2 gleichmäßig verteilt angeordnete Schneidmesser 3 und Gegenmesser 4 vorzusehen, wenn dadurch zum Schneiden von Segmenten 7 mit einer vorbestimmten Länge günstigere Schnittverhältnisse erreicht werden können. Sofern z.B. Segmente 7 einer Länge von 100 mm geschnitten werden sollen, sind die Gegenmesser 4 dann so angeordnet, dass sie die Mantelfläche 14 der Gegentrommel 2 in Umfangsabschnitte mit einer Kreisbogenlänge von jeweils 100 mm unterteilen. Dabei ist die Anzahl der Gegenmesser 4 auf die Transportgeschwindigkeit der zugeführten Endlosbahn 5 und die Drehzahl der Gegentrommel 2 abgestimmt.
Die Schneidtrommel 1 und die Gegentrommel 2 werden zu entge- gengesetzt ausgerichteten Drehbewegungen angetrieben, so dass sie mit ihren Mantelflächen 12 und 14 beim Passieren des Zwischenraumes 6 eine gleichgerichtete Bewegung ausführen, welche der Richtung der zugeführten Endlosbahn 5 auf der Gegentrommel 2 entspricht. Die Schneidtrommel 1 und die Gegentrommel 2 werden dabei jeweils zu Drehbewegungen mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben, so dass das Schneidmesser 3 und das Gegenmesser 4 beim Passieren des Zwischenraumes 6 eine Relativbewegung zueinander ausführen. Dies wird bevorzugt dadurch erreicht, indem die Schneidtrommel 1 und die Gegentrom- mel 2 mit identischen Drehzahlen angetrieben werden, und die
Schnittkreise der umlaufenden Schneiden 8 und 9 unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Dabei weist die Schneidtrommel 1 mit den Schneiden 9 der Schneidmesser 3 einen größeren Schnittdurchmesser auf als die Schneiden 8 der Gegenmesser 4 der Gegentrommel 2, so dass die Umfangsgeschwindigkeit der Schneiden 9 der
Schneidmesser 3 größer ist als die Umfangsgeschwindigkeit der Schneiden 8 der Gegenmesser 4. Aufgrund der identischen Drehzahlen und der unterschiedlichen Durchmesser der Schnittkreise, treffen die Schneiden 8 und 9 bei einer entsprechend synchronisier- ten Bewegung in jedem Umlauf einmal aufeinander und führen dabei die anschließend noch näher beschriebene Schnittbewegung der Endlosbahn 5 aus.
Das Schneidmesser 3 ist so an der Schneidtrommel 1 angeordnet, dass die Schneide 8 des Gegenmessers 4 beim Durchlaufen des Zwischenraumes 6 in einem punktförmigen Kontakt S an der Schneide 9 des Schneidmessers 3 zur Anlage gelangt. Dazu ist die Schneide 9 des Schneidmessers 3 der Schneidtrommel 1 in einem ersten Winkel a von ungleich null Grad, bevorzugt in einem Winkel a von 0 bis 20 Grad in Bezug zu der Schneide 8 des Gegenmessers 4 in einer durch den punktförmigen Kontakt S tangential zu der Bewegung der Schneide 8 verlaufenden Schnittebene I ausgerichtet, wie auch in der Figur 17 zu erkennen ist. Da die Schneiden 8 und 9 auf grund der federnden Eigenschaften des Schneidmessers 3 und/oder des Gegenmessers 4 zumindest geringfügig nachgeben, liegen die Schneiden 8 und 9 nicht in einem mathematischen punktförmigen Kontakt S aneinander an. Der punktförmige Kontakt S wird stattdes- sen durch die Nachgiebigkeit der Schneiden 8 und 9 geringfügig verlängert. Ferner ist die Schneide 9 des Schneidmessers 3 so zu der Schneide 8 des Gegenmessers 4 ausgerichtet, dass sie in einem zweiten Winkel ß von ungleich null Grad in einer Schnittebene II verläuft, welche durch den punktförmigen Kontakt S und senkrecht zu der Bewegung der Schneide 8 also senkrecht zu der Schnittebene I ver- läuft, wie auch in der Figur 16 zu erkennen ist.
