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Dokumentenidentifikation DE3137826C2 16.07.1987
Titel Messerbalken
Anmelder Barmag AG, 5630 Remscheid, DE
Erfinder Braun, Siegfried, 5290 Wipperfürth, DE;
Czerwon, Dieter, 5630 Remscheid, DE;
Rüppel, Friedrich, 5600 Wuppertal, DE
DE-Anmeldedatum 23.09.1981
DE-Aktenzeichen 3137826
Offenlegungstag 27.05.1982
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 16.07.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.07.1987
IPC-Hauptklasse B26D 1/03
Zusammenfassung Für eine Anlage zur Herstellung von Flachfäden oder Bändchen (4), insbesondere aus Kunststoffolienbahnen, wird ein Messerbalken zum Längsschneiden des zugeführten Flächengebildes (3) vorgeschlagen, der es erlaubt, einen Messerwechsel ohne Schnittunterbrechung vorzunehmen und damit eine wesentlich höhere Produktivität als bei Anlagen mit anderen bekannten Messerbalken (1) zu erzielen. Nach der Erfindung sind vorzugsweise sechs Schneidklingen (9) in umfangsverteilte, in derselben Normalebene liegende Rechtecknuten (8) des Messerträgers (5) eingesetzt. Die Schneidebenen werden durch Distanzringe (11) mit der gewünschten Bändchenbreite getrennt und der gesamte Messerbalken durch eine Überwurfmutter (13) axial verspannt. Mittels eines Klinkenrades (15) kann der Messerbalken (1) beim Wechsel der in Eingriff befindlichen Schneidklingen (9) weitergedreht werden. Hierbei wird die unbenutzte Reihe der Schneidkanten (10) durch eine besondere Anordnung der Schneidklingen (9) ansatzfrei in die Schneidbahnen der aus dem Schneideingriff herausbewegten Messerreihe hineingedreht.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Messerbalken zum Längsschneiden von bewegten, bahnförmigen Flächengebilden, insbesondere Kunststoff-Folienbahnen in eine Vielzahl von Bändchen oder Flachfäden von im wesentlichen wählbarer und gleichbleibender Breite nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Messerbalken ist für eine Rollenschneidmaschine aus der DE-OS 22 01 907 bekannt. Bei diesem Messerbalken, der als U-Profil ausgebildet ist, sind zwischen die Messerklingen Distanzstücke eingefügt, deren Breite jeweils der gewünschten Streifenbreite entspricht, in die die Warenbahn aufgeteilt werden soll. Ein derartiger Messerbalken hat den Nachteil, daß jede Messerklinge sich jeweils nur mit einer kurzen Schneidkante in Eingriff befindet. Sie wird deshalb in relativ kurzer Zeit stumpf und muß für einen sauberen Schnitt ausgewechselt werden.

Insbesondere in einem kontinuierlichen Arbeitsverfahren, beispielsweise zur Herstellung von Folienbändchen aus einer Flach- oder Schlauchfolienbahn, bei dem die Folienbahn kontinuierlich erzeugt wird, ist das Auswechseln der Klingen umständlich und zeitraubend. Wegen des hiermit verbundenen hohen Produktionsausfalles ist der bekannte Messerbalken für die Verwendung in einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung von Folienbändchen nicht geeignet. Außerdem müssen zum Übergang auf andere Streifenbreiten verschiedene Sorten von eng tolerierten Zwischenscheiben und komplette Messerbalken bereitgehalten werden.

Andere Vorschläge zielen bereits darauf ab, eine erhöhte Produktivität durch Verbesserung der Auswechselbarkeit der Schneidklingen zu erzielen. So ist aus der DE-AS 19 27 899 ein Messerbalken bekannt, bei dem die feststehenden, zweiseitig geschärften Schneidklingen zwischen den Windungen einer unter Vorspannung stehenden Schraubenfeder gehalten sind. Die Schraubenfeder ist von einem in Längsrichtung geschlitzten, rohrförmigen Tragkörper, der mit seiner Schnittkante eine Anlage für die Schneidklingen in radialer Richtung bildet, mindestens teilweise umschlossen. Durch eine derartige Anordnung für die Aufnahme der Schneidklingen ist das Auswechseln der Klingen einfach und zeitsparend möglich, jedoch nicht ohne Unterbrechung des Produktionsflusses.

