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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bandsäge zum Zerschneiden von Rollen
eines Bahnmaterials nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die besonders
für die
Aufnahme in einen im Durchlauf arbeitenden Produktionsprozess geeignet
ist. Eine beispielhafte derartige Bandsäge zeigt die EP-A-391 865.
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Im
Folgenden wird auf Rollen aus Papier Bezug genommen; offensichtlich
ist die Erfindung jedoch auf beliebige Bahnmaterialien wie Kunststoff, Laminate
und dergl. anwendbar.
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Derzeit
unterliegt das Wiederaufwickeln von Papierrollen mit großem Durchmesser – bspw.
mehr als 400 mm –,
die man durch Abwickeln großer Stammrollen
erhält,
Grenzen und Schwierigkeiten. Die Probleme betreffen hauptsächlich das
Schneiden der erhaltenen Rollen, falls sie auf einen langen Rohrkern
gewickelt sind.
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Zum
Zerschneiden von (Stamm-) Rollen mit weniger als 400 mm Durchmesser
verwendet man normalerweise Tellersägen, die für größerdurchmessrige Rollen wirtschaftlich
und technisch ungeeignet sind. Eine Tellerklinge ist sehr teuer,
bricht oft und muss häufig
ausgetauscht werden; da sie schnell stumpf wird und dann großdurchmessrige
Rollen nicht mehr schneidet, muss sie ständig nachgeschliffen werden.
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Um
diese Probleme zu überwinden,
hat man Bandsägen ähnlich denen
vorgeschlagen, mit denen man Eisenwerkstoffe schneidet; sie weisen
einen mit Hydraulikzylindern bewegten schweren Fuß auf, der Schwungräder und
das Sägeband
schwenkbar gelagert trägt.
Eine solche Säge
ist extrem komplex, schwierig zu warten und im Betrieb langsam.
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Diese
Schwierigkeiten lassen sich mindestens teilweise mit Bandsägen lösen, deren
Sägeband den
zu schneidenden Rollen horizontal zugeführt wird, die ein mit über Räder gelegten
Ketten angetriebener Förderer
transportiert.
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Um
die Papierrolle vollständig
zu zerschneiden, muss das Leerlaufrad der Fördererkette laufaufwärts des
Schneidbereichs angeordnet sein. Um unter diesen Bedingungen das
Sägeblatt
so nahe wie möglich
am Leerlaufrad zu halten und so einen übermäßig langen Verschnitt (d.h.
Abfall) zu vermeiden, muss der Förderer
die Bewegung umkehren, um eine zweite Rolle laden zu können, da
sonst der Schubarm der Rolle (der "Sklave") den Schneidbereich unmittelbar laufabwärts des
Leerlaufrads stört,
sofern man nicht sehr komplexe und teuere Anordnungen übernimmt.
Die hier eingesetzten Förderer
arbeiten also mit einer Hin- und Herbewegung.
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Folglich
lässt sich
eine neue Rolle nicht nachladen, während die vorhergehende noch
geschnitten wird. Der Förderer
läuft daher
mit einer Hin- und Herbewegung, so dass das System ziemlich langsam
arbeitet.
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Die
EP-A-0 391 865 beschreibt eine Abschneidemaschine mit einer Schnitteinrichtung,
die auf einem Arm sitzt, der hin- und hergehend angeordnet ist.
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Ziel
der Erfindung ist, diese Mängel
mit einer Bandsäge
zum Schneiden von Rollen mit großen Durchmesser – bspw.
240 mm bis 520 mm – zu
beseitigen, die extrem schnell, vielseitig und für Durchlauf-Produktionsprozesse
geeignet ist.
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Dieses
Ziel ist erfindungsgemäß mit den
im beigefügten
Hauptanspruch 1 aufgeführten
Eigenschaften erreichbar.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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In
der erfindungsgemäßen Bandsäge sind Vorkehrungen
dahingehend getroffen, dass das Schnitt- bzw. Sägeband, das in einem Zwischenbereich
eines Stetigförderers
arbeitet, den zu schneidenden Rollen vertikal zugeführt wird.
