DE2950785C2 - Schneidvorrichtung zum Durchschneiden eines Hohlzylinderkörpers im rechten Winkel zu seiner Längsachse - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schneidvorrichtung von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Aus der gattungsbildenden FR-PS 14 57 991 ist eine Schneidvorrichtung bekannt, die allerdings zum Durchtrennen von zylindrischen Metallstangen in der Metallindustrie Verwendung finden soll. Die Elemente, welche bei rotierender Kreisringscheibe durch Einwirkung der Fliehkraft sich nach außen bewegen und dabei das Trennwerkzeug in Richtung auf die Rotationsachse der Kreisringscheibe verlagern, sind relativ aufwendig aufgebaut und bestehen aus eigenen Vorrichtungsteilen. Diese besonderen Fliehkraftelemente sind symmetrisch zur Rotationsachse angeordnete Gegengewichte, die jeweils an einem Hebel befestigt sind. Beide Hebel sind über eine Synchronisationsstange miteinander verbunden. Der das Trennwerkzeug tragende Winkelhebel ist jedenfalls für sich allein, ohne diese zusätzlichen Vorrichtungsteile, nicht geeignet, durch die Fliehkraft in Schnittposition gebracht zu werden, da der das Trennwerkzeug tragende Hebelarm der schwerere von beiden ist und durch die Fliehkraft nach außen gedruckt würde.

Außerdem ist das Trennwerkzeug dieser bekannten Vorrichtung zum Durchschneiden von Schläuchen nicht geeignet. Es besteht aus zwei einander gegenüberliegenden, rotierbären Trennrollen. Da diese Trennrollen über die Metallstangen nur abrollen, kann das Abtrennen nicht durch einen Schneidvorgang erfolgen, sondern nur durch Eindrücken und Abscheren, was bei Schläuchen nur zum Eindrücken der Schlauchwand führen würde. Durch die Druckanwendung ist außerdem auch bei Metallstangen eine Abstützung erforderlich, weshalb als Gegenlager ein zweite=, gegenüberliegendes Trennwerkzeug notwendig ist Ein Abtrennen mit zwei Trennwerkzeugen hat jedoch zwei Schnittlinien zur Folge, die nur dann aufeinandertreffen, wenn die beiden Trennwerkzeuge exakt auf die gleiche Schnittebene eingestellt sind. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schneidvorrichtung besteht darin, daß das Trennwerkzeug beim Abtrennvorgang die gesamte Querschnittsfläche der Metallstange überstreicht

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese Schneidvorrichtung dahingehend zu verbessern, daß sie auf weniger aufwendige Weise eine durch Fliehkraft erfolgende Bewegung des Trennwerkzeugs gestattet Eine weitere Aufgabe liegt darin, eine Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die zum Durchschneiden von im Querschnitt kreisförmigen, schlauchförmigen Verpackungshüllen wie z. B. faserverstärkten Ce)Julosehydratschläuchen geeignet ist Die Vorrichtung soll es ermöglichen, den Schlauch ohne hohen Schneiddruck durchzuschneiden, so daß der Nachteil vermieden wird, daß das Trennwerkzeug beim Durchschneiden des Schlauchs dessen gesamte Querschnittsfläche überstreicht, wobei beim Ausschnitt der letzten Schnitlphase durch den erforderlich hohen Schneiddruck der nur lokker geführte Schlauch vom Trennwerkzeug weggedrückt wird.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch die im Patentanspruch 1 angegebene Schneidvorrichtung, die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung an. Der Hohlzylinderkörper ist insbesondere ein im Querschnitt kreisförmiger Schlauch, auf dessen Schlauchwand von außen eine umfänglich und zugleich auf die Schlauchlängsachse sich zu bewegende, mechanische, die Schlauchwandung durchschneidende Kraft einwirkt. Der Schnitt verläuft in einer Ebene, zu der sich die Schlauchlängsachse in einem rechten Winkel erstreckt.