Die Schneide 8 des Gegenmessers 8 ist parallel zu der Drehachse der Gegentrommel 4 und senkrecht zu der Längsrichtung der auf der Gegentrommel 4 gehaltenen Endlosbahn 5 und damit auch senk- recht zu der Umfangsbewegung der Mantelfläche 14 der Gegentrommel 4 und der Zuführbewegung der Endlosbahn 5 ausgerichtet.
Aufgrund der beschriebenen Schrägstellung der Schneide 9 des Schneidmessers 3 zu der Schneide 8 des Gegenmessers 4 gelangt das Schneidmesser 3 mit der Schneide 9 zu einer punktförmigen Kontaktanlage an der Schneide 8 des Gegenmessers 4 und durch- trennt dabei die daran anliegende Endlosbahn 5. Da die Schneide 8 des Gegenmessers 4 der Gegentrommel 2 mit einer kleineren Umfangsgeschwindigkeit bewegt wird als die Schneide 9 des Schneidmessers 3 der Schneidtrommel 1, gleitet der punktförmige Kontakt S der Schneide 9 des Schneidmessers 3 an der Schneide 8 des Gegenmessers 4 in Längsrichtung der Schneide 8 des Gegenmessers 4 ab und durchtrennt dabei die Endlosbahn 8 in einer der Geometrie der Schneide 8 des Gegenmessers 4 entsprechenden Schnittlinie. Das Gegenmesser 4 der Gegentrommel 2 ist senkrecht zu der Längsrichtung der Endlosbahn 5 ausgerichtet, so dass durch den Schnitt ein Segment 7 mit einer senkrechten Schnittkante von der Endlosbahn 5 abgeschnitten wird. Der Schnitt erfolgt dabei nach dem Abscherprinzip in einem kontinuierlichen Schnitt quer zu der Längserstreckung der Endlosbahn 5, wodurch eine sehr saubere und formgenaue Schnittkante der Segmente 7 realisiert werden kann.
Dabei bewirkt die Schrägstellung der Schneide 9 zu der Schneide 8 in der Schnittebene I in Verbindung mit der durch die unterschiedli- chen Umfangsgeschwindigkeiten verwirklichten Relativbewegung der Schneiden 8 und 9 zueinander das seitliche Abgleiten der schneide 9 des Schneidmessers 3 in dem punktförmigen Kontakts S an der Schneide 8 des Gegenmessers 4. Durch die Schrägstellung der Schneide 9 in der Schnittebene II wird das Abgleiten weiter auch unter einer Kompensation der durch die Kreisbewegung der Schneide 8 des Gegenmessers 4 bedingten Abstandsverringerung der Schneide 8 zu der Schneidtrommel 1 ermöglicht. Dabei ermöglicht die stromabwärts des Gegenmessers 4 vorgesehene Vertiefung 10, dass das Schneidmesser 3 der Schneidtrommel 1 während der Schneidbewegung stromabwärts zu dem Gegenmesser 4 radial nach innen durch die gedachte Verlängerung der Mantelfläche 14 der Ge- gentrommel 2 eintauchen kann. Damit ergibt sich ein senkrechter Schnitt durch die Endlosbahn 5, welcher durch einen auf einer gekrümmten Schnittline im Raum verlaufenden Schnittpunktes S reali siert ist, wobei die Schnittlinie durch eine Kombination einer Bewe- gung quer zu der Endlosbahn 5 und einer Bewegung auf einem Kreisbogenabschnitt verwirklicht ist. Der Kreisbogenabschnitt der Schnittbewegung entspricht dem Drehwinkel der Gegentrommel 2 beginnend von dem ersten Schnittkontakt der Endlosbahn 5 bis zu dem vollständigen Schnitt der Endlosbahn 5. Durch das Eintauchen des abgeschnittenen Endes des Segmentes 7 werden die Schnittkanten des abgeschnittenen Segmentes 7 und des Endes der an dem Gegenmesser 2 noch anliegenden Endlosbahn 5 räumlich von einander getrennt, wodurch es ermöglicht wird, die Schnittflächen durch eine Absaugung gezielter zu säubern. Außerdem wird an dem Gegenmesser 4 anhaftender Schneidstaub nicht an der Materialkante des Segmentes 7 abgestreift, und die Messerreinigung der Schneidmesser 3 und der Gegenmesser 4 kann in einer maximalen Entfernung bevorzugt an einer um 180 Grad gedrehten Stellung der Gegentrommel 2 und der Schneidtrommel 3 erfolgen, ohne die End- losbahn 5 zu verschmutzen.