Die Verwendung eines Stetigförderers
bedeutet, dass sich eine neue Rolle auch nachladen lässt, während die
vorhergehende Rolle vom Stahl-Sägeband
noch zerschnitten wird.
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Das
Zufuhrsystem ist deshalb so konstruiert, dass das Sägeband den
Förderer
nicht stört.
Insbesondere ist in der die Rolle tragenden Führung ein vertikaler Schlitz
vorgesehen, der den Durchgang des Sägebandes erlaubt.
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Einrichtungen
sind vorgesehen, um die Papierrolle beim Schneiden stillzuhalten.
Ist der Schnitt erfolgt, bewirkt diese Einrichtung ein geringfügiges Rückziehen
der Rolle, um ein Rückführen des
Sägeblatts
zu ermöglichen.
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Die
erfindungsgemäße Bandsäge kann
gegenüber
bekannten Bandsägen
mit erheblich kürzerer
Zykluszeit arbeiten – insbesondere
weil der Rollenförderer
ohne die Hin- und Herbewegung der bekannten Förderer stetig vorfährt.
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Weitere
Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung einer rein beispielhaften und daher nicht einschränkenden
Ausführungsform
der Erfindung, wie sie in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist.
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1 zeigt
schaubildlich axonometrisch eine erfindungsgemäße Bandsäge mit einem Rollenförderer;
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2 zeigt
die Bandsäge
der 1 als schaubildliche Seitenansicht;
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2a zeigt
schaubildlich die Schneidanordnung in Richtung des Pfeils A der 2;
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2b zeigt
schaubildlich die Schneidanordnung in Richtung des Pfeils B der 2;
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2c zeigt
vergrößert schaubildlich
einen Teil des Antriebs der Schneidanordnung in der Einzelheit C
der 2;
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3 ist
eine schaubildliche Vorderansicht des Rollenförderers;
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3a ist
eine schaubildliche Seitenansicht des Rollenförderers;
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4a–4d zeigen
schaubildlich das Sägeband
und die zu schneidende Rolle in aufeinander folgenden Arbeitsstadien;
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5 ist
eine schaubildliche Seitenansicht der Bandsäge mit der Schneidanordnung
im oberen Totpunkt;
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5a ist
eine schaubildliche Seitenansicht der Bandsäge mit der Schneidanordnung
im unteren Totpunkt;
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6 zeigt
eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht des Rollenförderers
mit schaubildlicher Darstellung einer Einrichtung zum Arretieren
der Papierrolle beim Schneiden; und
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7 ist
eine schaubildliche Ansicht in Richtung des Pfeils D der 6.
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Die 1 zeigt
eine erfindungsgemäße, insgesamt
mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnete Bandsäge mit einer
Schnittgruppe 200, der die (Stamm-) Rollen 12 mittels
einer Fördereinheit 300 zugeführt werden.
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Wie
die 2a und 2b zeigen,
weist die Schnittgruppe 200 ein Schneidwerkzeug 1 auf,
bei dem es sich normalerweise um ein etwa 1,2 mm dickes und 60 mm
breites Stahlband handelt, das seitlich geeignet zu einer Schneide 1' angeschliffen
ist.
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Das
Schneide- bzw. Sägeband 1 ist
um zwei Schwungräder 2, 3 gelegt,
wobei das Schwungrad 3 über
ein Zahnriemengetriebe 5 von einem Elektro- oder Hydraulikmotor 4 (2b)
angetrieben wird.
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Das
Schwungrad 2 hingegen ist auf einem Schlitten 6 gelagert,
der unter Steuerung durch einen Hydraulikzylinder 7 das
Band 1 konstant unter Spannung hält.
