NL1031531C1 - Chopping device for brittle fibers, has cutting face geometry of blades on knife roll configured to prevent fibers becoming lodged between blades - Google Patents

Abstract

The angle (16) between one of the cutting faces (9) of the blade (5) and the radial extending from the cutting edge (18) in the direction of the knife roll axis is greater than 50 (70) deg.. The device comprises a knife roll (1) with blades facing radially outwards around its periphery, the cutting edges extending parallel to the roll axis. Fibers are added to a nip formed between the knife roll and a press roll which has an elastic cover. The two rolls are counter-rotating.

Description

INRICHTING EN WERKWIJZE VOOR HET IN STUKKEN SNIJDEN VAN BROSSE VEZELSDEVICE AND METHOD FOR CUTTING FRESH FIBERS

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze 5 voor het in stukken snijden van glasvezels of andere vezels, waarbij de vezel in stukken wordt verdeeld door een mes tegen de vezel te drukken. Dergelijke inrichtingen zijn bekend, bijvoorbeeld US-A-4,406,196 .The invention relates to a method for cutting glass fibers or other fibers into pieces, wherein the fiber is divided into pieces by pressing a knife against the fiber. Such devices are known, for example US-A-4,406,196.

De vezel wort geleid tussen twee walsen, zijnde een 10 messenwals, met rond de omtrek meerdere in hoofdzaak radiaal naar buiten gerichte messen waarvan de snijkanten hoofdzakelijk evenwijdig aan de as van de wals liggen en een met elastisch materiaal beklede aandrukwals, welke walsen in onderling tegengestelde 15 richting worden aangedreven, waarbij de vezel wordt geleid in de kneep tussen de walsen, en breekt op de snijkanten, die de vezel tegen de aandrukwals drukken. De walsen worden met druk tegen elkaar gezet. Het is bij bekende inrichtingen gebruikelijk, dat de'messen ook de 20 aandrukwals insnijden. Na enige slijtage verhoogt men de aandrukkracht tussen de walsen, om de functionaliteit en ft kwaliteit te handhaven. De levensduur van de bekende inrichtingen is door slijtage van messen en aandrukwals in het algemeen kort. Verder veroorzaakt de slijtage van 25 de aandrukrol vervuiling van het product; kleine deeltjes maken zich los uit de wals en verblijven al of niet zichtbaar tussen de gesneden vezels. Voorts hebben bestaande inrichtingen het nadeel, dat bij korte snij lengten de gesneden vezel tussen de messen klemt en 30 moeilijk lost, waardoor de wals vervuilt en de functionaliteit afneemt. Verder wordt in de bekende inrichtingen vaak een inloöprol toegevoegd, die tegen de aandrukrol loopt, ten einde de vezel naar de kneep te trekken, daar de walsen de vezel niet meer vast houden 1031531’ 2 in de kneep op het moment, dat de vezel breekt over het mes. Deze inlooprol veroorzaakt vaak storingen, bijvoorbeeld wanneer de vezel aan deze rol kleeft en deze omwikkelt.The fiber is guided between two rollers, being a knife roller, with a plurality of substantially radially outwardly directed blades extending around the circumference, the cutting edges of which lie substantially parallel to the axis of the roller and a pressure roller coated with elastic material, which rollers in mutually opposite directions 15 can be driven in the direction where the fiber is guided in the nip between the rollers and breaks on the cutting edges which press the fiber against the pressure roller. The rollers are pressed together with pressure. It is common in known devices that the knives also cut the pressure roller. After some wear, the pressing force between the rollers is increased to maintain functionality and quality. The service life of the known devices is generally short due to the wear of knives and pressure roller. Furthermore, the wear of the pressure roller causes contamination of the product; small particles are released from the roller and remain visible or not between the cut fibers. Furthermore, existing devices have the disadvantage that, with short cutting lengths, the cut fiber is clamped between the knives and difficult to release, so that the roller becomes dirty and functionality is reduced. Furthermore, in the known devices, a feed roll is often added, which runs against the pressure roller, in order to pull the fiber towards the nip, since the rollers no longer hold the fiber in the nip when the fiber breaks. over the knife. This lead-in roll often causes malfunctions, for example when the fiber sticks to this roll and wraps it.