Da die beiden Schneiden 8 und 9 während der Schnittbewegung in dem punktförmigen Kontakt S aneinander anliegen, ist ein Teil der Endlosbahn 5 bis zu dem vollständigen Schnitt über die Schnittlinie hinweg immer noch verbunden. Ferner liegt die Endlosbahn 5 nach dem Schnitt mit ihrem freien Ende an der Außenseite des Gegenmessers 4 an, welche stufenlos in die Mantelfläche 14 der Gegen trommel 2 übergeht. Dieses freie Ende der Endlosbahn 5 bildet dann das zweite Ende des nachfolgend geschnittenen Segmentes 7. Der Schnitt der Segmente 7 ist hier mit einer senkrecht zu der Endlosbahn 5 und parallel zu der Drehachse der Gegentrommel 2 gerichteten Schneide 8 des Gegenmessers 4 verwirklicht, was insofern von Vorteil ist, da dadurch erstens ein senkrechter Schnitt durch die Endlosbahn 5 realisiert werden kann und zweitens die an der Mantelfläche 14 anliegende Endlosbahn 5 nicht in sich um ihre Längsachse verdreht wird. Es ist aber auch denkbar, die Schneide 8 des Gegenmessers 4 in einem Winkel zu der Drehachse der Gegentrommel 2 in Bezug einer die Mantelfläche 14 tangierenden oder senkrecht schneidenden Ebene anzuordnen, sofern der Schnitt dies erfordert, oder der Schnitt dadurch weiter verbessert wird.
In der Figur 17 ist die Geometrie der Schneiden 8 und 9 in einem Schnitt entlang der Schnittebene I in Blickrichtung von oben zu er- kennen. Die Schneiden 8 und 9 sind in einem ersten Winkel a von ca. 2 bis 5 Grad zueinander ausgerichtet und gelangen dadurch während der nachfolgenden Umlaufbewegung in dem Punktförmigen Kontakt S zur Anlage aneinander. In der Figur 16 ist der zweite Winkel ß zu erkennen, welcher hier ebenfalls ca. 2 bis 5 Grad be- trägt. Die Schneiden 8 und 9 gelangen dadurch zuerst an einer Seite in dem punktförmigen Kontakt S zur Anlage aneinander. Während der weiteren Umlaufbewegung der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 4 gleitet die Schneide 9 des Schneidmessers 3 an der Schneide 8 des Gegenmessers 4 ab und führt dabei die Schnittbe- wegung der Endlosbahn 5 aus, wobei durch den zweiten Winkel ß der sich dabei verändernde Abstand der Schneiden 8 und 9 kompensiert wird.
