DE2639785C2 - Vorrichtung zum Schneiden von Mineralfasern, insbesondere Glasfasern - Google Patents
Vorrichtung zum Schneiden von Mineralfasern, insbesondere GlasfasernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Mineralfasern, insbesondere Glasfasern gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zum Schneiden von Mineralfasern ist es bekannt (DE-OS 23 14 652), auf einer umlaufenden Trommel abgestützte
Faserstränge mittels Schneidmesser in Faserstücke zu zerschneiden, welche über dem Umfang einer
Schneidtrommel radial angeordnet sind. Zwischen den Schneidmessern angeordnete Lamellen dienen hierbei
zum Andrücken der Faserstränge an die Stütztrommel und zugleich zum Ausstoßen der abgeschnittenen Faserstücke.
Hierbei sind die Lamellen entweder mit beiden Enden in Flanschen der Schneidtrommel gehaltert
oder in Aussparungen von Flanschen der Schneidtrommel radial verschiebbar aufgenommen. Im ersteren Falle
werden die mit ihren Enden fest aufgenommenen Lamellen infolge der Zentrifugalkraft beim Umlauf der
Schneidtrommel mit ihren Mittelabschnitten nach außen gebogen, so daß die Lamellen gegen die Faserstränge
drücken. Infolge des häufigen Wechselspiels der mit der Schneidtrommel umlaufenden Lamellen führt dieses
Ausbiegen der Lamellen zu erheblichen Vcrschleißproblemen auf Seiten der Lamellen. Ferner wirkt beim Ausstoßen
der Faserstücke die beim Ausbiegen der Lamellen auftretende Rückstellkraft der Zentrifugalkraft entgegen.
Im Falle der radial verschiebbaren Aufnahme der Lamellen entspricht gleichfalls die Anpreßkraft der
Lamellen auf die Faserstränge der Zentrifugalkraft, ist also unmittelbar vom Umlauf der Trommel abhängig
und nur darüber regulierbar. Beim Ausstoßen wirkt nur die Zentrifugalkraft, was in der Praxis dazu führt, daß
Faserstücke nicht richtig von den Schneidmessern gelöst werden und mit dem Umlauf der Schneidtrommel
wieder in die Schneidzone gelangen, was zu Qualitätseinbußen bei den abgeschnittenen Faserstücken führt.
Ferner werden die in Aussparungen der Flansche infolge
der Zentrifugalkraft hin- und herbewegten Lamellen einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Schneiden von Mineralfasern zu schaffen, weiche den
Verschleiß der Lamellen mindert und ferner ein schnelles
und sicheres Ausstoßen von abgeschnittenen Faserstücken zwischen den Schneidmessem gewährleistet
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 enthaltenen
Maßnahmen gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung durch die in den Unteransprüchen
enthaltenen Merkmale gekennzeichnet sind.
Aufgrund der Anordnung der Lamellen in einem Ring aus elastisch nachgiebigem Material werden die Faserstränge
durch die Lamellen abgefedert und dennoch kräftig gegen die Stütztrommel gedrückt, was sowohl
für die Fasern wie auch für die Lamellen schonend ist. Infolge der Deformaison des Rings aus elastisch nachgiebigem
Material beim Auflaufen der Lamellen auf den Faserstrang baut sich eine mit der Zentrifugalkraft
gleichgerichtete Rückstellkraft auf, so daß nach Verlassen der Schneidzone die Faserstücke aufgrund der
Überlagerung von Rückstellkraft und Zentrifugalkraft sicher ausgestoßen werden. Da ferner ein unmittelbarer
Kontakt von Metall auf Metall zwischen den Lamellen und den Flanschen verhindert ist. ist der Verschleiß auf
Seiten der Lamellen wesentlich verringert. Verringerung des Verschleißes und verbessertes Ausstoßer; der
abgetrennten Faserstücke führer, aber dazu, daß mit höheren Betriebsgeschwindigkeiten gefahren werden
kann, so daß auch die Schneidleistting der Vorrichtung
entsprechend erhöht wird. Insgesamt bringt die Erfindung somit den Vorteil, daß im unmittelbaren Bereich
der Schneidzone die Fasern aufgrund der zusätzlichen elastischen Kraftkomponente sicher gegen die Stütztrommel
angedrückt und somit gehaltert werden, was für die Erzielung einwandfreier Schneidergebnisse von
Vorteil ist, und daß nach Verlassen der Schneidzonc die zwischen den Schneidmessem befindlichen Faserslückc
infolge Überlagerung der Zentrifugalkraft und der Rückstellkraft schnell und forciert ausgestoßen werden.