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Die 3 und 3a zeigen
die Fördereinheit 300 zum
Zuführen
der Rollen 12 zur Schrittgruppe 200. Die Fördereinheit 300 weist
einen Horizontalförderer 8 auf,
der von einer Kette oder einem Fördergurf
gebildet ist, die/der um zwei Räder
bzw. Scheiben 9, 10 läuft, von denen die Scheibe 10 motorisch angetrieben
wird. An der Kette 8 sind – gemeinhin als "Sklaven" bezeichnete – Schieber 11 befestigt.
Die Schieber 11 sind weit genug beabstandet, dass sie zwischen
sich jeweils eine zu zerschneidende Stammrolle aufnehmen können. Die
von den Schiebern 11 vorgeschobenen Rollen 12 gleiten
auf zwei längs
verlaufenden Führungsflächen 13, 14,
die schräg
zueinander angeordnet sind und ein V-förmiges Auflager bilden, wie
in 3 gezeigt. Die Führungsflächen 13, 14 weisen
an der Seite der Schnittgruppe 200 zwei aufeinander ausgerichtete
Schlitze auf, die den Durchgang des Sägebandes 1 ermöglichen;
einer der Schlitze 350 ist in der Führungsfläche 13 in 1 zu
erkennen.
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Der
Förderer 8 ist
mit einer intermittierenden Impulsbewegung synchron zur Bewegung
der Schnittgruppe 200 ausgeführt. Die Schrittlänge des Förderers 8 ist
gleich der Sollschneidlänge
der Rolle 12.
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Das
Auflegen einer Papierrolle 12 auf den Förderer 8 kann auch
erfolgen, während
die vorhergehende Rolle vom Sägeband 1 zerschnitten
wird. Dies ist möglich,
weil die Schieber 11 auf den Zahnrädern 9, 10 einteilig
mit der Kette 8 umlaufen können und das Sägeband 1 nicht
stören.
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Der
Antrieb der Schnittgruppe 200 wird anhand der 2, 2c beschrieben.
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Die
Schwungräder 3, 4 werden
von einer einzigen Konstruktion gelagert, die aus einem Rahmen 15 besteht,
der auf Kugeln bzw. mit Kugellagern auf zwei Linearführungen 16, 17 vertikal
verschiebbar ist. Die Führungen 16,17 sind
an einem lasttragenden Portal 18 gelagert. Die Schwungräder 3, 4 sind
mit um 60° zur
Vertikalen geneigten Achsen angeordnet.
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Wie
in der 2a gezeigt, wird derjenige Abschnitt
des Sägebandes 1,
der den Schnitt durchführt,
mit zwei Bandführungszylindern 19 so
durchgebogen bzw. ausgelenkt, dass er rechtwinklig zur Achse der
zu schneidenden Rolle und offensichtlich parallel zur Laufrichtung
des Schwungradgestells 15 liegt. Diese Bandführungszylinder 19 dienen
auch dazu, ein Durchbiegen des Sägebands
beim Schneiden zu verhindern.
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Die
Schwungradkonfiguration ist derart, dass der am Schnitt nicht beteiligte
Sägebandteil
die Stammrolle nicht stört,
so dass sich Schnitte beliebiger Länge durchführen lassen.
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Eine
Bandschärfeinrichtung 20 aus
zwei mit Luftturbinen angetriebenen Schleifscheibengruppen ist auf
dem die Schwungräder
lagernden Gestell 15 seitlich des am Schnitt nicht beteiligten
Sägebandteils
angeordnet. So lässt
das Sägeband 1 sich
nachschleifen, auch wenn es gerade sägt.
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Das
die Schwungräder
lagernde Gestell 15 wird mit einer Anordnung aus einer
Gewindespindel 21 und einer Mutter 22 (2c)
mit Planetenrollen bewegt. Die Spindel 21 ist antriebsstarr
mit dem Gestell 15 verbunden; die Mutter 22 ist
in einer Büchse 23 verkeilt,
die ihrerseits mit Wälzlagern 60 in
einem mit dem lasttragenden Portal 18 einteiligen festen Träger 24 gelagert
ist.