Bei einem kontinuierlichen Produktionsverfahren, bei dem beispielsweise eine frisch ausgepreßte und ausgekühlte Folienbahn in endlose Folienbänder geschnitten wird, ist es wünschenswert, bei Feststellung von Mängeln an einzelnen Schneidklingen den gesamten Messerbalken oder die gesamte Messerwelle gegen ein einwandfreiesWerkzeug auszutauschen, um die Produktion ohne längere Unterbrechung weiterzuführen. Hierzu wurden bereits Messerbalken vorgeschlagen, bei denen durch Verdrehen des Messerbalkens eine neue Reihe von Schneidklingen in Eingriff gebracht wird, die in derselben Schneidebene liegt wie die zuvor in Betrieb befindliche Reihe von Schneidmessern. So sind Messerbalken mit rundem Messerträger bekannt, bei dem die Schneidklingen radial angeordnet sind, wobei die in Längsrichtung der Schneidklingen verlaufenden Mittellinien sich in der Längsachse des Messerträgers treffen. Hierbei wird es als nachteilig empfunden, daß bei einem Messerwechsel der Schnittwinkel der aus dem Schneideingriff herausbewegten Messerreihe so stark negativ wird, daß die Schnittkanten, an denen die Schneidmesser die Folienbahn oder dergleichen verlassen, unsauber sind, und die Bändchen bei einem nachfolgenden Streckprozeß an diesen Stellen bevorzugt reißen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Messerbalken der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, der eine gegenüber bekannten Messerbalken längere Laufzeit der Produktionsanlage ohne Unterbrechung zuläßt, der einfach aufgebaut ist und der beim Auftreten von Beschädigungen an den Schneidkanten einzelner Schneidmesser oder bei deren Stumpfwerden vom Bedienungspersonal gefahrlos und ohne nachteilige Auswirkungen auf Produktionsfluß und Produktqualität umgeschaltet werden kann.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt für einen Messerbalken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und deren Weiterbildung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4, während in den Ansprüchen 5 und 6 ein alternativer konstruktiver Aufbau des Messerträgers angegeben ist.

Nach Anspruch 7 wird der Messerbalken durch eine Schalteinrichtung fortgebildet, durch die der Messerbalken schrittweise, d.h. von einer parallelen Schneidklingenreihe zur nächsten, weitergeschaltet werden kann, wobei er durch die Schalteinrichtung gleichzeitig an einer Weiterdrehung infolge des Zuges der in Längsrichtung zu schneidenden Kunststoff-Folienbahn oder dergleichen gehindert wird.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein Werkzeug geschaffen wird, an dessen Umfang eine Mehrzahl von Schneidklingenreihen, beispielsweise 6 bis 8 Reihen, problemlos untergebracht werden können. So kann dieses Werkzeug in 6 bis 8 verschiedenen Schnittstellungen eingesetzt werden und es ist eine dementsprechend lange unterbrechungsfreie Laufzeit der Produktionsanlage möglich. Da die Schneidklingen jeweils in den gleichen, zueinander parallelen Normalebenen des Messerbalkens angeordnet sind, besteht keinerlei Schwierigkeit, beim Wechsel von der einen Messerreihe zur folgenden, den fortlaufenden Schnitt weiterzuführen und Bändchen von identisch gleicher Breite - auch während des Messerwechsels - zu produzieren. Durch ihre am Umfang des Messerbalkens vorliegende sekantiale Anordnung im Bereich zwischen den angegebenen Schnittwinkeln wird erreicht, daß beim Wechsel der Schneidklingenreihe die aus dem Eingriff herausbewegten Schneidmesser keine unsauberen Schnittkanten, die zu einem späteren Bruch der Bändchen beim Verstrecken führen würden, erzeugen. Die neue Schneidklingenreihe taucht außerdem gleichzeitig mit dem Herausschwenken der abgenutzten Schneidklingen in den zwischen den Bändchen gebildeten Schnittspalte und setzt den Schnitt ruck- und ansatzfrei fort.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 einen Messerbalken in perspektivischer Ansicht unter Weglassung der Schutzhaube und der Rahmenteile für die Lagerung und Montage des Messerbalkens;

Fig. 2 die Lagerung des Messerbalkens;

Fig. 3 einen Normalsschnitt durch den Messerbalken und seine schematische Zuordnung zu dem zwischen schematisch angedeuteten Überlaufelementen längszuteilenden Flächengebilde;

Fig. 4 einen auf einen Träger aufschiebbaren Messerträger zur Aufnahme mehrerer Schneidklingen.

In Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung des Messerbalkens 1 gezeigt, dem eine Folienbahn 2 in Pfeilrichtung 3 zugeführt wird, um diese in Längsrichtung in eine Vielzahl einzelner Folienbändchen 4 aufzuteilen. Die Folienbändchen 4 werden in der nicht weiter dargestellten Anlage als Folienbändchenschar gemeinsam verstreckt, wärmestabilisiert und dann einzeln auf Spulköpfe aufgespult. Sie sind beispielsweise als Vorlagematerial für Maschinen zur Herstellung von Teppichgrundgeweben für Tuftingteppiche geeignet.

Die Kunststoff-Folienbahn 2 kann beispielsweise auch eine Papierbahn, eine Gewebe- oder Vliesbahn oder irgendein ähnliches, in Streifen gleicher Breite zu zerschneidendes, ebenes Flächengebilde sein.

Der Messerbalken 1 gemäß Fig. 1 und Fig. 2 besteht aus einem Messerträger 5, der an seinen Enden Zapfen 6 und 7 zur Lagerung des Messerbalkens 1 im Reckwerkständer achsparallel zu den fliegend gelagerten Galetten oder Reckwerkswalzen aufweist.

Wie die Fig. 2 und 3 weiter zeigen, besitzt der Messerträger 5 sechs umfangsverteilte, sekantial angeordnete Rechtecknuten 8, die sich über die gesamte Länge des Messerträgers 5 erstrecken und in die die einzelnen Schneidklingen 9 eingesetzt sind. Die Rechtecknuten 8 sind so angeordnet, daß die jeweilige, gegen die Laufrichtung 3 der Folienbahn 2 gerichtete Schneidkante 10 jeder Schneidklinge 9 und die durch den Schnittpunkt der Schneidkante 10 der Schneidklinge 9 mit dem Umfang des Distanzringes 11 gelegte Tangente T einen stumpfen Winkel α von 135° einschließen. Dieser Winkel α ist bei einer Anordnung von sechs Schneidklingen 9 der günstigste Winkel; er kann jedoch bei einem im Durchmesser größeren Messerbalken 1 und bei einer veränderten Anzahl von umfangsverteilten Schneidklingen 9 auch im Bereich zwischen 120° und 150° schwanken.

Bei der Montage des Messerbalkens 1 werden auf den Messerträger 5 mehrere, in ihrer Dicke eng tolerierte Distanzringe 11 aufgeschoben und die erforderliche Anzahl von Schneidklingen 9 in die vorgesehenen, umfangsverteilten Rechtecknuten 8 im Messerträger 5 eingesetzt. Dies erfolgt jeweils zwischen zwei benachbarten Distanzringen 11, so lange, bis die gewünschte Anzahl von Schneidklingen 9 und Distanzringen 11 aufgereiht ist. Diese werden dann zwischen einem Anschlag 12 am einen Ende des Messerträgers 5 und einer Überwurfmutter 13 verspannt, die über das mit einem Außengewinde 14 versehene, andere Ende des Messerträgers 5 geschraubt und gegen selbsttätiges Lösen mit bekannten Mitteln gesichert ist.

Neben dem Anschlag 12 sitzt auf dem Messerträger 5 ein Klinkenrad 15, in dessen Zähne 15&min; eine Schaltklinke eingreift. Die Schaltklinke 16 ist über ein Gelenk 17 mit einer Betätigungsstange 20 verbunden, die an einem nicht näher dargestellten, ortsfesten Träger 18 am Maschinenrahmen im Drehzapfen 19 schwenkbar befestigt ist. Die Betätigungsstange 20 trägt an ihrem oberen Ende einen Knauf 21 zum Weiterschalten der in Eingriff befindlichen Messerreihe. Am unteren Ende sind am Maschinenständer Anschläge 22, 22&min; zur Begrenzung des Schaltweges einerseits und zur Blockierung des Messerbalkens 1 gegen unbeabsichtigtes Weiterdrehen andererseits angebracht.

