DE2639785C2

DE2639785C2 - Vorrichtung zum Schneiden von Mineralfasern, insbesondere Glasfasern

Info

Publication number: DE2639785C2
Application number: DE2639785A
Authority: DE
Inventors: Giordano Aix-Les-Bains Roncato
Original assignee: Saint Gobain Industries SA
Current assignee: Saint Gobain Industries SA
Priority date: 1975-09-04
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1985-05-09
Also published as: FR2322836B1; NO139830B; IT1063570B; US4063479A; FI60697C; JPS6026092Y2; JPS5233185A; DK399576A; DK142400C; GB1539738A; NL182309C; BR7605857A; BE845863A; FI762539A; FI60697B; JPS59185240U; NL7609820A; SE7609487L; IE43661L; ES451246A1

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,

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.

Beispiel

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

Patentansprüche:

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.