Zwar ist eine Vorrichtung bekannt (US-PS 35 55 947), bei der die abgetrennten Faserstücke nicht durch infolge
Zentrifugalkraft aus dem Zwischenraum zwischen den Schneidmessem herausgeführte Lamellen ausgestoßen
werden, vielmehr die Lamellen zwangsschlüssig infolge einer exzentrisch zur Schneidmesserirommel
verlagerten Lamellentrommel herausgeführt werden, jedoch ergibt sich hierdurch ein vergleichsweise komplizierter
Aufbau einer Vorrichtung und ist zudem nicht gewährleistet, daß die Faserstränge durch die Lamellen
gegen die Stütztrommel angedrückt werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der I-'rfindung
anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigt
Fig. 1 eine Schemaansicht der Vorrichtung im Schneidbereich,
Fig. 1 eine Schemaansicht der Vorrichtung im Schneidbereich,
F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung,
Fig.3 eine Schnittansicht längs der Linie MI-III der Fig. 1.
F i g. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV der
Fig.l.
F i g. 5 eine Schemaansicht zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung,
Fig.6 eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI der
Fig. 5,
F i g. 7 einen axialen Längsschnitt durch den in F i g. 5
dargestellten Aufbau,
Fig.8 eine Schnittansichl längs der Linie VIII-VIII
der F i g. 7 sowie
F i g. 9 eine Teilansicht zur Erläuterung der Anordnung von Schneidmessern.
Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besitzt die Vorrichtung eine um ihre Achse in Richtung des Pfeiles /umlaufende
Trommel 1, eine um ihre Achse in Richtung de« Pfeiles f\ umlaufende Trommel 2 mit radial angeordneten
Schneidmessern 3 sowie Lamellen 4, die zwischen den Schneidmessern 3 angeordnet sind. Diese Lamellen 4
sind an ihren beiden Enden derart gehaltert, daß außerhalb ihrer Arbeitszone sich ihre Oberfläche auf dem
Niveau des schneidenden Teiles der Schneidmesser befindet
oder sogar leicht um etwa Vio bis 2Λο mm -iarüber
vorsteht.
Wie aus F i g. 3 und 4 erkennbar, ist jede Lamelle 4 an ihren beiden Enden durch einen Ring 5 aus elastomerem
Material gehaltert Die beiden Ringe 5 sind jeweils in eine Aussparung in Flanschen 6 und 7 eingesetzt und in
dieser gegenüber dem entsprechenden Flansch durch ihren Außendurchmesser zentriert. Da die Breite der
Aussparung größer ist als die Breite eines geradlinigen Querschnittes des Ringes 5, bleibt zwischen dem Innendurchmesser
des Ringes 5 und der radial inneren Wand der Aussparung ein radiales Spiel 8 übrig. Auf diese
Weise kann der Ring 5 radial nach innen deformiert werden.
Sobald ein Abschnitt des Ringes 5 die Schneidzone verläßt, deren zentraler Bereich durch die Achse X-X'
angedeutet ist, so nimmt er seine ursprüngliche, in F i g. 3 wiedergegebene Stellung ein. und zwar aufgrund
der Rückstellkraft durch die elastische Verformung, zu der die Wirkung der Zentrifugalkraft hinzukommt. Auf
diese Weise ist über die elastischen Ringe 5 jede Lamelle 4 abwechselnd einer Hin- und Herbewegung unterworfen,
die parallel zu den Schneidmessern erfolgt.