Die Drehbewegungen der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 2 sind so aufeinander abgestimmt, dass die beiden Schneiden 8 und
9 während des Umlaufens nach dem oben beschriebenen Verlauf zu einem punktförmigen Kontakt S zur Anlage aneinander gelangen und die Endlosbahn 5 schneiden. Der Schnittvorgang erfordert zwingend einen Kontakt, da die Abscherbewegung ansonsten unterbrochen werden kann oder nicht sauber ausgeführt wird, wodurch die Schnittqualität der Segmente 7 verschlechtert werden würde. Damit dieser Kontakt nicht verlorengeht, ist die Bewegung der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 2 in Verbindung mit der Ausrichtung und Anordnung der Scheiden 8 und 9 so ausgelegt, dass das Schneidmesser 3 mit einer Überdrückung Ü zur Anlage an der Schneide 8 des Gegenmessers 4 gelangt, wie in der Figur 3 zu erkennen ist. Das Schneidmesser 3 übt dadurch einen Druck auf das Gegenmesser 4 und umgekehrt aus. Die Überdrückung Ü führt selbstverständlich nicht dazu, dass das Gegenmesser 4 mit seiner Schneide 8 in die Schneide 9 des Schneidmessers 3 eindringt, wie dies in der Figur 3 gezeigt ist. Die Darstellung soll nur das Prinzip der Überdrückung Ü anschaulicher machen. Stattdessen wird das Schneidmesser 3 und oder das Gegenmesser 4 unter Ausnutzung seiner federnden Eigenschaften leicht weggedrückt, wodurch im Übrigen auch der punktförmige Kontakt S etwas verlängert wird. In der Figur 4 ist ein Verlauf der Überdrückung Ü über dem Drehwinkel e der Gegentrommel 4 für eine Schnittbreite s der Endlosbahn von 100 mm zu erkennen. Ferner ist die Überdrückung Ü relativ zu der Schnittbreite der Endlosbahn 5 zu erkennen. Der Drehwinkel e = 0 Grad in den Diagrammen entspricht dem Beginn der Schnittbewe- gung. Die Überdrückung Ü steigt zu Beginn der Schnittbewegung in einem konvexen Verlauf bis zu einem Maximum an und fällt dann wieder steil ab.
Die Überdrückung Ü führt zu einer elastischen Bewegung des Schneidmessers 3 und des Gegenmessers 4 und kann im Extremfall zu einem Messerbruch oder einer Beschädigung einer der Schnei- den 8 oder 9 führen, sofern dabei die plastische Verformungsgrenze lokal überschritten wird. Um diesem Effekt entgegenzutreten, können die Schneiden 8 und 9 oder auch nur eine der Schneiden 8 oder 9 leicht konkav also nach innen gekrümmt sein, wobei die konkave Form idealerweise der Negativform der gemessenen konvexen
Überdrückung Ü entspricht. Durch diese konkave Form der Schneiden 8 oder 9 kann das Maximum der Überdrückung Ü reduziert und im Idealfall egalisiert werden, ohne dass der Kontakt der Schneiden 8 und 9 während des Schnittvorganges verlorengeht. In der Folge können die auf die Schneiden 8 und 9 wirkenden Kräfte reduziert und damit die Schadenswahrscheinlichkeit des Schneidmessers 3 und des Gegenmessers 4 verringert werden. Ferner kann der Bruch der Schneidmesser 3 und der Gegenmesser 4 bzw. deren Schneiden 8 und 9 auch durch die Verwendung eines federnden Werkstoffs für die Schneidmesser 3 und Gegenmesser 4 vermieden werden, so dass diese zumindest geringfügig nachgeben können.
In der Figur 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung zu erkennen, bei der an den Gegenmessern 4 stromaufwärts zu der Drehbewe- gung der Gegentrommel 2 jeweils eine Vertiefung 10 angeordnet ist, so dass die freie Schneide 8 des Gegenmessers 4 an der stromaufwärts angeordneten Seite des Gegenmessers 4 angeordnet ist. Die Schneidmesser 3 der Schneidtrommel 1 sind hier so angeordnet, dass ihre freien Schneiden 9 stromabwärts zu der Drehrichtung der Schneidtrommel 1 angeordnet sind. Der Schnittvorgang erfolgt hier dadurch, indem die Schneidtrommel 1 mit den Schneidmessern 3 und den daran angeordneten Schneiden 9 zu einer höheren Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird als die Gegenmesser 4 der Gegentrommel 2, so dass das Schneidmesser 3 mit seiner Schneide 9 an der Schneide 8 des jeweiligen Gegenmessers 4 abgleitet und die Endlosbahn 5 nach dem oben beschriebenen Prinzip schneidet. Ferner sind die Schneidmesser 3 der Schneidtrommel 1 durch Fe dern 15 federnd gelagert, so dass die zwischen den Schneiden 8 und 9 wirkenden Schnittkräfte reduziert werden, indem die Schneidmesser 3 eine Ausweichbewegung ausführen können. Hier- durch können steifere Schneidmess er 3 verwendet werden, ohne dass die Schadenswahrscheinlichkeit in Form eines Messerbruches vergrößert wird. Durch die federnde Lagerung der Schneidmesser 3 kann die