Die Schneidvorrichtung besteht aus einer ortsfest gelagerten, um ihre Längsachse rotierbar ausgebildeten, formstabilen Kreisringscheibe, beispielsweise einer sol-' chen aus Metall. Ihre Längsachse wird auch als Rotationsachse oder nur als Achse bezeichnet. An einer ihrer Oberflächen ist wenigstens ein als Winkelhsbel ausgebildetes Schneidelement derart befestigt, daß es reversibel aus der Ruhe- bzw. Ausgangsposition in Schnittposition bringbar ist. Der Winkelhebel besteht aus zwei Hebeiarmen, wobei der eine Hebelarm das Trennwerkzeug trägt und der andere Hebelarm bei rotierender Kreisringscheibe durch Einwirkung der Fliehkraft sich nach außen bewegt und dabei gleichzeitig den ersten Hebelarm mit dem Trennwerkzeug in Richtung auf die Rotationsachse der Kreisringscheibe verlagert und in Schnittposition bringt. Der Schneidweg des Winkelhebels wird vorteilhaft durch Anschläge begrenzt.

In besonderer Ausbildung kann die Kreisringscheibe auf einer Oberfläche auch mehr als ein Schneidelement der genannten Ausbildung und Anordnung aufweisen. In diesem Falle sind die bevorzugt gleichartig ausgebildeten Winkelhebel symmetrisch zueinander angeordnet.
Die Kreisringscheibe ist ortsfest und zweckmäßigerweise räumlich derart gelagert, daß sich ihre Längsachse horizontal erstreckt. Der Innendurchmesser ihrer Kreisöffnung, die einen im Querschnitt kreisförmigen Hohlraum bildet, ist größer als der Außendurchmesscr

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des zu durchschneidenden Hohlkörpers, insbesondere Schlauchs, der sich in Arbeitslage durch diesen Hohlraum erstreckt

Die Kreisringscheibe ist beispielsweise mit einem Motor über ein Endlosband antreibbar und wird bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Vorrichtung angetrieben. Die bevorzugt gerade Schneidkante des als Messerelement ausgebildeten Trennwerkzeugs ist der Längsachse der Kreisringscheibe bzw. Außenseite des Schlauchs ir> Arbeitsposition zugewendet Die Schneidkante kann beispielsweise gewinkelt ausgebildet sein und eine Spitze besitzen. Das Trennwerkzeug ist an der Oberfläche der Kreisringscheibe exzentrisch und fliehkraftdrehbeweglich befestigt; seine Drehachse verläuft dabei parallel zur Längsachse der Kreisringscheibe. Vorteilhaft ist die Vorrichtung derart ausgebildet, daß der Winkelhebei exzentrisch am Ende eines geraden Zapfens an der Oberfläche der ICreisringscheibe drehbeweglich befestigt ist dessen Längsachse parallel zur Rotationsachse der Kreisringscheibe verläuft. Die Jinienförmige, körperliche Schneidkante des Messerelements ersireckt sich, bzw. bewegt sich bei Drehbewegung des Messerelements, in einer Ebene parallel und nahe benachbart der ebenen Oberfläche der Kreisringscheibe.

Die Vorrichtung umfaßt vorteilhaft ein elastisches Spann- bzw. Federelement, beispielsweise eine Spiralfeder, die mit ihrem einen Ende an einem Hebelarm des Winkelhebels und mit ihrem anderen Ende an der dem Winkelhebel benachbarten Oberfläche der Kreisringscheibe derart befestigt ist, daß auf den Winkelhebel eine Zugkraft ausgeübt wird, wenn er sich in einer Lage außerhalb seiner Ruheposition befindet; diese ist gegeben, wenn die Kreisringscheibe nicht um ihre Achse rotiert

Der zweite Hebelarm des Winkelhebels weist im Ruhezustand der Kreisringscheibe und bei horizontalem Verlauf ihrer Längsachse nach unten.

