DE3900414A1 - Verfahren zum foerdern von einer materialbahn durch eine querschneidvorrichtung und trommelschere - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fördern von einer mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegten kontinuierlichen Materialbahn durch eine Querschneidvorrichtung mit gegenläufig rotierendem Ober- und Untermesser (Trommelschere), die während des Schneidens synchron mit der Materialbahn laufen, und wobei die Materialbahnstrecken abgefördert werden. Die Erfindung be­ trifft ferner eine Trommelschere mit einem Zu- und Abförderer.

Querschneidanlagen für biegeweiche Materialbahnen, insbesondere PVC-Folien, sind nach dem Stand der Technik be­ kannt. Man unterscheidet Schneidsysteme mit ortsfest angeord­ netem Untermesser und hierzu vertikal beweglichem Obermesser (sogenannte Clipper), Schneidsysteme mit ortsfest angeordnetem Untermesser und kontinuierlich rotierendem Obermesser und Systeme mit rotierendem Ober- und Untermesser (sogenannte Trommelschere).

Bei Schneidvorrichtungen mit ortsfest angeordnetem Untermesser und hierzu vertikal beweglichem Obermesser wird das Schneidgut mittels eines vor den Messern angeordneten Treibwalzenpaares kontinuierlich durch die Schere befördert, wobei eine der Schere nachgeordnete Transporteinrichtung diese Funktion unter­ stützt. Entweder vom Treiber selbst oder von einer separaten Meßrolle wird die durchlaufende Materialbahn gemessen und bei Erreichen der gewählten Sollänge einem Puls zur Schnittauslö­ sung gegeben.

Ein federnd am Obermesser befestigter Niederhalterbalken stoppt die Materialbahn unmittelbar vor der Schere, so daß der Schnitt am stillstehenden Teil der Materialbahn durchgeführt wird.

In der letzten Phase des Auswärtshubes des Obermessers öffnet der Niederhalter und die zwischen Niederhalter und Treiber aufge­ staute Materialbahn und wird mit Hilfe eines sogenannten Aufhol­ treibers mit erhöhter Geschwindigkeit durch die Schere gefördert. Der Aufholtreiber ist unmittelbar vor der Schere zwischen dieser und dem Treiber angeordnet und wird übersynchron vom Treiber mittels einer Rutschkupplung angetrieben.

Der Vorteil des zuvor beschriebenen Systems besteht in seiner einfachen Ausführung, nachteilig sind die hiermit erreichbaren kleinen Produktionszahlen, d.h. der Materialdurchsatz ist gering, insbesondere bei kleinen Querteillängen, was hauptsächlich durch den Start- Stoppbetrieb der Schere bedingt ist. Im wesentlichen durch die Streuung der Schaltzeiten sind gleiche Schnittlängen nur bedingt reproduzierbar.

Das Schneidsystem mit einem ortsfest angeordneten Untermesser und einem kontinuierlich rotierenden Obermesser besitzt eben­ falls einen Treiber, der das Schneidgut durch die Schere fördert, wo es von einer nachgeordneten Transporteinrichtung, etwa einem Gurtförderer übernommen wird. Der Treiber und das in der Messer­ trommel fixierte Obermesser rotieren kontinuierlich in einem bestimmten (der Querteillänge entsprechenden) Übersetzungsver­ hältnis zueinander. Die transportierte Bahnlänge zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messerdurchgängen ist demnach die Querteil­ länge. Infolge der sehr kurzen Schnittphase ist die Aufstauung der Materialbahn gegenüber dem vorbeschriebenen System nur un­ wesentlich, sie bildet sich nach dem Durchlauf des Messers selbsttätig zurück.