oben beschriebene Überdrückung Ü der Schneiden 8 und 9 verringert werden, ohne dass sie ihren Kontakt verlieren. Vielmehr stehen durch die vorgesehene Federkraft der Federn 15 und deren Anordnung weitere Auslegungsparameter zur Verfügung, um den Schnittvorgang zu beeinflussen. Sofern die Schneidtrommel 3 und die Gegentrommel 4 von verschiedenen Antriebseinrichtungen unabhängig voneinander angetrieben werden, ist es auch möglich, die Antriebsbewegung der Schneidtrommel 3 und der Gegentrommel 4 in Abhängigkeit von den wirkenden Schnittkräften zu steuern. Dadurch kann das Überschreiten einer vorbestimmten Schnittkraft und ein dadurch bedingter möglicher Messerbruch verhindert wer den. Die unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten der Schneiden 8 und 9 ist hier mit identischen Drehzahlen und unterschiedlichen
Schnittkreisdurchmessern der Schneiden 8 und 9 verwirklicht. Sofern die Schneidtrommel 1 und die Gegentrommel 2 mit unterschiedlichen Antriebseinrichtungen also mit Einzelantrieben angetrieben werden, wäre es auch denkbar, die Drehzahl der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 2 unterschiedlich und individuell zu steuern und dadurch zusätzlich die Relativgeschwindigkeiten der Schneiden 8 und 9 während des Schnittvorganges zu steuern bzw. herbeizuführen. Insbesondere kann dadurch die Überdrückung Ü der Schneiden 8 und 9 so gesteuert werden, dass die Belastung der Schneiden 8 und 9 verringert und ein möglicher Messerbruch vermeiden wird. In der Figur 6 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Gegentrommel 2 und des Gegenmessers 4 des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels gezeigt. Die Vertiefung 10 in der Anlagefläche 19 ist so geformt, dass ihre Grundfläche 17 in Umfangsrichtung der Gegentrommel 2 eine größere Länge 21 aufweist, als der durch die Vertiefung 10 radial außen unterbrochenen Abschnitts 20 der Anlagefläche 19. Damit kann das von der Endlosbahn 5 abgeschnittene Segment 7 aus der gezeigten oberen Stellung in die Vertiefung 10 eintauchen, ohne dass es dabei mit seiner freien Stirnseite 18 die Seitenfläche des Gegenmessers 4 berührt bzw. an dieser abstreift. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung des Segmentes 7 verringert, und es kann ein schonender Schnitt der Segmente 7 ermöglicht werden. Ferner kann dadurch eine Verschmut zung des geschnittenen Segmentes mit Schneidpartikeln vermieden werden.
In der Fig. 7 ist an dem Gegenmesser 4 zusätzlich ein die Vertiefung 10 in das Gegenmesser 4 hinein erweiternder Hinterschnitt 16 vorgesehen, durch welchen der Freiraum zwischen der freien Stirn- seite 18 des abgetrennten Segmentes 7 und der Seitenfläche des Gegenmessers 4 zur Vermeidung eines Kontaktes des Segmentes 7 mit dem Gegenmesser 4 beim Eintauchen in die Vertiefung 10 weiter vergrößert werden kann. In den Figuren 8 und 9 ist die Gegentrommel 2 jeweils in zwei verschiedenen Ausführungsformen mit einer Übernahmetrommel 22 mit jeweils einem Segment 7 auf der Gegentrommel 2 und einem von der Übernahmetrommel 22 übernommenen Segment 7 zu erkennen. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist die Vertiefung 10 in Be- zu g zu der Drehbewegung der Gegentrommel 2 stromaufwärts zu dem Gegenmesser 4 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figur 5 angeordnet, so dass sich ein vergrößerter Abstand A stromaufwärts des Gegenmessers 4 zu der Übernahmetrommel 22 für die Übernahme der Segmente 7 von der Übernahmetrommel ergibt. In der Figur 9 ist die Vertiefung 10 in Bezug zu der Drehbewegung der Gegentrommel 2 stromabwärts zu dem Gegenmesser 4 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 angeordnet. Wie bereits oben beschrieben, liegen die Enden der Segmente 7 aufgrund des vorangegangenen Schnittes der Endlosbahn 5 an der Außenfläche des Gegenmessers 4 der Gegentrommel 2 an und werden ausgehend von diesem Ende von der Übernahmetrommel 22 übernommen. Aufgrund dieser Anordnung ergibt sich für die Über nahme der Segmente 7 ein wesentlich geringerer zu überwindender Abstand A zwischen der Außenfläche des Gegenmessers 4, an dem das Ende des Segmentes 7 anliegt, und der Übernahmetrommel 22, wodurch die Übernahme der Segmente 7 an sich prozesssicherer und einfacher gestaltet werden kann. Aufgrund dieses geringeren Abstandes A kann insbesondere die vorbestimmte Ablageposition der Segmente 7 auf der Übernahmetrommel 22 reproduzierbarer und genauer eingehalten werden.