5 De uitvinding beoogt een inrichting en een werkwijze voor het in stukken verdelen van vezels te verschaffen, welke de genoemde nadelen niet heeft.The object of the invention is to provide a device and a method for dividing fibers into pieces, which does not have the disadvantages mentioned.

Daartoe wordt volgens de uitvinding de vezel in stukken verdeeld door deze tussen twee walsen te voeren, 10 waarbij de eerste wals, de messenwals, is uitgerust met messen, waarvan elk mes een eerste facet heeft dat een kleine hoek maakt met de raaklijn aan de wals, en een tweede facet, dat hoofdzakelijk haaks op deze raaklijn staat, en de tweede wals, de aandrukwals, met een 15 elastisch materiaal aan de buitenomtrek is bekleed, zodanig dat de vezel tussen het eerste facet en de aandrukwals wordt geklemd, terwijl door de vervorming van de aandrukwals de vezel scherp over de snijkant naar het tweede facet wordt gebogen, waarbij .de vezel ter 20 plaatse van het buigen bezwijkt. De aandrukwals wordt daarbij niet door het mes ingesneden, doordat gebruik wordt gemaakt van de hoge elasticiteit en taaiheid van de bekleding van de aandrukwals, terwijl de vezels hard en bros zijn.To that end, according to the invention, the fiber is divided into pieces by passing it between two rollers, the first roller, the knife roller, being equipped with knives, each knife of which has a first facet which makes a small angle with the tangent line on the roller. and a second facet, which is substantially perpendicular to this tangent line, and the second roller, the pressure roller, is coated with an elastic material on the outer circumference, such that the fiber is clamped between the first facet and the pressure roller, while the deformation of the pressure roller, the fiber is sharply bent over the cutting edge towards the second facet, the fiber collapsing at the location of the bending. The pressure roller is not cut by the knife, because use is made of the high elasticity and toughness of the coating of the pressure roller, while the fibers are hard and brittle.

2525

In een voorkeursuitvoering wordt de vezel tussen twee walsen geleid, omvattende een messenwals voorzien van in hoofdzaak radiaal naar buiten gerichte messen waarvan de snijkanten hoofdzakelijk evenwijdig aan de as 30 van de wals liggen en een aandrukwals welke aan de cilindrische omtrek bekleed is met een elastisch materiaal, waarbij de walsen in onderling tegengestelde richting roteren met gelijke omtreksnelheid middels een aandrijving. De naar de as van de messenwals gerichte 3 hoek tussen één van de snijvlakken (facetten) van een mes en de naar binnen gerichte radiaal vanaf de snijkant is bij voorkeur groter is dan 50 graden, meer bij voorkeur groter dan 60 graden, en nog meer bij voorkeur 5 groter dan 70 graden. Dit snijvlak of facet definiëren wij als het klemfacet. Het tweede snijvlak of facet, waarmee met het klemfacet de snijkant wordt gevormd, hier gedefinieerd als het breekfacet, valt hoofdzakelijk samen met de radiaal van de wals. In de 10 voorkeursuitvoering worden de walsen met een in te stellen kracht tegen elkaar geduwd. De omtrek van de aandrukwals is elastisch, en fixeert de vezel middels de aangelegde druk tegen het klemfacet bij intrede in de kneep. Door de toenemende druk in de kneep buigt het 15 elastisch materiaal van de tweede wals over de snijkant naar het breekfacet, neemt, daarbij de vezel mee, welke door de aangelegde buigspanning bezwijkt. Door het fixeren van de vezel tegen het klemfacet wordt voorkomen dat de gesneden vezel tussen twee messen .wordt geduwd, 20 en bij het uittreden uit de kneep niet lost. Voorsts is de geometrie van de ruimte tussen twee snijkanten zodanig, dat de gesneden vezel niet ingeklemti kan worden.In a preferred embodiment the fiber is guided between two rollers, comprising a knife roller provided with substantially radially outwardly directed blades, the cutting edges of which lie substantially parallel to the axis of the roller and a pressure roller which is coated on the cylindrical circumference with an elastic material wherein the rollers rotate in mutually opposite directions with the same peripheral speed by means of a drive. The angle directed towards the axis of the knife roller between one of the cutting faces (facets) of a knife and the inwardly directed radial from the cutting edge is preferably greater than 50 degrees, more preferably greater than 60 degrees, and even more preferably 5 greater than 70 degrees. We define this cutting surface or facet as the clamping facet. The second cutting surface or facet with which the cutting edge is formed with the clamping facet, here defined as the crushing facet, substantially coincides with the radial of the roller. In the preferred embodiment, the rollers are pushed against each other with an adjustable force. The circumference of the pressure roller is elastic, and fixes the fiber by means of the applied pressure against the clamping facet when entering the nip. Due to the increasing pressure in the nip, the elastic material bends from the second roller over the cutting edge to the breaking facet, thereby taking along the fiber which collapses due to the applied bending stress. By fixing the fiber against the clamping facet it is prevented that the cut fiber is pushed between two knives and does not release when it exits the nip. The geometry of the space between two cutting edges is also such that the cut fiber cannot be clamped.