Wenngleich die Schnittlängengenauigkeit besser als beim ersten System ist, so läßt sie dennoch zu wünschen übrig. Dies ist folgendermaßen zu erklären: Wie im Prinzip bei jedem Scheren­ schnitt beginnt der Schnittverlauf auf einer Seite der Material­ bahn und gelangt während der Dauer der Schnittphase auf die andere Seite. Weil nun aber die (elastische) Materialbahn nur im Bereich der Messerüberdeckung gestoppt wird, würde sich bei rechtwinkliger Anordnung der Messer zur Materialbahn ein schief­ winkliger Schnitt ergeben. Will man einen annähernd rechtwink­ ligen Schnitt erzeugen, muß also die Einheit aus Untermesser und Obermessertrommel gemeinsam in ihrer Winkligkeit quer zur Materialbahn korrigiert werden. Diese Korrektur ist vorrangig von der jeweiligen Relativgeschwindigkeit zwischen Materialbahn und Trommel und somit von der Zuschnittlänge abhängig. Die Zu­ schnittlängenänderung erfolgt durch Änderung des Übersetzungs­ verhältnisses zwischen der Messertrommel und dem Treiber, z.B. mittels eines mechanischen Regelgetriebes.

Insgesamt hat das System damit den Vorteil einer relativ hohen Produktivität auch bei kleinen Querteillängen und die Steuerung ist infolge des kontinuierlichen Betriebes einfach. Aber auch hier läßt die Längengenauigkeit noch zu wünschen übrig, was hauptsächlich durch den nicht konstanten Schlupf im mechanischen Regelgetriebe bedingt ist. Die Zuschnittlänge muß durch Korrektur des mechanischen Regelgetriebes experi­ mentell ermittelt werden. Ein rechtwinkliger Schnitt ist nicht möglich, der optimale Winkel muß durch Verstellen des Scheren­ systems ebenfalls experimentell ermittelt werden.

Was die Schneidlängengenauigkeit angeht, so sind mit einem System mit rotierendem Ober- und Untermesser, der sogenannten Trommelschere, bessere Ergebnisse erzielbar. Bei einer Trommel­ schere rotieren Ober- und Untermessertrom synchron gegenläufig, jedoch unkontinuierlich. Auf jeden Fall laufen die Messer während der Schnittphase synchron mit dem Schneidgut. Wie bei dem erstgenannten System wird die vom Treiber kontinuierlich durch die Schere geförderte Materialbahnlänge elektronisch digital mittels separater Meßrolle bzw. über den Treiberumfang aufgenommen und vom Steuerungssystem so mit dem Antriebssystem der Messertrommel verknüpft, daß die Messer im Moment des Durchlaufes der vorgewählten Längen im Eingriffspunkt sind und mit der Materialbahn synchron laufen. Vorteilhafterweise sind mit der Trommelschere hohe Produktionszahlen bei hoher Längengenauigkeit erreichbar, die Querteillänge ist direkt vorwählbar, ein rechtwinkliger Schnitt möglich. Nachteilig ist bei biegeweichen Materialbahnen sowie dünnen PVC-Folien, daß der durch den Schnitt entstandene Materialbahnanfang in­ folge mangelnder Eigensteifigkeit auf dem Untermesser häufig liegen bleibt und gegebenenfalls mit dem Untermesser umläuft, so daß er nicht auf die nachgeordnete Fördereinrichtung ge­ langen kann.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schneidverfahren und eine Trommelschere anzugeben, bei dem bzw. bei der verhindert wird, daß der Materialbahnanfang nach dem Schneiden mit dem Untermesser umläuft.

Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 dargelegt. So soll insbesondere der Materialbahnanfang an mehreren Stellen von unten abgehoben werden. Zur Vermeidung von zusätzlichem Steuerungsaufwand rotieren mehrere Hebefinger mit der Trommel­ schere, d.h. dem Untermesser und werden vorzugsweise nach Beendigung des Querschneidens kurzzeitig so abgeschwenkt/ausgeschwenkt, daß sie über den Hüllkreis des Untermessers herausragen. Da die Hebefinger mit dem unteren Messer zeitversetzt mitrotieren, kann das Abschwenken in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Messer­ trommel gesteuert werden.

Die auf die Vorrichtung bezogene Aufgabe wird durch die im Anspruch 7 beschriebene Trommelschere gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 8 bis 20 aufgeführt.

So ist es zwar prinzipiell sowohl möglich, die Materialbahn, insbesondere Folien, von oben oder von unten anzuheben, jedoch wird die Hebeeinrichtung vorzugsweise an der unteren Messer­ trommel angeordnet und besteht aus mehreren Hebefingern, die über die gesamte Breite der Messertrommel verteilt sind. Zur Verbindung der Hebefinger dient eine Traverse, die weiterhin vorzugsweise um ihre Längsachse schwenkbar gelagert ist, wodurch die Hebefinger in radialer Richtung der Messertrommel abge­ schwenkt werden können.