Ein Faserstrang 10 wird in die Vorrichtung eingeführt und läuft längs der Trommel 1 entlang. Der Faserstrang
durchlauft eine erste Zone, in der er gegen die Trommel 1 gedrückt wird und zwar durch die Lamellen 4. die den
Faserstrang gegen die Wand der Trommel 1 unter der Wirkung der elastischen Ringe 5 und der Zentrifugalkraft
andrücken, der die Lamellen aufgrund der Rotation der Trommel 2 ausgesetzt sind. Die Schneidmesser
führen dann den Schneidvorgang durch, wonach in einer zweiten Zone der Ausstoß der abgeschnittenen Fasersliicke
erfolgt. Während des gesamten Bewegungsbereiches, in dem die Schneidmesser das Zerschneiden des
Faserstrangs in Stücke vornehmen, ist der Strang durch die Lamellen gegen die Trommel i gedrückt.
Die Lamellen 4 sind ohne Spiel in den Ringen gehalter!
und überstreichen nacheinander die gesamte Breite der Aussparung, so daß kein Eindringen von abgeschnittenen
Faserabfällen zwischen die Lamellen und die Aussparung erfolgt. Ferner sind sämtliche metallischen Elemente
durch den Ring voneinander getrennt, so daß keinerlei Reibung uni Stöße von Metall gegen Metall
auftritt, was sich verschleiß- und lärmmindernd auswirkt.
Aufgrund der Übe;lagerung der Rückstellkraft und der Zentrifugalkraft werden die abgeschnittenen
Faserstücke des Stranges unmittelbar nach dem Schneiden forciert durch die Lamellen 4 ausgestoßen.
Bei der in F i g. 2 wiedergegebenen Ausführungsform sind die Schneidmesser 3 auf der Trommel 2 angeordnet
und die Ausstoßlamellen 4 zwischen den Schneidmessern
3 sind mit ihren Enden in den elastischen Ringen 5 montiert. Die elastischen Ringe sind in den Flanschen 6
und 7 angebracht und in diesen Flanschen mit Zapfen 21 positioniert. Die Verschiebungen der Lamellen sind in
to longitudinaler Richtung durch die Ringe 5 und die Flansche 6 und 7 begrenzt und ihre transversalen Verschiebungen
erfolgen in Abhängigkeit von den Deformationen der elastischen Ringe im Zusammenwirken mit dem
radialen Spiel 8.
Die auf der Trommel 2 angebrachten Schneidmesser 3 sind in Nuten 15 der Trommel 2 mit Hilfe von gewellten
Federn 16 verkeilt (vgl. F i g. 9) und an ihren Enden mit den beiden Flanschen 6 und 7 mit konischer Lagerfläche
eingespannt- Die Trommel 2 ist auf der Welle 13 mit Hilfe von Kugellagern 19 gelagert. Die aus der
Trommel 2 und den Flanschen 6 und '; bestehende Anordnung
ist über vier Zug- oder Spannstuigen 20 miteinander verbunden. Die Kugellager 19 ermöglichen
dieser Anordnung eine freie Drehung um die Welle '3.
Wie aus den F i g. 5 bis 8 erkennbar, kann die oben beschriebene Vorrichtung in der Nähe ihrer Schneidzone
zwei Rollen 9 aufweisen, die derart in Berührung mit den elastischen Ringen 5 angeordnet sind, daß jede Rolle
9 beim Umlauf der Vorrichtung auf den Ring drückt und diesen radial nach innen drückt (vgl. F i g. 6).
