[0001] Die Erfindung betrifft eine Schneidevorrichtung zum Schneiden von quer zur Schnittrichtung
verlaufende Verstärkungseinlagen enthaltenden Bändern zwischen zwei aneinander entlang
geführten Schneidkanten, von denen die erste Schneidkante die eine, und die zweite
Schneidkante die andere Seite des Bandes beaufschlagt.
[0002] Solche Schneidevorrichtungen werden im Bergbau und häufig unter Tage dazu eingesetzt,
die in der Regel aus Gummi mit darin eingebetteten Armierungen bestehenden und für
den Transport des Abraums oder der Kohle verwendeten Förderbänder zu durchtrennen.
Eine solche Durchtrennung kann wünschenswert sein, um die Förderbänder beim Verlegen
längemäßig aneinander anzupassen, oder aber auch defekte Bandabschnitte herauszuschneiden.
Für Schwierigkeiten bei der Durchführung des Schnittes sorgen vor allem die in solche
Förderbänder eingebetteten Armierungen, die häufig aus in Längsrichtung verlaufenden
Stahlseilen bestehen.
[0003] Aufgrund der meist engen räumlichen Gegebenheiten unter Tage erfolgt dort das Trennen
von Förderbändern häufig noch von Hand. In der Regel wird hierzu zunächst das die
Armierung umschließende Elastomer von beiden Seiten her in Form eines möglichst tiefen
Keiles aufgeschnitten. Anschließend wird mit Hilfe eines von Hand geführten, handelsüblichen
Trennschleifers jeder einzelne Stahldraht der Verstärkungseinlage durchtrennt.
[0004] Bekannt sind auch bereits maschinell arbeitende Schneidevorrichtungen zum Durchtrennen
armierter Elastomerbänder. So wird in der EP 0 732 179 B1 vorgeschlagen, das quer
zu durchtrennende Bandmaterial zunächst zwischen zwei stabilen Klemmbacken zu fixieren,
und dann mit einem entlang der Klemmbacken maschinell gezogenen Messer zu durchtrennen.
Hierbei befindet sich die eine der beteiligten Schneidkanten ortsfest an der langgestreckten
Klemmbacke, wohingegen die zweite, an dieser ersten Schneidkante vorbeibewegte Schneidkante
an dem Messer ausgebildet ist. Die Schneidevorrichtung nach der EP 0 732 179 B1 ist
relativ groß und schwer, was den Einsatz im Bergbau unter Tage schwierig macht. Die
Art der Führung des Messers entlang der Klemmbacken erfordert außerdem bei häufigem
Einsatz der Schneidevorrichtung einen erhöhten Wartungsaufwand.
[0005] Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, eine Schneidevorrichtung zum Durchtrennen von mit Verstärkungseinlagen
versehenen Bändern zu schaffen, die sich durch eine kompakte und wartungsarme Bauweise
auszeichnet.
[0006] Zur
Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Schneidevorrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen
vorgeschlagen, daß die Schneidkanten an gegensinnig sich drehenden und auf zueinander
parallelen Drehachsen angeordneten Schneidrädern ausgebildet sind, von denen eines
mit gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Schneidzähnen versehen ist, wobei das
gezahnte Schneidrad mit einem Antrieb gekoppelt, und das andere Schneidrad frei laufend
ist.
[0007] Infolge der Ausbildung der Schneidkanten an gegensinnig sich drehenden und auf zueinander
parallelen Drehachsen angeordneten Schneidrädern ermöglicht die erfindungsgemäße Schneidevorrichtung
eine relativ kompakte Bauweise, weshalb sie sich für einen Einsatz auch in beengten
räumlichen Situationen wie z. B. unter Tage und an wechselnden Einsatzorten eignet.
Die einzigen bewegten Teile sind die Schneidräder, weshalb sich Wartungsarbeiten allenfalls
auf die Lagerung der Schneidräder beschränken. Sofern hier wartungsfreie Wälzlager
eingesetzt werden, arbeitet die Schneidevorrichtung faktisch völlig wartungsfrei.
Gemäß der Erfindung ist eines der Schneidräder mit gleichmäßig über seinen Umfang
verteilten Schneidzähnen versehen. Auf diese Weise sind in Bezug auf das zu durchtrennende
Band hohe Vorschubkräfte selbst dann erzielbar, wenn in das Band quer zur Schnittrichtung
verlaufende Verstärkungseinlagen aus Stahl eingebettet sind.
[0008] Für einen ausreichenden Schneidevortrieb selbst im Falle der Durchtrennung stahlarmierter
Bänder ist nur das mit den Schneidzähnen versehene Schneidrad angetrieben, das andere
Schneidrad läuft nur mit. Eine aufwendige Übertragung des Antriebes auch auf das korrespondierende,
gegensinnig sich drehende Schneidrad ist so nicht erforderlich, was den konstruktiven
Aufwand für die Schneidevorrichtung verringert.