In einer sehr einfachen robusten Anordnung ist die Traverse über einen Schwenkhebel mit einer mindestens an einem ihrer Enden in einer Kurvenscheibe um einen gemeinsamen Drehpunkt mit der unteren Messertrommel umlaufend führbaren Rolle so verbunden, daß die Traverse beim Durchlauf der Materialbahnebene über den Bereich Hüllkurve nach außen geschwenkt wird. Die untere Messer­ trommel und die Traverse mit den Hebefingern sind somit rotie­ rende Teile, wobei die Traverse durch die Kurvenscheibe geführt wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Hebefinger je­ weils in einer ausgearbeiteten Tasche der unteren Messertrommel aus- bzw. einschwenkbar angeordnet, wobei auch das Obermesser in Laufrichtung gesehen hinter dem oberen Messer Erhebungen oder Abstützungen für die Hebeeinrichtungen bzw. Hebefinger aufweist (Anspruch 20).

Zur Vereinfachung der Konstruktion sind die Hebefinger an ihren mit der Traverse befestigten Enden jeweils so federnd gelagert, daß der Einschwenkvorgang federunterstützt wird.

Vorzugsweise sind die Hebefinger bzw. die Hebefinger und die Abspreizeinrichtung so ausgebildet und/oder so geführt, daß die Materialbahn nicht unter die Hebefinger gelangen kann. Dabei können die Hebefinger selbst und/oder die Traverse mit einer Torsionsfeder ausgeführt sein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind versetzt zu der Hebeeinrichtung insbesondere den Hebefingern Überleit­ finger angeordnet, die in Förderrichtung gesehen bis über den Bereich des Abförderers ragen. Vorzugsweise sind die Hebefinger durch die Ebene der Überleitfinger hindurch bewegbar. Die Überleitfinger stellen somit förderungstechnisch das Bindeglied zwischen den Hebefingern und dem Abförderer dar und dienen als zusätzliche Maßnahme, um ein Umlaufen der Materialbahn bzw. Kleben an dem Untermesser zu verhindern. Vorzugsweise sind die Überleitfinger im wesentlichen waagerecht angeordnet und/oder glattflächig eben ausgebildet. Weiterhin sollen Überleitfinger bis an den Hüllkreis reichen, ihn vorzugsweise aber nicht be­ rühren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Trommel­ schere mit einer Messerstellung im Moment des Eingriffes,

Fig. 2 eine entsprechende Ansicht der Trommelschere nach Fig. 1 im Augenblick der Überleitposition,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die untere Messertrommel entsprechend Fig. 2,

Fig. 4 eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Trommelschere zu verschiedenen Zeitpunkten nach dem Schnitt und

Fig. 5 andere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Trommel­ schere mit verschiedenartig unter Federdruck stehen­ den Hebefingern.

Die im Prinzip nach dem Stand der Technik bekannte Trommel­ schere besitzt eine obere Messertrommel 1 und eine untere Messertrommel 2 mit jeweils einem oberen Messer 3 und einem unteren Messer 4. Die Messertrommeln 1 und 2 rotieren gegen­ läufig synchron in der Weise, daß die Messer 3 und 4 gegen­ einander zum Schnitt der Materialbahn 15 kurzzeitig in Ein­ griff kommen. In Rotationsrichtung 17 der unteren Messer­ trommel 2 gesehen sind hinter dem unteren Messer 4 mehrere Hebefinger 5 in äquidistantem Abstand über die gesamte Breite der unteren Messertrommel 2 angeordnet. Jeder der Hebefinger 5 ist an einer Traverse 6 befestigt, die wiederum im Drehpunkt 7 der Traverse schwenkbar gelagert ist. Die Traverse selbst ist wiederum mitrotierendes Teil der unteren Messertrommel 2, deren unteres Messer 4 einen Hüllkreis 8 beschreibt. Die Hebefinger 6 sind in Abhängigkeit vom Dreh­ winkel der Messertrommel 2 so gesteuert, daß sie unmittelbar nach Beendigung des Schnittvorganges - durch eine relative Linksdrehung zur in Richtung des Pfeiles 17 rotierenden Messer­ trommel 2 - aus dem Hüllkreis 8 des Messers 4 auftauchen. Die Steuerung ist mittels der feststehenden Kurvenscheibe 9 realisiert, entlang deren Kurve eine Rolle 10 geführt wird, die über einen Schwenkhebel 11 drehstarr mit der Traverse 6 verbunden ist.