Die Deformation der Ringe 5 erfolgt über die Rollen 9, deren Achsen sich in der Nähe der Ebene der Schneidzone
befinden (vgl. F i g. 5). Die Rollen 9 sind auf Achsen 11 montiert, die an Armen 12 befestigt sind. Diese Arme
12 sind stationär, jedoch in ihrer Winkelstellung gegenüber der Welle 13 der Trommel 2 einstellbar, die gegenüber
dem Rahmen der Maschine fest ist. Diese Winkelstellung ist durch den Winkel λ angedeutet, der von den
beiden einander schneidenden Achsen X-X' und Vl-VI gebildet wird (vgl. F i g. 5). Die Anordnung der Achsen
der "VeIIe 13 und der Wellen 11 ist gegenüber dem
Rahmen 14 fest.
Die Verwendung derartiger Rollen 9 erlaubt die Regulierung der Kompressionszone des Faserstranges und
der Ausstoßzone der abgeschnittenen Faserstücke, dii<: Einstellung der Andrückkraft der Lamellen auf die
Stütztrommel, so daß sich insbesondere ein Zerquetschen und Eindrücken des Faserstrangs zwischen deir
Stütztrommel und den Lamellen vermeiden läßt, und
so erlaubt ferner die Deformation der elastischen Rinf;e,
wodurch sich die Belastung dieser Ringe verringert und somit ihre Lebensdauer erhöht.
Aus Fasersträngen werden abgeschnittene Faserstükke von 3 mm bis 6 mm Länge hergestellt.
Zu diesem Zweck wird die oben beschriebene Vorrichtung aus einem Schärgatter oder Kantergestell nut
Fasersträngtn versorgt, wobei jeder Strang 40 000 Tex
aufweist. Die Umlaufgeschwindigkeit der die Schneidmesser tragenden Trommel beträgt uiig:fänr 700 U/
min, was einer Vorrückgeschwindigkeit des zu schneidenden Strangs von 250 m/min entspricht. Die erzielte
es Arbeitsleistung betrag; 600 kg/Stunde an geschnittenen Fasern. Man erhält zerschnittene Fasern ohne Fltisen
von ausgezeichneter Qualität und Aussehen. Der Effekt des mehrfachen Zerschneidens, bei dem Einzelfasern
von geringerer Länge als 3 mm entstehen, wird aufgrund der Wirkung der Lamellen unterdrückt. Die gesamte
Dauer von Testversuchen erreichte 200 Betriebsstunden, ohne daß zwischendurch eine Reinigung der
Schneidtrommel erfolgte. Nach diesen 200 Betriebsstunden wurde festgestellt, daß die Schneidlrommel keinerlei
Ablagerungsspuren von kurzen Fasern oder Schlichte aufwies.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen IO
20
35
40
45
55
60
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Schneiden von Mineralfasern, insbesondere Glasfasern, in Stücke mit geringer
Länge, mit einer umlaufenden Stütztrommel für die Fasern, einer um eine mit der Stütztrommel parallelen
Achse umlaufenden Schneidtrommel, die auf ihrem Umfang radial angeordnete Schneidmesser und
zwischen den Schneidmessern angeordnete Lamellen zum Andrücken der Fasern an die Stütztrommel
und zum Ausstoßen der abgeschnittenen Faserstükke aufweist, welche mit ihren beiden Enden in Aussparungen
von Flanschen der Schneidtrommel aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (4) mit ihren Enden spielfrei jeweils
in einem Ring (5) aus elastisch nachgiebigem Material aufgenommen sind, der in der Aussparung mit
radialem Spiel (8) in Richtung auf die Schneidtrommelwelle (M) aufgenommen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet,
daß das radiale Spiel (8) des Rings (5) durch die radial innere Wand der Aussparung begrenzt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Normalsiellungdie Lamellen
(4) derart angeordnet sind, daß die radial äußeren Lamellenstirnflächen radial gegenüber den Schneidmessern
(3) vorstehen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Rollen (9) vorgesehen
sind, die in der Schneidzone die die Lamellen (4) tragenden Ringe (5) jeweils radial nach innen drükken.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet,
daß die Rollen (9) jeweils am freien Ende eines auf der Schneidmesserwelle (13) angeordneten
Armes{12) gelagert sind.
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