Als Arbeitslage des zu durchschneidenden geraden, hinreichend lang bemessenen Schlauchstücks wird diejenige bezeichnet, bei der das Schlauchstück im Hohlraum der Kreisringscheibe konzentrisch sowie lagefixiert angeordnet ist und ein Teil des Schlauchs über die dem Schneidelement benachbarte innere Umfangskante der Kreisringscheibe soweit herausragt, daß dieser Schlauchteil länger ist als der Abstand genannter Umfangskante von der Ebene, in der die Schneidkante des Schneidelements verläuft. Die lagefixierte Anordnung des Schlauchs kann durch mechanische Halteelemente erfolgen, die ihn leicht straffen, ohne dabei seine im Querschnitt kreisförmige Form zu beeinflussen. Vorteilhaft befindet sich im Schlauchhohlraum Stützluft

Als Ruhe- oder Ausgangsposition der Vorrichtung bzw. des an der Kreisringscheibe befestigten Schneidelcmcnts wird diejenige bezeichnet, bei der das Schneidelement sich in einer Position befindet, bei der sich seine Schneidkante im Abstand von der Außenseite des zu durchschneidenden Hohlzylinderkörpers ir Arbeitslage befindet. Vorteilhaft ist der Abstand der Schneidkante vom Kreisringscheibenmittelpunkt größer als der Abstand zwischen Kreisringscheibenmittelpunkt und innerer Umfangskante der Kreisringscheibe. In der Schnittposition der Vorrichtung bzw. des Schneidelements erfolgt die Durchtrennung der gesamten Wanddicke des Hohl/.ylinderkörpers durch das Schneidelement. Hierbei befindet sich das Schneidelement, durch ausreichende Fliehkrafteinwirkung infolge ausreichender Rotationsgeschwindigkeit der Kreisringscheibe, in einer Po-

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35 sition, bei der der Abstand der Schneidkante des Schneidelements zum Kreisringscheibenmittelpunkt geringer ist als der Abstand der Innenseite des in Arbeitsposition befindlichen Schlauchs z*;m Kreisringscheibenmittelpunkt

Vorteilhaft beträgt die Umdrehungsgeschwindigkeit der Kreisringscheibe 2500 bis 3000 Umdrehungen pro Minute. Es ist möglich daß man zunächst die Kreisringscheibe mit konstanter Rotationsgeschwindigkeit derart rotieren läßt, daß die Fliehkraft die Einstellung des Schneidelements in Ausgangsposition bewirkt Zum Durchschneiden des in Arbeitslage im Hohlraum der Kreisringscheibe angeordneten Verpackungsschlauchs wird dann die Rotationsgeschwindigkeit der Kreisringscheibe derart erhöht, daß das Schneidelement unter Oberwindung der Rückholkraft des Federelements durch Fliehkrafteinwirkung in Schnittposition gebracht wird. Nach Durchschneiden des Schlauchs wird die Rotationsgeschwindigkeit der Kreisringscheibe insoweit vermindert, daß die Kraft des Federelements die Rückholung des Schneidelements in Ausgangsposition zur Folge hat

Vorteilhaft wird die Vorrichtung aber in der Weise verwendet daß die Kreisringscheibe, in deren Hohlraum sich der Schlauch in Arbeitslage befindet, zunächst nicht in Rotation ist Zum Durchschneiden des Schlauchs wird sie dann durch entsprechenden Antrieb in Rotation versetzt, wobei die Rotationsgeschwindigkeit gesteigert wird, bis das Schneidelement infolge ausreichender Fliehkraft, aus der Ruheposition unter Überwindung der einwirkenden Rückholkraft des Federelements in Schnittposition gelangt. Nach Durchschneiden des Schlauchs wird die Rotation der Kreisringscheibe beendet und die Kraft des Federelements bewirkt die Rückholung des Schneidelements in die Ruheposition.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Vorrichtung beispielhaft in einer besonders vorteilhaften Variante beschrieben, bei der ein Hohlstab aus längsweise geraffter, schlauchförmiger Verpackungshülle, die bevorzugt aus faserverstärktem Cellulosehydrat besteht, in Teilstücke aufgeteilt wird.

