DE2702993A1 - Vorrichtung zum trennen von rollenmaterial - Google Patents

Description

Dipl-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCHMIED-KOWARZIK DfplMng. G. DAN N EN BERG · Dr. P. WEIN HOLD · Dr. D. GUDEL

281134 β FRANKFURTAM MAIN

TELEFON «WH)

2870)4 GR. ESCHENHEIMER STRASSE 3«

24. Januar 1977
Gu/Schu

Dr. Vialter Hillesheimer KG Hans-Böckler-Straße 11 6078 Neu-Isenburg

Vorrichtung zum Trennen von Rollenmaterial

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von Rollenmaterial mit einer in einem Ständer gelagerten angetriebenen Drehwelle und mit einer Einspannvorrichtung und mit einer Trennvorrichtung, dem sogenannten Schneidbügel, für das Rollenmaterial, das um eine zur Drehwelle parallele Achse schwenkbar ist. Diese Achse ist in einstellbaren Abständen verschiebbar, wobei die Einspannvorrichtung aus mehreren, über den Umfang verteilt angeordneten und In Führungen einer mit der Drehwelle umlaufenden Scheibe verschiebbaren Gleitstücken besteht, an deren zum Rollenmaterial weisender Seite Spannbacken zum Angriff an die Außenfläche der Rolle sitzen.

Durch die so erzeugte Relativbewegung erhält man einen "ziehenden Schnitt", der auch das dünnste und unhomogenste Material sauber und ohne auszufransen im Verdrängungsschnitt aufschneidet.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der DT-OS 2 222 548 beschrieben. Sie hat sich gut bewährt, weil mit ihr Rollen aus praktisch beliebigem Material getrennt werden können. Als Trennwerkzeug wird hierzu im allgemeinen ein Messer verwendet. Es kann aber auch eine Kreissäge dazu eingesetzt werden.

Bei der Vielfalt der täglich auf den Markt kommenden Synthetiks hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zu dem oben genannten und bewährten "ziehenden Schnitt" noch Schwingungen auf das Trennwerkzeug übertragen oder überlagert werden. Eine Materialrolle aus weichem Dichtungsgummi mit aufgetragenem Kleber hat z.B. zum Schutz der einzelnen Lagen dünnes Hartpapier oder Kunststoffbahnen und dergleichen. Während sich der oft sehr poröse Gummi praktisch ohne jeden Druck sauber schneiden ließe, erfordern Hartpapier, Siliconbeschichtungen oder dergleichen einen sehr starken Messerdruck zum Aufschneiden. Das bedeutet dann wieder beim Durchdringen des Hartpapiers ein Durchsacken des Messers durch den porös-lockeren Gummi bis

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zum nächsten Hartpapierstreifen mit dem Erfolg, daß die abgetrennten Rollen nicht plan, sondern ungleich wellig abgetrennt und damit unbrauchbar werden. Durch überlagerte Schwingungen wird bei leichtem Messerdruck das Hartpapier leicht geschnitten, angeritzt; das Messer geht "zart" durch das harte Material.

Diese zusätzlichen Schwingungen zum bisherigen "ziehenden Schnitt" werden vorzugsweise durch einen 100 HZ-Schwinger erzeugt. Dieses Schwingungselement wird im Schneidbügel, der Einspannvorrichtung, vorzugsweise vor der hinteren Messerhalterung vorgelagert oder auf diese aufgesetzt. Je nach Material können auch höhere Frequenzen auch unter Zwischenlagerung eines Schwingmetalls eingeleitet werden. Der Vektor der Schwingungen verläuft etwa in Längsrichtung des Trennmessers.

Durch diese Kombination von "ziehendem und schwingendem Schnitt" lassen sich auch die schwierigsten Materialrollen in extrem schmale Rollen auftrennen. Durch diesen Kombinationsschnitt erübrigt sich auch in vielen Fällen der Einsatz einer Kreissäge bei nicht verdrängbaren Materialien. Das bedeutet verlustfreies Schneiden, das sonst durch die Schnitt breite des Kreissägeblattes unumgänglich ist. Bei der Vorrichtung ist es notwendig, daß das auf die Drehwelle aufgeschobene Rollenmaterial drehfest mit der angetriebenen Drehwelle verbunden wird. Hierzu schlägt die genannte DT-OS in einer Ausführungsform eine Einspannvorrichtung vor, die aus zwei koaxialen und gegeneinander verdrehbaren Scheiben besteht. Die innere Scheibe hat kreisbogenförmig verlaufende Führungen mit radialer Komponente. In diese Führungen greifen Gleitstücke ein, die verschiebbar an der anderen Scheibe befestigt sind. Damit ist jedoch der Nachteil verbunden, daß

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- insbesondere bedingt durch den Winkel, den die kreisbogenartigen Führungen mit dem Radius einschließen - keine großen Verstellwege erreicht werden können. Die Führungen müssen nämlich relativ flach, d.h. benachbart einer Tangente, angelegt werden, um bei einer Verdrehung der beiden Scheiben gegeneinander die angestrebte Verschiebung der Gleitstücke in den Führungen zu erreichen.