Wie aus dem Längsschnitt des Messerbalkens 1 gemäß Fig. 2 zu ersehen ist, ist der Messerbalken 1 mit den Zapfen 6 und 7 zwischen ortsfesten Rahmenteilen 18&min; eines nicht dargestellten Streckwerks oder dergleichen angeordnet. Dabei ist der Zapfen 6 beispielsweise in eine entsprechend eng tolerierte Bohrung 23 des Klinkenrades 15 drehbar eingesetzt und durch die auf dem Gewinde 24 bewegbare Stellschraube 25 axial fixierbar. Am anderen Ende des Messerträgers 5 ist der Zapfen 7 in einer Bohrung 26 des Messerträgers 5 verschiebbar angeordnet. In der Bohrung 26 ist dabei eine Druckfeder 27 angeordnet, deren äußere Windungen axial gegen den Messerträger 5 und den Zapfen 7 anliegen und den Messerbalken 1 - entsprechend der Einstellung des Zapfens 6 - über die auf dem Gewinde 24 verschiebbare Stellmutter 25 zentrieren. Der Zapfen 7 ist in axialer Richtung ebenfalls durch eine auf dem Außengewinde 28 einstellbare Überwurfmutter 29 fixierbar.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt den Messerbalken 1 mit dem Schutzgehäuse 30, das in Fig. 1 der Übersichtlichkeit wegen weggelassen wurde. Die beiden Überlaufelemente 31 und 32 sind bezüglich des Messerbalkens 1 so angeordnet, daß sie zum Anlegen der Folienbahn 2 um einen Betrag verschwenkbar sind (nicht dargestellt), bei dem eine Verletzungsgefahr der Bedienungsperson ausgeschlossen ist. In ihrer gezeichneten Zuordnung zum Messerbalken 1 sorgen sie gemeinsam mit den vor und hinter der Schneideinrichtung angeordneten Überlaufrollen oder Galetten für eine hinreichend hohe Schneidspannung bei einem nur geringen Durchhang der Folienbahn 2. Der Deckel 33 des Schutzgehäuses 30 läßt sich öffnen (Scharnier 34), so daß die Bedienungsperson Zugang zum Messerbalken 1, insbesondere zur Inspektion oder zum Auswechseln des gesamten Messerbalkens 1 hat.

Nach Fig. 1 und 3 hat der dargestellte Messerbalken 1 insgesamt sechs Reihen von Schneidklingen 9, die durch eine Betätigung der Schalteinrichtung, bestehend aus Handgriff 20, Schaltklinke 16 und Klinkenrad 15, je nach Bedarf nacheinander benutzt werden können. Die Standzeit des erfindungsgemäßen Messerbalkens 1 beträgt somit die 6-fache Zeit eines entsprechenden Messerbalkens mit nur einer einzigen Messerreihe. Hierdurch kann die Produktivität einer Folienbändchenanlage wesentlich erhöht werden, da der Extruder bei einem Messerwechsel, insbesondere nach dem Stumpfwerden einzelner Schneidkanten 10 nicht abgefahren und nach erfolgtem Messerwechsel wieder angefahren zu werden braucht, sondern kontinuierlich weiterarbeitet. Diese Vorteile ergeben sich auch für das Anlegen der Folienbahn 2 bzw. der Folienbändchenschar 4 an die Walzen der Reckwerke und die Spulköpfe; denn es ist möglich, - selbst bei großen Ausstoßleistungen - eine derartig ausgestattete Folienbandanlage ohne Unterbrechung zu fahren und einen Wechsel des Schneidwerkzeuges, d.h. einen Ersatz einer Messerreihe "fliegend" vorzunehmen und den gesamten Messerbalken 1 erst mit einer Produktionsumstellung oder beim Reinigen des Extruders, des Düsenwerkzeuges oder anderer Anlageteile auszutauschen.