Im Hohlraum der Kreisringscheibe wird ein bevorzugt hohler, zylindrischer formfester Stützdorn mit auf ihm aufgeschobenem Hohlstab aus längsweise geraffter Verpackungshülle zentrisch und lagefixiert angeordnet. Der Hohlstab wird unter Entfältelung eines Teilstücks längsaxial auseinandergezogen. Das durch die Entfältelung gebildete, raffaltenfreie, im Querschnitt kreisförmige, längsaxial gestraffte, vorteilhaft durch Stützluft in seinem Hohlraum formstabilisierte Schlauchstück verbindet zwei noch geraffte Hohlstabstücke integral miteinander. Das raffaltenfreie Schlauchstück ist in Arbeitsposition im Hohlraum der Kreisringscheibe angeordnet. Vorteilhaft wird die Stützluft in den Hohlraum des Schlauchstücks durch die Bohrung des hohlen Stütz dorns eingeführt.

Die Kreisringscheibe wird dann mit Hilfe eines Motors über ein Endlosband angetrieben und in Rotation versetzt. Infolge der auf das Schneidelement ausgeübten Fliehkraft wird das Schneidelement aus der Ruhestellung in Schnittposition gebracht und das Schlauchstück durchschnitten. Nach Durchschneiden des Schlauchstücks wird die Rotationsgeschwindigkeit der Kreisringscheibe soweit herabgesetzt, daß die auf das Schneidelement wirkende Rückholkraft des Federelements die Rückstellung des Schneidelements in Ausgangsposition oder, bei Reduzierung der Rotationsgeschwindigkeit der Kreisringscheibe bis auf null, in Ruhe-

stellung bringt. Die Hohlstabteilstücke werden dann vom Stützdorn entfernt.

Die Arbeitsweise kann auch halbkontinuierlich durchgeführt werden. Man geht dabei von einem entsprechend lang bemessenen Hohlstab aus, der auf einem entsprechend dimensionierten Stützdorn angeordnet ist, und schneidet den Hohlstab in angegebener Weise nacheinander in Teilstücke, indem man dem Hohlstab jeweils nach Abtrennung eines Teilstücks auf dem Dorn vorschiebt und erneut in Arbeitsposition bringt.

Die Schneidvorrichtung kann vorteilhaft auch in der Weise angewendet werden, daß man die Kreisringscheibe derart über den bevorzugt hohlen Raffdorn einer Maschine zum längsweisen Raffen schlauchförmiger Verpackungshüllen zu Hohlstäben schiebt, daß der Raffdorn zentrisch und in Arbeitslage im entsprechend bemessenen Hohlraum der Kreisringscheibe angeordnet ist Auf den Raffdorn wird dann fortlaufend eine große Länge schlauchförmiger Verpackungshülle gerafft Der durch Raffung der Verpackungshülle gebildete Hohlstab wird jeweils nach Bildung einer bestimmten Stablänge längsaxial unter Bildung eines integralen raffaltenfreien, im Querschnitt kreisförmigen Schlauchstücks, das beide Hohlstabstücke integral verbindet, teilweise auseinandergezcgen und wie vorstehend angegeben im Bereich des raff-faltenfreien Schlauchstücks in Arbeitslage mittels der Schneidvorrichtung durchschnitten.

Die einzige Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Schneidvorrichtung schematisch und im Quer- schnitt zur Längsachse des zu durchtrennenden Hohlkörpers. Das Schneidelement befindet sich in Ruheposition.