An einem nachgeordneten Förderer, hier einem Förderband, sind Überleitfinger 14 so zu den Hebefingern 5 versetzt ange­ ordnet, daß sich die aus dem Hüllkreis 8 aufgetauchten Hebe­ finger 5 durch die Ebene der Überleitfinger 14 hindurchbewegen können. Die Überleitfinger 14 sind so angeordnet, daß sie den Hüllkreis 8 gerade nicht berühren. Nach dem Passieren der Hebefinger 5 und der Überleitfinger 14 untereinander tauchen die Hebefinger 5 wieder in den Hüllkreis 8 zurück.

Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte Trommelschere arbeitet derge­ stalt, daß bei Rotation der Messertrommeln in Richtung der Pfeile 16 und 17 kurz nach dem Schnitt der Anfang der Material­ bahn 15 in Förderrichtung 13 dadurch weiterbewegt wird, daß die Hebefinger 5 den Materialbahnanfang vom Messer 4 abheben und auf die Übergabefinger 14 ablegen. Von dort aus kann die Materialbahn 15 schließlich durch den Förderer 12 abgenommen werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß das untere Messer 4 den Materialbahnanfang nach unten mitzieht.

Weiterbildungen dieses erfindungsgemäßen Prinzipes sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt und betreffen die Lagerung und Fede­ rung der Hebefinger 5.

So ist beispielsweise nach Fig. 4 die Traverse 6 quadratisch rohrförmig ausgeführt. Die Kurvenscheibe 9 hat im Unterschied zu der in Fig. 2 nur eine (statt zwei) Führungsflächen; die Rückführung der Traverse 6 in die ursprüngliche Drehwinkelstel­ lung wird mittels einer Feder 19 erzielt. Der Hebefinger selbst ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet, wobei einer der freien Schenkel fest am Außenmantel der Traverse 6 befestigt ist und der andere freie Schenkel im eingeschwenkten Zustand in eine Tasche 18 eintaucht. In einer weiteren Tasche 18 liegt die Traverse 6 bzw. der zweite freie Schenkel des Hebefingers 5. Mit Bezugszeichen 4 ist das untere Drehmesser im Moment des Eingriffs bezeichnet (Schnitt), während die Bezugszeichen 4′, 4′′, 4′′′, 4′′′′ jeweils die Messerstellung zu verschiedenen Zeiten nach dem Schnitt darstellen. In entsprechender Weise wie sich das Messer 4 weiterbewegt, werden auch die Hebefinger 5 mit­ geführt, wobei jedoch unmittelbar nach dem Schnitt der Hebefin­ ger 5 ausgeschwenkt wird, was durch die Stellung des Hebefingers mit Bezugszeichen 5′, 5′′, 5′′′ und 5′′′′ demonstriert wird. Durch diese Bewegung der Hebefinger 5 wird die Materialbahn 15 gleichmäßig über die gesamte Messertrommelbreite abgehoben und auf die Überleitfinger abgegeben, die entsprechend der Dar­ stellung in Fig. 3 versetzt zu den Hebefingern 5 angeordnet sind. Die Vorrichtung ist derart ausgebildet, daß bei einer etwaigen Betriebsstörung auf dem Überleitfinger 14 liegen bleibende Bahnenden nicht unter die Hebefinger 5 gelangen, sondern von den Fingern 5 in Richtung auf den Förderer 12 ge­ schoben werden.

Die Hebefinger 5 können selbstfedern ausgeführt sein (Fig. 5) .

Zusätzlich kann die obere Messertrommel 1 noch mit Erhebungen 22 für jeden der Hebefinger 5 ausgestattet sind. Diese sind so ausgebildet, daß kurz vor und während der Schnittphase die Finger unmittelbar durch die Materialbahn heruntergedrückt werden, wobei sich diese wiederum an den speziell geformten an der Obermessertrommel fixierten Gegenstücken abstützen.