Wie in der Figur 10 zu erkennen ist, führt der Schnitt der Endlosbahn 5 zwischen dem Schneidmesser 3 und dem Gegenmesser 4 dazu, dass die Endlosbahn 5 an einer Seite, hier der vorderen Seite, zuerst durchtrennt wird und damit kurzzeitig mit dem bereits geschnittenen Abschnitt frei in der Luft hängt. Dadurch besteht die Gefahr, dass das Schneidmesser 3 der Schneidtrommel 1 oder das Schneidmesser 4 der Gegentrommel 2 unkontrolliert mit diesem frei hängenden Abschnitt kollidiert und dadurch diesen beschädigt. Zur Vermeidung dieses Nachteils sind gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 11 in der Grundfläche 17 der Vertiefung 10 mehrere mit Unterdrück beaufschlagbare Druckluftöffnungen 11 vorgesehen, welche den bereits geschnittenen Abschnitt der Endlosbahn 5 bzw. des Segmentes 7 zur Anlage an die Grundfläche 17 ansaugen und damit aktiv aus der Schneidzone wegbewegen. Dadurch kann ein Kontakt des abgeschnittenen Abschnittes des Segmentes 7 mit dem in die Vertiefung 10 eintauchenden Schneidmesser 3 der Schneidtrommel 1 verhindert werden. Die Druckluftöffnungen 11 können dabei alle gleichzeitig mit Unterdrück beaufschlagt werden. Es ist aber auch denkbar, die Druckluftöffnungen 11 gesteuert in einer zeitli- chen Abfolge mit Unterdrück zu beaufschlagen. So können die
Druckluftöffnungen 11 zum Beispiel so mit Unterdrück beaufschlaget werden, dass die Druckluftöffnungen 11 entsprechend des Schnittvorganges der Endlosbahn 5 mit Unterdrück beaufschlagt werden, indem zuerst die Druckluftöffnung 11 mit Unterdrück beaufschlagt wird, welche an dem zuerst durchtrennten Rand der Endlosbahn 5 angeordnet ist, und dann die weiteren Druckluftöffnungen 11 zeitlich versetzt in einer sukzessiven Abfolge mit Druckluft beaufschlagt werden. Die Druckluftöffnungen 11 werden damit ausgehend von einem Rand nacheinander, dem sich seitlich bewegenden Schnitt- punkt S nachfolgend mit Druckluft beaufschlagt, so dass ausschließ lich der bereits abgeschnittene Abschnitt der Endlosbahn 5 bzw. des Segmentes 7 mit Unterdrück beaufschlagt und an die Grundfläche 17 der Vertiefung 10 angesaugt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass die Endlosbahn 5 durch die Unterdruckbeaufschlagung unkontrolliert eingerissen wird, bevor sie geschnitten wird.