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Wie
insbesondere die 2 zeigt, ist auf die Büchse 23 ein
Zahnrad 25 aufgesetzt, um das ein Zahnriemen 26 gelegt
ist; dieser liefert die zum Antrieb des die Schwungräder tragenden
Gestells 15 erforderliche Antriebskraft eines Elektromotors 27.
Die Drehzahl des Motors 27 lässt sich elektronisch so steuern,
dass das Gestell 15 mit der Sollgeschwindigkeit, dem Sollhub
und der Sollbeschleunigung bzw. -verlangsamung gesteuert hin und
her angetrieben wird.
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Die
Schnittgruppe 200 führt
einen vertikalen Zustellhub zur zu schneidenden Rolle 12 aus,
die von der Fördereinheit 300 zugeführt wird;
so lässt
sich je nach dem Durchmesser der zu schneidenden Stammrolle der
obere Totpunkt bzw. das Hubende einstellen.
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Die 4a–4d zeigen
die Kinematik des Schneidvorgangs.
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Befindet
sich das die Schwungräder
tragende Gestell 15 im oberen Totpunkt (4a),
lässt der Förderer 8 die
Rolle 12 (4b, 5) in Richtung des
Pfeils F1 vorfahren, und zwar mit einem Hub gleich der Länge L des
durchzuführenden
Schnitts. Dann wird das Gestell 15 in Richtung des Pfeils
F2 abgesenkt (4c), bis es den unteren Totpunkt
seines Hubs erreicht (5a), in dem das Sägeband 1 den
Schnitt durchführen
kann. Auf diese Weise wird die Rolle 12 über dem
Förderer 8 zu
zwei Stücken 12', 12'' zerteilt.
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Beim
Schneiden wird die Rolle 12 von einer Sperrvorrichtung 150 festgehalten,
die die 6, 7 zeigen.
Die Sperrvorrichtung 150 weist zwei Andruckanordnungen 151, 152 auf,
die jeweils von einem Rahmen gebildet werden, der mit einer Platte 160 bzw. 161 endet,
die konkav ausgeführt
sind, um Druck auf die Oberfläche
der zu schneidenden Rolle auszuüben.
Die Andruckanordnungen 151, 152 werden von zwei
Druckluftzylindern 153, 154 betätigt, die die
Platten 160, 161 vertikal auf die Rolle drücken. Zwischen
den beiden Andruckanordnungen verbleibt ein Spalt 155,
der den Durchgang des Sägebands 1 erlaubt.
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Die
Andruckanordnung 152 ist auf zwei Linearführungen 156 horizontal
und parallel zum Förderer 8 verschiebbar.
Die Horizontalverschiebung der Andruckanordnung parallel zum Förderer 8 wird
von einem Pneumatikzylinder 157 gesteuert.
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Ist
der Schnitt der Rolle 12 ausgeführt, wird der Zylinder 157 betätigt, so
dass die Andruckanordnung 152 sich auf den Führungen 156 einige
Millimeter verschieben kann. Dieses Verschieben erfolgt entgegen
der Laufrichtung der Rolle, um das abgeschnittene Rollenstück 12'' in Richtung des Pfeils F3 zu bewegen
(4d). Auf diese Weise kann das Sägeband 1 in
Richtung des Pfeils F4 wieder aufwärts fahren, ohne die Rolle
zu stören.
Diese Horizontalbewegung der Andruckanordnung 152 ist mit
dem Motor des Förderers 8 synchronisiert,
der ein Rückziehen
der Schieber 11 der gleichen Einheit steuert.
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Ist
die Rolle zerschnitten worden, kann das Sägeband zu Beginn des Rückhubs frei
aufwärts
laufen. Schließlich
wird der abgeschnittene Rollenteil 12' mittels einer an sich bekannten
Austrageinrichtung entfernt.