Bei einer anderen Ausführungsforjü der genannten DT-OS wird die Einspannvorrichtung durch eine Scheibe realisiert, an deren Innenseite Stifte befestigt sind, die in das Rollenmaterial eingreifen. Die dadurch bewirkte Befestigung des Rollenmaterials an der Scheibe und damit an der angetriebenen Drehwelle hat sich aber insofern nur teilweise bewährt, als diese bekannte Einspannvorrichtung nicht alle im Betrieb auftretenden Kräfte aufnehmen kann, besonders, wenn die Materialrollen nicht kantengerade aufgewickelt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die sich durch eine Einspannvorrichtung auszeichnet, mit der auch stark unterschiedliche Durchmesserbereiche des Rollenmaterials schnell und sicher eingespannt werden können. Außerdem sollen auch schwierige Materialien einwandfrei getrennt werden können. Dieses empfiehlt sich jetzt besonders bei dem ziehenden und schwingenden Schnitt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitstücke in den radial verlaufenden Führungen angeordnet und mit einer angetriebenen Kette verbunden sind und daß zum Angriff an die Innenfläche der Rolle auf der Drehwelle wenigstens ein radial expandierbares Halteelement aufsitzt.

Die auf die Drehwelle aufgeschobene Rolle wird durch diese Maßnahmen gleichzeitig von innen und außen gegriffen, wodurch

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die Materialbahnen in allen Schichten sehr sicher gehalten werden können. Weil nicht nur der Außendurchmesser der Rolle, sondern auch ihr Innendurchmesser - innerhalb gewisser Grenzen - schwankt, wird erfindungsgemäß auch der Innendurchmesser durch das radial expandierbare Halteelement gegriffen. Dadurch, daß die Führungen radial verlaufen, läßt sich ein großer Verstellweg erreichen. Über den Antrieb der Gleitstücke über jeweils eine Kette lassen sich die erwünschten großen Anpreßkräfte für die Spannbacken aufbringen.

Für den Antrieb der Ketten wird es bevorzugt, wenn jedes Gleitstück an einer endlosen Kette befestigt ist, die über eine gemeinsame, ebenfalls endlose, angetriebene Kette angetrieben werden. Durch diese gemeinsame Kette wird die Synchronisierung der Bewegungen der Gleitstücke erreicht.

Man kann sich diese Konstruktion auch zunutze machen, um im Antrieb eine Übersetzung oder gegebenenfalls auch Untersetzung einzubauen. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, daß die gemeinsame Antriebskette und jede der mit den Gleitstücken verbundenen Spannketten über jeweils eine gemeinsame Welle geführt ist, auf der Zahnräder mit unterschiedlicher Zähnezahl drehfest sitzen.

Das radial expandierbare Halteelement für die Innenspannung kann ein Rohrstück aus gummielastischem Material sein, welches in axialer Richtung komprimierbar ist. Durch die Komprimierung in axialer Richtung wölbt es sich nach außen und greift dadurch die Rolle an der Innenfläche ihres Kerns. Wenn die Komprimierungskraft nicht mehr vorliegt, geht das RohrstUck durch seine gummielastischen Eigenschaften in seine normale Ausgangslage zurück.