Bij voorkeur is de rotatierichting zodanig, dat de 25 breekfacetten in de draairichting liggen, en de klemfacetten volgen.The direction of rotation is preferably such that the breaking facets lie in the direction of rotation and the clamping facets follow.

Ter verduidelijking van de uitvinding zullen, onder verwijzing naar de tekening enkele 30 uit voerings voorbeelden van een inrichting voor het snijden van vezels worden beschreven.To clarify the invention, with reference to the drawing, some exemplary embodiments of a fiber cutting device will be described.

Figuur 1 is een zijaanzicht van de inrichting voor het snijden van vezels; 4Figure 1 is a side view of the fiber cutting device; 4

Figuur 2 geeft de kneep tussen de walsen weer;Figure 2 shows the nip between the rollers;

Figuur 3 geeft een detail van de omtrek van de messenwals weer.Figure 3 shows a detail of the circumference of the knife roller.

5 De figuren zijn slechts schematische weergaven, waarbij overeenkomende delen met gelijke verwijzingscijfers zijn aangegeven.The figures are merely schematic representations, with corresponding parts being indicated by the same reference numerals.

Figuur 1 is een zijaanzicht van de inrichting 10 gezien in een richting evenwijdig aan de walsassen 3 en 4 van messenwals 1 en aandrukwals 2, die in de richting van de pijlen roteren en worden aangedreven met gelijke omtreksnelheid. Daarbij wordt één van de walsen aangedreven, en wordt de andere meegenomen door het 15 contact in de kneep. De messenwals 1 is uitgerust met messen 5 met snijkanten 18.. De aandrukwals 2 is aan de omtrek bekleed met een elastisch materiaal 6. Op de tekening zijn de diameters van de walsen ongeveer gelijk, zij mogen ook verschillend zijn. .Vezel 7 wordt 20 van boven ingevoerd en verlaat de kneep van de walsen in gelijke stukken 8. Vezel 7 kan zijn een glasvezel, een koolstofvezel, een kwartsvezel, een basaltvezel, ‘of een andere vezel van bij voorkeur bros materiaal. De vezel 7 is meestal samengesteld uit een bundel van 50 tot 5000 25 of meer filamenten, welke elk een diameter hebben tussen 5 micron en 30 micron. In droge vorm worden de filamenten al of niet in aparte kleinere bundels bij elkaar gehouden door een bindmiddel, in natte vorm is de samenhang meer afhankelijk van capillaire werking, en is 30 kwetsbaarder. Vezel 7 wordt door de snijmachine meestal met een snelheid tussen 50 en 700 meter per minuut van een spoel getrokken of tussen 600 en 2500 meter per minuut uit een vormplaat of matrijs. De onderlinge afstand tussen de snijkanten 18 is ongeveer even groot 5 als de gewenste lengte waarin de vezel in stukken moet worden gesneden.Figure 1 is a side view of the device 10 viewed in a direction parallel to the roller shafts 3 and 4 of knife roller 1 and pressure roller 2, which rotate in the direction of the arrows and are driven with the same peripheral speed. One of the rollers is thereby driven, and the other is carried by the contact in the nip. The knife roller 1 is equipped with knives 5 with cutting edges 18. The pressure roller 2 is covered on the circumference with an elastic material 6. In the drawing, the diameters of the rollers are approximately the same, they may also be different. Fiber 7 is introduced from above and leaves the nip of the rollers into equal pieces 8. Fiber 7 can be a glass fiber, a carbon fiber, a quartz fiber, a basalt fiber, or another fiber of preferably brittle material. The fiber 7 is usually composed of a bundle of 50 to 5000 or more filaments, each of which has a diameter between 5 microns and 30 microns. In dry form, the filaments are held together or not in separate smaller bundles by a binder, in wet form the cohesion is more dependent on capillary action, and is more vulnerable. Fiber 7 is usually pulled by the cutting machine at a speed between 50 and 700 meters per minute from a coil or between 600 and 2500 meters per minute from a mold plate or die. The mutual distance between the cutting edges 18 is approximately the same as the desired length in which the fiber must be cut into pieces.