Die Kreisringscheibe 1 besitzt einen im Querschnitt kreisförmigen Hohlraum 2. Mit 3 ist die Längsachse der Kreisringscheibe (entspricht dem Kreisringscheibenmittelpunkt) und mit 4 die äußere Umfangsfläche der Kreisringscheibe bezeichnet. Auf den Stützdorn 5 ist der zu durchschneidende Hohlzylinderkörper 15 aufgeschoben. 6 ist die Oberfläche der Kreisringscheibe, an der der Winkelhebel 7 exzentrisch fliehkraftdrehbeweglich befestigt ist. Sein erster Hebelarm Ta besitzt ein Trennwerkzeug mit einer Schneidkante 8. Sein zweiter Hebelarm wird mit Tb bezeichnet. Die Bezeichnungen erster und zweiter Hebelarm des Winkelhebels 7 beziehen sich jeweils auf den Drehpunkt 9 in exzentrischer Anordnung. 10 bedeutet das Ende einer Welle, die parallel zur Längsachse 3 der Kreisringscheibe 1 verläuft an dem als Drehpunkt der Winkelhebel 7 befestigt ist Im Bereich des zweiten Hebelarms Tb des Winkelhebels 7 ist ein Spannelement in Gestalt einer Spiralfeder 11 mit ihiciii einen Ende Ί2 befestigt, während ihr anderes Ende 13 an einem Punkt 14 mit der Oberfläche 6 der Kreisringscheibe 1 verbunden ist. Der in dem Hohlraum 2 der Kreisringscheibe 1 zentrisch lagefixiert angeordnete Hohlzylinderkörper 15 zeigt einen äußeren Umfang 16 und einen inneren Umfang 17.18 ist ein Gestell, an dem die Kreisringscheibe 1 ortsfest befestigt ist 19 ist ein Elektromotor und 20 ein Endlosband, das die Welle 21 des Motors 19 mit der äußeren Umfangsfläche 4 der Kreisringscheibe 1 kraftschlüssig verbindet 22 und 23 sind Anschläge, die den Schneidweg des Winkelhebels 7 begrenzen. 24 ist ein mit Stützluft ausgefüllter, durch die Innenseite des Hohlzylinderkörpers 15 und die Außenseite des Stützdorns 5 begrenzter Hohlraum.

Bei der Verwendung der dargestellten Vorrichtung zum Durchschneiden eines auf dem Stützdorn 5 aufgeschobenen, teilweise auseinandergezogenen Hohlstabs aus längsweise geraffter Verpackungshülle, bedeutet 15 das raffaltenfreie, im Querschnitt kreisförmige, durch Stützluft formstabilisierte Schlauchstück, das zwei Hohlstabstücke integral miteinander verbindet

Die Schneidvorrichtung ist wesentlich einfacher aufgebaut als die Vorrichtung der FR-PS 14 57 991. Sie benötigt keine zusätzlichen Fliehkraftelemente, da das als Winkelhebel ausgebildete Schneidelement allein schon durch die Masse des zweiten Hebelarms fliehkraftbeweglich ausgebildet ist. Durch die besondere Gestaltung des Messerelements, das eine Schneidkante aufweist, ist auch keine Druckanwendung erforderlich, im Gegensatz zu den rotierbaren Trcnnrollen nach dem Stand der Technik. Außerdem muß das Schneidelement der Erfindung beim Trennvorgang nicht über den gesamten Querschnitt des Schlauchs geführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schneidvorrichtung zum Durchschneiden eines Hohlzylinderkörpers (15) im rechten Winkel zu seiner Längsachse, aufgebaut aus einer um ihre Achse (3) rotierbar und antreibbar ausgebildeten Kreisringscheibe (1), in deren Hohlraum (2) der zu durchschneidende Hohlzylinderkörper (15) in Arbeitslage anordenbar ist, wenigstens einem Schneidelement, ausgebildet als ein Winkelhebel (7), welcher an einer Oberfläche (6) der Kreisringscheibe (1) exzentrisch befestigt und in Schnittposition bringbar ist und dessen erster Hebelarm (7a) ein Trennwerkzeug trägt, und Elementen, die bei rotierender Kreisringscheibe (1) durch Einwirkung der Fliehkraft sich nach außen bewegen und dabei das Trennwerkzeug in Richtung auf die Rotationsachse (3) der Kreisringscheibe (1) verlagern und in Schnittposition bringen, dadurch gekennzeichnet, daß das Element, auf das die Fliehkraft einwirkt, der zweite Hebelarm {7 b) des Winkelhebels (7) ist

2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennwerkzeug ein Messerelement mit einer Schneidkante (8) ist.

3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel (7) durch ein Federelement (1) in seine Ruhelage zurückbringbar ist

4. Schneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der beiden Hebelarme (7a,7b) durch Anschläge (22,