Anstelle dieses Halteelementes oder auch zusätzlich dazu kann

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die gesamte Drehwelle mit veränderlichem Durchmesser ausgerüstet werden, so daß eine sog. expandierbare Drehwelle geschaffen wird. Diese ist dadurch gekennzeichnet, daß das radial expandierbare Halteelement aus Schalen über der Mantelfläche der Drehwelle besteht, die mit konvexen Segmenten in konkaven Ausnehmungen der Drehwelle verschiebbar sind, wobei die Schalen in Längsrichtung der Drehwelle verschiebbar sind. Durch eine Verschiebung der Schalen in der Längsrichtung gleiten somit die Segmente auf den konkaven Ausnehmungen und werden dadurch radial nach außen geschoben. Sie nehmen bei dieser Bewegung die mit ihnen verbundenen Schalen mit, wodurch die angestrebte Vergrößerung des Durchmessers der Drehwelle erreicht und somit die Materialhülse über die gesamte Länge im Pressitz gehalten wird. Diese Maßnahme gestattet die Verwendung sehr dünner und damit preiswerterer Papp- oder sonstiger Hülsen. Um zu erreichen, daß die Schalen selbsttätig in ihre Ausgangslage bei Fortfall der deren Längsverschiebung bewirkenden Kraft zurückgehen, wird es bevorzugt, wenn die Schalen über Federelemente in radialer Richtung nach innen vorgespannt sind. Diese Federelemente sind beispielsweise Spiralfedern, die in Nuten in tangentialer Richtung um die Schalen gelegt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels naher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben. Das Aufsetzen eines Vibrators ist zeichnerisch nicht dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 - eine Ansicht der Scheibe mit der Einspannvorrichtung bei abgenommenem Deckel;

Fig. 2 - einen Längsschnitt durch den zentralen Bereich der Scheibe zur Darstellung der Einspannung der Rolle von innen;

Fig. 3 - einen Längsschnitt durch die angetriebene Drehwelle in mechanisch expandierbarer Ausführungsform.

Die grundsätzliche Funktionsweise der beanspruchten Trennvorrichtung ist beispielsweise aus der eingangs erwähnten DT-OS bekannt. Darauf wird im folgenden nicht näher eingegangen. Wesentlich dabei ist es, daß zu trennendes Rollenmaterial

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auf eine angetriebene Drehwelle 1 aufgeschoben und mit ihr drehfest verbunden wird, so daß ein Trennmesser in vorgegebenen Abständen Stücke vom Rollenraaterial abtrennen kann.

Mit der Drehwelle 1 ist eine Scheibe 2 drehfest verbunden (vgl. Fig. 1). Die Scheibe hat über ihren Umfang verteilt mehrere in radialer Richtung verlaufende Führungen 3» in denen Gleitstücke 4 verschiebbar sind. Jedes dieser Gleitstücke ist mit oiner endlosen Kette f> verbunden, die jeweils um ein Kettenrad 6 und um einen Excenterbol^en 7 geführt sind. Mit dem Excenterbolzen kann die Spannung der Kette eingestellt werden. Auf dem Kettenrad sitzt jeweils ein Zahnrad 8 und unter diesem Zahnrad wenigstens ein weiteres, in der Figur nicht sichtbares Zahnrad. Eine angetriebene, endlose Kette 9 ist um das obere Zahnrad 8 geführt. Die Ketten 5 sind jeweils um das darunter liegende Zahnrad geführt. Beide Zahnräder können gleiche Zähnezahlen oder auch verschiedene Zähnezahlen haben. Wodurch eine jeweils gewünschte Übersetzung oder Untersetzung erreicht wird. Beide Zahnräder sitzen drehfest auf der Welle des Kettenrades 6.

Die Kette 9 ist um jedes Kettenrad 6 geführt. Außerdem läuft sie um mehrere Kettenspanner 10. Sie ist fest verbunden mit Kolbenstangen 11 von Kolben-Zylindereinheiten 12. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Anzahl der Einheiten 12 gleich der Anzahl der Gleitstücke 4.

Die Arbeitsweise der bisher beschriebenen Einspannvorrichtung ist wie folgt: Sollen die Gleitstücke 4 und damit die mit ihnen verbundenen Spannbacken in ihren Führungen 3 verstellt werden, so werden die Kolben-Zylindereinheiten 12 entsprechend beaufschlagt. Beispielsweise v/erden die Kolbenstangen 11 in die Zylinder eingezogen. Die Kette 9 wird also in der Ansicht der Figur 1 im Uhrzeigersinn bewegt. Über die Kettenräder 6

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und eine gegebenenfalls dort vorgesehene Übersetzung werden auch die drei Ketten 5 im Uhrzeigersinn bewegt. Die Gleitstücke v/erden also nach außen gefahren. Bei einem Ausfahren der Kolbenstangen 11 v/erden die Gleitstücke nach innen gefahren. Dies geschieht sehr schnell. Durchraesserbereiche bis zu etwa 500 mm und auch 1000 mm können sehr leicht und schnell gespannt werden.