Figuur 2 geeft in detail een doorsnede van de kneep. Messenwals 1 met messen 5 roteert in de richting 5 van de pijl. De messen 5 zijn voorzien van klemfacetten 9 en breekfacetten 10, welke samen snijkant 18 vormen. Tussen de messen bevindt zich het walsoppervlak 15, dat hoofdzakelijk evenwijdig ligt aan het klemfacet. Aandrukwals 2, met elastische bekleding 6 roteert in de 10 richting van de pijl. De vervorming van de bekleding 6 als gevolg van de aangelegde druk op de walsen is schematisch weergegeven. Vezel 7 komt in de kneep bij 11, waar zij juist wordt vast gegrepen tussen, mes 5 en de bekleding 6. Daarna klemt de vezel bij 12 tussen het 15 klemfacet 9 en de bekleding 6. Tegelijkertijd.is de druk op de vezel bij 13 zodanig toegenomen, dat deze is gebroken over de snijkant 18 tussen klemfacet 9 en breekfacet 10, en vast wordt gehouden bij 14. Verderop wordt dat de gesneden vezel 8 gelost . zonder tussen de 20 messen 5 te kunnen klemmen.Figure 2 shows a section of the nip in detail. Knife roller 1 with knives 5 rotates in the direction 5 of the arrow. The blades 5 are provided with clamping facets 9 and breaking facets 10, which together form cutting edge 18. Between the knives is the roller surface 15, which is substantially parallel to the clamping facet. Pressure roller 2 with elastic covering 6 rotates in the direction of the arrow. The deformation of the coating 6 as a result of the pressure applied to the rollers is shown schematically. Fiber 7 enters the nip at 11, where it is just grabbed between knife 5 and the covering 6. Thereafter, the fiber at 12 between the clamping facet 9 and the covering 6. At the same time, the pressure on the fiber is at 13 increased so that it is broken across the cutting edge 18 between clamping facet 9 and crushing facet 10, and held at 14. Further, the cut fiber 8 is released. without being able to clamp between the 20 blades 5.

Figuur 3 geeft in detail een deel van de omtrek van de messenwals. Messen 5 zijn geplaatst in messenwals 1. Klemfacet 9 en breekfacet 10 zijn ten opzichte van elkaar onder een hoek 16 geplaatst en vormen de snijkant 25 18 in het hoekpunt. Hoek 16 is de naar de as van de messenwals gerichte hoek tussen klemfacet 9 en de naar binnen gerichte radiaal vanaf de snijkant 18. In dit voorbeeld valt deze radiaal samen met breekfacet 10. Het buitenoppervlak 15 van de walskern is hier wat terug 30 getrokken weergegeven, maar kan ook verder naar buiten, tot grenzend aan breekfacet 9 worden geconstrueerd, eventueel zelfs verder, waarbij dan het overstekende deel 17 van het mes verdwijnt.Figure 3 shows a part of the circumference of the knife roller in detail. Knives 5 are placed in knife roller 1. Clamping facet 9 and crushing facet 10 are placed at an angle 16 relative to each other and form the cutting edge 18 at the corner point. Angle 16 is the angle between the clamping facet 9 and the inwardly directed radial from the cutting edge 18 towards the axis of the knife roller. In this example, this radially coincides with breaking facet 10. The outer surface 15 of the roller core is shown here withdrawn somewhat. , but can also be constructed farther out, adjacent to breaking facet 9, possibly even further, whereby the projecting part 17 disappears from the knife.