Wie in der Figur 12 zu erkennen ist, kann zusätzlich eine Absaugeinrichtung 23 vorgesehen sein, welche den durch das Schneiden der Endlosbahn 5 entstehenden Schneidstaub absaugt. Dabei kön- nen auch die in der Vertiefung 10 vorgesehenen Druckluftöffnungen 11 zum Absaugen des Schneidstaubes genutzt werden. Die Absau- geinrichtung 23 kann mehrere oder einzeln an den markierten Stel len vorgesehene Säugöffnungen umfassen, welche zudem so positioniert sein können, dass die durch die Drehbewegungen der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 2 erzeugten Luftströmun- gen den Transport des Schneidstaubes zu den Säugöffnungen hin unterstützen. Die Absaugeinrichtungen 23 werden mit der Schneid trommel 1 oder der Gegentrommel 2 mitbewegt und sind dann über eine Schnittstelle mit einer stationären Absaugeinrichtung 23 verbunden. Es ist auch denkbar, ausschließlich eine stationäre Absau- geinrichtung 23 vorzusehen, welche dann so gerichtet ist, dass sie den entstehenden Schneidstaub lokal von einer definierten Schneidstelle der Schneidvorrichtung absaugt, wobei die Drehbewegungen der Schneidtrommel 1 und der Gegentrommel 2 wieder eine zusätz liche Förderwirkung für den Schneidstaub zu der Absaugeinrichtung 23 aufweisen können.
In der Figur 13 ist ein weiterentwickeltes Ausführungsbeispiel zu erkennen, bei dem in der Vertiefung 10 zusätzlich eine Schwen kelement 24 vorgesehen ist. Das Schwenkelement 24 ist an seinem von dem Gegenmesser 4 entfernteren Ende schwenkbar um eine parallel zu der Drehachse der Gegentrommel 2 ausgerichteten Schwenkachse schwenkbar gelagert und ragt mit seinem freien ver- schwenkbaren Ende in die Vertiefung 10. Das Schwenkelement 24 ist während des Schnittvorganges in die Vertiefung 10 hinein ver- schwenkt, so dass die Schnittkanten mit den oben beschriebenen Vorteilen getrennt werden und der Schnittvorgang entsprechend des oben beschriebenen Ablaufes erfolgen kann. Das Schwenkelement 24 wird dann erst bei dem weiteren Umlaufen der Gegentrommel 2 bis zum Erreichen der in der Figur 14 gezeigten Übergabestellung gegenüber der Gegentrommel 2 um eine parallel zu der Drehachse der Gegentrommel 2 gerichtete Schwenkachse mit seinem freien Ende radial nach außen verschwenkt. Hierdurch kann der zu über windende Abstand A zur Übernahme der Segmente 7 von der Über nahmetrommel 22 mit den vorangehend beschriebenen Vorteilen verringert werden. Derselbe Vorteil kann auch durch ein an der Übernahmetrommel 22 vorgesehenes Schwenkelement 24 erreicht werden, wie in der Figur 15 zu erkennen ist.
Die Schneiden 8 und 9 der Schneidmesser 3 und des Gegenmessers 4 können durch separate oder auch eine zentrale Heizeinrich- tung auf eine Temperatur von ca. 600 Grad Celsius aufheizbar sein, wodurch die Schnittqualität weiter verbessert werden kann. Es ist aber auch denkbar, die Schneiden 8 und 9 in Abhängigkeit von dem Werkstoff der zu schneidenden Segmente 7 auf eine niedrigere Temperatur aufzuheizen, sofern dies für den Schnitt erforderlich ist oder ausreicht. In jedem Fall kann durch eine Kombination des mechanischen Schneidens durch das oben beschriebene Abgleiten der Schneiden 8 und 9 in Verbindung mit dem Aufheizen der Schneiden ein verbessertes thermomechanisches Schneiden der Segmente 7 verwirklicht werden.

Claims

Ansprüche:
1. Schneidvorrichtung zum Schneiden von Segmenten (7) für Energiezellen von einer in einen Zwischenraum (6) in eine Schnittebene (I) zugeführten Endlosbahn (5), mit
-einer mittels einer Antriebseinrichtung zu einer Drehbewegung um eine Drehachse angetriebenen, auf einer Seite des Zwischenraumes (6) angeordneten Schneidrotationseinrichtung mit wenigstens einem von einer Grenzfläche der Schneidrotati- onseinrichtung radial nach außen vorstehendem Schneidmes ser (3), insbesondere einer Schneidtrommel (1) mit wenigstens einem von einer Mantelfläche der Schneidtrommel (1) radial nach außen vorstehendem Schneidmesser (3), und -wenigstens einem auf der anderen Seite des Zwischenraumes (6) angeordneten Gegenmesser (4), wobei
-das Schneidmesser (3) und das Gegenmesser (4) jeweils eine Schneide (8,9) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Schneidmesser (3) während der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel
(1) mit seiner Schneide (9) zur Anlage in einem punktförmigen Kontakt (S) an der Schneide (8) des Gegenmessers (4) gelangt, und dabei in einem Winkel von ungleich null Grad zu der Schneide (8) des Gegenmessers ausgerichtet ist, wobei -die Schneide (9) des Schneidmessers (3) während der Drehbewegung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel (1) mit einem Schnitt der Endlosbahn (5) in dem punktförmigen Kontakt (S) an der Schneide (8) des Ge genmessers (4) abgleitet.