Damit die Rolle gleichzeitig von innen gespannt v/erden kann, sitzt auf der Drehwelle 1 ein Rohrs bück 13 aus gumuiislastischerü Material auf, und zv/ar in einer Nut der Drehwelle. An der Außenseite des Rohrstücks liegt an diesem eine Ringscheibe an (vgl. P¹Xg. 2), die über geeignete, vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch arbeitende Mittel, in Pfeilrichtung 15 verschoben verden kann. Weil das andere Stirnende des Rohrstücks in der Nut festgelegt ist, wölbt sich das Rohrstück dabei bogenförmig auf, wodurch die Einspannung der Rolle von innen bewirkt wird. Nach dem Abstellen der Vurscbiebekraft wird die Ringscheibe 14, die mit Stiften 16 geführt ist, über Federelernente 17 in ihre in Fig. 2 gezeigte Ausgangslage wieder zurückgeführt.

Fig. 3 zeigt die erwähnte expandierbare Ausführungsform der Drehv/elle 1, die alternativ oder zusätzlich zu der Ausführungsform nach Fig. 2 vorgesehen sein kann. In den Umfang der Drehv/elle 1 sind hierzu in Abständen voneinander Ausnahmungen 18 eingefräst, die die Gestalt von kreisbogenförmig barandeten Schlitzen haben. In die Ausnehmungen sind Segmente eingesetzt, deren an der Ausnehmung anliegende Fläche ebenfalls kreisbogenförmig verläuft, wobei der Radius aber kleiner als der der Ausnehmung 18 ist. Über stiftartige Fortsätze 20 ist jedes Segment 19 in einer Bohrung einer Schale 21 festgelegt. Die Drehv/elle hat mehrere solcher in axialer Richtung voneinander getrennter Schalen über ihren Umfang verteilt. .Jode der Schalen hat die beschriebenen Segmente, die in i'r reu Ausnehmung3n 13 verschiebbar sind. Außerdem sind die Schalen durch Spiralfedern 22 nach innen vorgespannt.

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Eine Gewindebuchse 23 ist auf ein Ende der Drewelle 1 aufgeschraubt. Verdreht man die Gewindebuchse, so werden die Schalen 21 in Pfeilrichtung 24 verschoben. Dabei gleiten die Segmente 19 in ihren Ausnehmungen 1f3 nach außen, wodurch die V/elle expandiert wird. Dreht man die Gewindebuchse 23 zurück, so kommen auch die Schalen 21 über die Federkraft der Federelemente 22 in ihre Ausgangslage.

Die Verschiebung der Schalen 21 in Pfeilrichtung ?Λ kann auch pneumatisch erfolgen, wobei dann an der Stirnseite der Schalen eine hydraulisch oder pneumatisch betätigbare Ringscheibe angreift.

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Claims (7)

1. 24. Januar 1977 Dr. W. Hillesheimer KG

   Gu/Schu

   Patent- bzw. Schutzansprüche

   Μ. JVc

   [1. /Vorrichtung zum Trennen von Rollenmaterial mit einer in einem Ständer gelagerten angetriebenen Drehwelle mit einer Einspannvorrichtung und mit einem Trennwerkzeug für das Rollenmaterial, das um eine zur Drehwelle parallelen Achse schwenkbar ist. Diese Achse ist in einstellbaren Abständen verschiebbar, wobei die Einspannvorrichtung aus mehreren, über den Umfang verteilt angeordneten und in Führungen einer mit der Drehwelle umlaufenden Scheibe verschiebbaren Gleitstücken besteht, an deren zum Rollenmaterial weisender Seite Spannbacken zum Angriff an die Außenfläche der Rolle sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß das ziehende Trennwerkzeug zusätzlich zu Schwingungen angeregt wird, die im wesentlichen tangential zu dem auf der Drehwelle (1) aufgespannten Rollenmaterial gerichtet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitstücke (4) in den radial verlaufenden Führungen (3) angeordnet und mit einer angetriebenen Kette (5) verbunden sind und daß zum Angriff an die Innenfläche der Rolle auf der Drehwelle (1) wenigstens ein radial expandierbares Halteelement (13; 21) aufsitzt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
   dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gleitstück (4) an einer endlosen Kette (5) befestigt ist, die über eine gemeinsame,ebenfalls endlose, angetriebene Kette (9) angetrieben werden.

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   _ 2 —
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
   dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der angetriebenen Kette (9) und den mit den Gleitstücken (4) verbundenen Ketten (5) eine Übersetzung (6) vorgesehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß das radial expandierbare Halteelement ein Rohrstück (13) aus gummielastischem Material ist, welches in axialer Richtung komprimierbar ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß das radial expandierbare Haieelement aus Schalen (21) über der Mantelfläche der Drehwelle (1) besteht, die mit konvexen Segmenten (19) in konkaven Ausnehmungen (18) der Drehwelle (1) in deren Längsrichtung verschiebbar sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
   dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (21) über Federelemente (22) in radialer Richtung nach innen vorgespannt sind.

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