Claims (20)

1. Verfahren zum Fördern von einer mit einer konstanten Ge­ schwindigkeit bewegten kontinuierlichen Materialbahn durch eine Querschneidvorrichtung mit gegenläufig rotierendem Ober- und Untermesser (Trommelschere), die während des Schneidens synchron mit der Materialbahn laufen, und wobei die Materialbahnstrecken abgefördert werden, dadurch gekennzeichnet, daß kurzzeitig nach Beendigung des Querschneidens der ge­ schnittene Materialbahnanfang vom unteren Schneidmesser abge­ hoben und unter Fortführung der Vorwärtsbewegung auf einen nachgeordneten Förderer abgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialbahnanfang über seine Breite gesehen an mehreren Stellen abgehoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialbahnanfang von unten unterstützt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialbahnanfang durch mehrere Hebefinger unter­ stützt wird, die synchron mit der Trommelschere rotieren.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebefinger nach Beendigung des Querschneidens kurzzeitig so abgeschwenkt (ausgeschwenkt) werden, daß sie über den Hüllkreis des Untermessers herausragen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschwenken in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Messertrommel gesteuert wird.

7. Trommelschere mit einem Zu- und einem Abförderer, dadurch gekennzeichnet, daß an der unteren Messertrommel (2) - in Rotationsrich­ tung (17) gesehen - unmittelbar hinter dem Messer (4) eine Hebeeinrichtung (5) liegt, die nach dem Schneiden über die durch die bei Rotation des Messers (4) der unteren Messertrommel (2) gegebenen Hüllkurve (8) heraus­ ragt.

8. Trommelschere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebeeinrichtung aus mehreren Hebefingern (5) be­ steht, die über die gesamte Breite der Messertrommel (2) verteilt sind.

9. Trommelschere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebefinger (5) an einer mit der unteren Messer­ trommel (2) verbundenen Traverse (6) befestigt sind.

10. Trommelschere nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (6) um ihre Längsachse schwenkbar gelagert ist.

11. Trommelschere nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (6) über einen Schwenkhebel (11) mit einer mindestens an einem ihrer Enden in einer Kurven­ scheibe (9) um einen gemeinsamen Drehpunkt (7) mit der unteren Messertrommel (2) umlaufend führbaren Rolle (10) so verbunden ist, daß die Traverse (6) beim Durchlauf der Materialbahnebene über den Bereich der Hüllkurve (8) nach außen geschwenkt wird.

12. Trommelschere nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebefinger (5) jeweils in einer ausgearbeiteten Ta­ sche (18) der Messertrommel (2) aus- bzw. einschwenkbar ange­ ordnet sind.

13. Trommelschere nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebefinger (5) an ihrem mit der Traverse (6) be­ festigten Ende federnd so gelagert sind, daß sie nach Durchlaufen der Schnittebene von einer Feder (19) zurückgeschwenkt werden.

14. Trommelschere nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebefinger (5) bzw. die Hebefinger (5) und die Feder (19) so ausgebildet und/oder geführt sind, daß die Materialbahn (15) nicht unter die Hebefinger (5) gelangen kann.

15. Trommelschere nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebefinger (5) selbst federnd ausgeführt sind.

16. Trommelschere nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß versetzt zu der Hebeeinrichtung, insbesondere den Hebefingern (5) Überleitfinger (14) angeordnet sind, die in Förderrichtung gesehen bis über den Bereich des Ab­ förderers (12) ragen.

17. Trommelschere nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebefinger (5) durch die Ebene der Überleitfinger (14) hindurchbewegbar sind.

18. Trommelschere nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Überleitfinger (14) im wesentlichen waagerecht angeordnet und/oder glattflächig eben ausgebildet sind.

19. Trommelschere nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Überleitfinger (14) bis an den Hüllkreis (8) reichen, ihn aber nicht berühren.

20. Trommelschere nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Obermesser (3) - in Laufrichtung (16) gesehen - hinter dem oberen Messer (3) Erhebungen (22) oder Abstützungen für die Hebeeinrichtung bzw. Hebefinger (5) aufweist.