2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
-der Winkel maximal 20 Grad beträgt.
3. Schneidvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Schneiden (8,9) in einer durch den punktförmigen Kontakt verlaufenden Schnittebene (I) in einem ersten Winkel (a) von ungleich null Grad zueinander ausgerichtet sind.
4. Schneidvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Schneiden (8,9) senkrecht zu der Schnittebene (I) in ei nem zweiten Winkel (ß) von ungleich null Grad zueinander ausgerichtet sind.
5. Schneidvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Schneidmesser (3) und/oder das Gegenmesser (4) fe- dernd gelagert sind.
6. Schneidvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-das die Schneide (9) des Schneidmesser (3) und/oder die Schneide (8) des Gegenmesser (4) eine konkave Form aufweisen.
7. Schneidvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-das Gegenmesser (4) in einer Anlagefläche (19) angeordnet ist, an welcher die Endlosbahn (5) und das von der Endlosbahn (5) abgeschnittene Segment (7) anliegt, und dass in der Anlagefläche (19) an einer Seite des Gegenmessers (4) eine Vertiefung (10) vorgesehen ist.
8. Schneidvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Vertiefung (10) eine Grundfläche (17) aufweist, welche in Längsrichtung der Anlagefläche (19) eine größere Länge (21) aufweist, als der durch die Vertiefung (10) vertiefte Abschnitt (20) der Anlagefläche (19).
9. Schneidvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
-an einer Seite des Gegenmessers (4) wenigstens eine mit Un- terdruck beaufschlagbare Druckluftöffnung (11) vorgesehen ist.
10. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8 und nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Druckluftöffnung (11) in der Vertiefung (10) angeordnet ist.
11. Schneidvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, dass
-in der Vertiefung eine Mehrzahl von Druckluftöffnungen (11) in einer Reihenanordnung parallel zu der Schneide (8) des Ge- genmessers (4) angeordnet sind.
12. Schneidvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, dass
-die Druckluftöffnungen (11) zeitlich versetzt in einer dem punktförmigen Kontakt (S) folgenden Abfolge mit Unterdrück beaufschlagt werden.
13. Schneidvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass -das Gegenmesser (4) an einem in Bezug zu der Drehbewe gung der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel (1) zu einer entgegengesetzt gerichteten Drehbewegung angetriebenen Gegenrotationskörper, insbesondere Gegentrommel (2) angeordnet ist.
14. Schneidvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Schneidrotationseinrichtung, insbesondere die Schneid trommel (1) und der Gegenrotationskörper, insbesondere die Gegentrommel (2) jeweils zu Drehbewegungen mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Schneiden (8,9) angetrieben werden.
15. Schneidvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge- kennzeichnet, dass
-die Schneidrotationseinrichtung, insbesondere die Schneidtrommel (1) und der Gegenrotationskörper, insbesondere die Gegentrommel (2) jeweils durch voneinander getrennte Antriebseinrichtungen antreibbar sind.
16. Schneidvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass
-im Bereich des Schneidmessers (3) der Schneidrotationseinrichtung, insbesondere der Schneidtrommel (1) und/oder im Bereich des Gegenmessers (4) eine Absaugeinrichtung (23) vorgesehen ist.
17. Schneidvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass -eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, mittels derer das
Schneidmesser (3) und/oder das Gegenmesser (4) wenigstens im Bereich ihrer Schneiden (8,9) aufheizbar sind.
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