10315311031531

Claims (5)

1. Inrichting voor het in stukken snijden van vezels, omvattende een messenwals (1) voorzien van in hoofdzaak 5 radiaal naar buiten gerichte messen (5) waarvan de snijkanten (18) hoofdzakelijk evenwijdig aan de as van de wals liggen en een aandrukwals (2) welke aan de cilindrische omtrek bekleed is met een elastisch materiaal (6), waarbij de walsen in onderling 10 tegengestelde richting roteerbaar zijn voor het in stukken snijden van een tussen de walsen aan te brengen vezel (7), met het kenmerk, dat de naar de as (3) van de messenwals (1) gerichte hoek (16) tussen één van de snijvlakken (facetten) (9) van een mes en de naar binnen 15 gerichte radiaal vanaf de snijkant (18) groter is dan 50 graden, meer bij voorkeur groter dan 60 graden, en nog meer bij voorkeur groter dan 70 graden.Device for cutting fibers into pieces, comprising a knife roller (1) provided with substantially 5 radially outwardly directed blades (5), the cutting edges (18) of which lie substantially parallel to the axis of the roller and a pressure roller (2) ) which is coated on the cylindrical circumference with an elastic material (6), the rollers being rotatable in opposite directions for cutting a fiber (7) to be arranged between the rollers, characterized in that the angle (16) directed towards the axis (3) of the knife roller (1) between one of the cutting faces (facets) (9) of a knife and the inwardly directed radial from the cutting edge (18) is greater than 50 degrees, more preferably greater than 60 degrees, and even more preferably greater than 70 degrees. 2. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat 20 het oppervlak (15) van de messenwals (1) dat zich tussen twee messen (5) aan de omtrek van de messenwals (1) bevindt hoofdzakelijk evenwijdig is aan het in coriclusie 1 gedefinieerde snijvlak (9.) van het aanliggende mes (5) . 25Device according to claim 1, characterized in that the surface (15) of the knife roller (1) located between two knives (5) on the circumference of the knife roller (1) is substantially parallel to the definition defined in correction 1 cutting surface (9.) of the adjacent knife (5). 25 3. Inrichting volgens een van de conclusies 1 of 2 met het kenmerk, dat de elastische bekleding (6) aan het oppervlak van de aandrukwals (2) een hardheid heeft van minder dan 80 graden Shore A, meer bij voorkeur minder 30 dan 70 graden Shore A, en nog meer bij voorkeur minder dan 60 graden Shore A.Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the elastic coating (6) on the surface of the pressure roller (2) has a hardness of less than 80 degrees Shore A, more preferably less than 30 degrees Shore A, and even more preferably less than 60 degrees Shore A. 4. Inrichting volgens conclusie 3 met het kenmerk dat de hardheid van het bekledingsmateriaal (6) vanaf de 1031531 buitenzijde van de aandrukwals (2) langs de radiaal naar binnen verloopt, en bij voorkeur toeneemt.Device according to claim 3, characterized in that the hardness of the covering material (6) extends from the outside of the pressure roller (2) along the radially inwards, and preferably increases. 5. Werkwijze voor het in stukken verdelen van een 5 vezel, waarbij gebruik gemaakt wordt van een inrichting hoofdzakelijk volgens één van de conclusies 1-4. t 10315315. Method for dividing a fiber into pieces, wherein use is made of a device substantially according to one of claims 1-4. t 1031531