In Fig. 4 ist schließlich ein Ausführungsbeispiel des Messerbalkens 1 gezeigt, bei dem hintereinander eine Mehrzahl von scheibenförmig ausgebildeten Messerträgern 35 im Wechsel mit entsprechenden Distanzringen auf eine im Querschnitt polygonal ausgebildete Profilwelle (nicht dargestellt) aufgereiht und verspannt sind. Es ist hierfür jedoch nur der Messerträger 35 dargestellt, der als Kunststoff-Formteil oder Preßteil hergestellt ist. Er besitzt im Zentrum eine polygonale Öffnung 36 - entsprechend dem Querschnitt der Profilwelle -, damit er sich gegenüber der Profilwelle nicht relativ drehen kann. Ferner besitzt er umfangsverteilte, äquidistant angeordnete Vertiefungen 37, in welche die Schneidklingen 9 eingelegt werden und durch Zapfen 38 geringer Bauhöhe in ihrer Lage gehalten werden. Die Anordnung der Vertiefungen 37 im Messerträger 35 entspricht dabei der Anordnung gemäß Fig. 3, wobei die Winkel zwischen der Schneidkante 10 der Schneidklingen 9 und der durch den Schnittpunkt der Schneidkante 10 der Schneidklinge 9 mit dem Umfang des Messerträgers 35 bzw. der nicht dargestellten Distanzstücke gelegten Tangente T etwa gleich groß ist wie in Fig. 3.


Anspruch[de]
  1. 1. Messerbalken zum Längsschneiden von bewegten, bahnförmigen Flächengebilden, insbesondere Kunststoff- Folienbahnen, in eine Vielzahl von Bändchen oder Flachfäden von im wesentlichen wählbarer und gleichbleibender Breite, welcher mit achsparallelen Überlaufelementen für das Halten der Bahn unter einer hinreichenden Schneidspannung zusammenwirkt und aus einer drehbar gelagerten Welle besteht, auf der in axialer Richtung in festgelegten Abständen Schneidmesser austauschbar aneinandergereiht und verspannt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schneidklingen (9) am Umfang eines Messerträgers (5) in einer Schneidebene sekantial zur Drehachse des Messerbalkens (1) angeordnet sind und daß die Schneidkanten (10) der Schneidklingen (9) in den jeweiligen Austrittspunkten aus dem Messerträger (5) mit den dortigen Tangenten (T) an den Umfang des Messerträgers (5) einen gegen die Laufrichtung (3) der Bahn (2) gerichteten Winkel (α) zwischen 120° und 150° einschließen.
  2. 2. Messerbalken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) vorzugsweise etwa 135° beträgt.
  3. 3. Messerbalken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerträger (5) als Welle ausgebildet ist, in deren Längsrichtung umfangsverteilte Nuten (8) mit der Breite der Schneidklingen (9) sekantial angeordnet sind, während die einsetzbaren Schneidklingen (9) zwischen benachbarten Distanzringen (11) verspannbar sind, die einen größeren Innendurchmesser als die Welle haben.
  4. 4. Messerbalken nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (5) in den Seitenwänden (18&min;) eines Reckwerkes in Zapfen (6, 7) gelagert und quer zur Laufrichtung des bahnförmigen Flächengebildes (2) gegen die Wirkung eines Kraftgebers (27) axial verschieb- und zentrierbar ist.
  5. 5. Messerbalken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem als polygonale Profilwelle ausgebildeten Träger mehrere als Kunststoff-Formteile hergestellte, scheibenförmige Messerträger (35) drehfest und im Wechsel mit Distanzringen (11) aufgereiht und in axialer Richtung des Trägers verspannbar sind.
  6. 6. Messerbalken nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerträger (35) sekantiale, am Umfang äquidistant angeordnete Vertiefungen (37) aufweisen, in welche die Schneidklingen (9) eingelegt und durch Zapfen (38) formschlüssig positioniert sind.
  7. 7. Messerbalken nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Messerbalken (1) eine Weiterschalteinrichtung (16 bis 22) aufweist, mit der der Messerbalken (1) schrittweise verdrehbar und in mindestens einer Drehstellung, vorzugsweise gegen die Laufrichtung (3) der Bahn (2), arretierbar ist, in welcher Drehstellung sich eine Reihe der Schneidklingen (9) in Schneideingriff mit der Bahn (2) befindet.






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