[0009] Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schneidevorrichtung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
[0010] Grundsätzlich läßt sich die erfindungsgemäße Schneidevorrichtung mit einem maschinellen
Antrieb versehen, z. B. einem Elektromotor, der über einen geeignetes Untersetzungsgetriebe
den Schneidmechanismus antreibt. Jedoch eignet sich die erfindungsgemäße Schneidevorrichtung
gerade aufgrund ihrer kompakten Bauweise auch für einen Handbetrieb. Demgemäß ist
eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung gekennzeichnet durch einen mit einem starken
Untersetzungsgetriebe versehenen Handkurbelantrieb für das angetriebene Schneidrad.
[0011] Zur Erzielung einer in Bezug auf die Antriebskräfte hohen Schnittleistung des Schneidemechanismus
wird vorgeschlagen, daß jedes der Schneidräder eine an ihrem Außenrand mit der Schneidkante
versehenen Flachseite, die sich entlang der Flachseite des jeweils anderen Schneidrades
erstreckt, und eine sich nach außen hin vorzugsweise konisch verjüngende Außenseite
aufweist.
[0012] Mit einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die radiale Überdeckung
der einander zugewandten Flachseiten mindestens so groß wie die radiale Länge der
Schneidzähne ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das Bandmaterial nicht nur
perforiert, sondern vollständig durchtrennt wird.
[0013] Mit einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die an dem gezahnten Schneidrad
angeordneten Schneidzähne dreieckig mit vorzugsweise geraden Zahnflanken gestaltet
sind. Auf diese Weise sind die gezahnten Schneidräder in besonderer Weise geeignet,
eine doppelte Funktion auszuüben. Einerseits bewirkt das Eindringen der Schneidzähne
in das Material des Bandes einen Formschluß, mit dem sich nahezu schlupffrei hohe
Vortriebskräfte erzielen lassen. Des weiteren sind die Schneidzähne mit Schneiden
versehen, d. h. sie durchtrennen im Zusammenwirken mit den Schneidkanten des jeweils
anderen Schneidrades das Bandmaterial. Zur Erzielung eines günstigen Schneideverhaltens
des gezahnten Schneidrades beträgt der die Schneidkante bildende Winkel zwischen den
Zahnflanken und der Flachseite des gezahnten Schneidrades vorzugsweise 90°.
[0014] Die bereits durch die Verwendung der gezahnten Schneidräder erzielbare, hohe Vortriebskraft
läßt sich zusätzlich dadurch steigern, daß die beiden Flankenwinkel der Schneidzähne
unterschiedlich sind, wobei der in Drehrichtung weisende Flankenwinkel der steilere
ist. Vorzugsweise beträgt der steilere der beiden Flankenwinkel zwischen 12° und 16°
und der flachere der beiden Flankenwinkel zwischen 37° und 43°. Für den Winkel zwischen
der hinteren Zahnflanke eines Zahnes und der vorderen Zahnflanke des darauffolgenden
Zahnes werden 50° bis 60° vorgeschlagen, vorzugsweise 54°.
[0015] Eine weitere Ausgestaltung der Schneidevorrichtung ist gekennzeichnet durch eine
paarweise Anordnung sowohl des gezahnten Schneidrades wie auch des weiteren Schneidrades,
wobei die jeweils ein Paar bildenden Schneidräder auf einer gemeinsamen Drehachse
angeordnet sind, und die Schneidkanten der Paare zum Schneiden eines schmalen Streifens
der Breite A einen Abstand A zueinander aufweisen. Die Verwendung doppelter Schneidräder
ist mit mehreren Vorteilen verknüpft. Ein wichtiger Vorteil ist der nahezu verzugsfreie
Schnitt. Schneidmechanismen mit zwei aneinander entlang geführten Schneidkanten zeigen
in der Praxis häufig die Neigung, daß der Schnitt nicht einer geraden Linie folgt,
sondern seitlich wegläuft. Der Schnitt erfolgt also nicht entlang einer Gerade, sondern
leicht gebogen. Durch die vorgeschlagene Verwendung jeweils doppelter Schneidräder
wird diese Verzugsneigung kompensiert, so daß insgesamt ein auch auf längere Distanzen
gerader Schnitt entsteht. Die Verwendung jeweils doppelter Schneidräder hat ferner
den Vorteil, daß durch den von den beiden Schnittkanten geschaffenen Spalt ein Verbindungsabschnitt
hindurchgeführt werden kann, welcher die beiden Schneidachsen vertikal verbindet.
Dies trägt zur kompakten Bauweise der Vorrichtung bei.
[0016] Bei einer Schneidevorrichtung mit jeweils doppelten Schneidrädern ist es von Vorteil,
wenn die mit den Schneidkanten versehenen Flachseiten der beiden gezahnten Schneidräder
voneinander weg, und die mit den Schneidkanten versehenen Flachseiten der beiden weiteren
Schneidräder aufeinander zu weisen.
[0017] Zur Erzielung einer besonders kompakt bauenden Schneidvorrichtung mit möglichst wenigen
beweglichen Teilen wird ferner ein die Lagerung der gezahnten Schneidräder mit der
Lagerung der weiteren Schneidräder verbindender starrer Bügel vorgeschlagen, dessen
Verbindungsabschnitt in Bezug auf die Schneidräder in Schnittrichtung versetzt angeordnet
ist, wobei der Verbindungsabschnitt in Verlängerung des Schneidkantenabstandes A durch
das aufgeschnittene Band hindurchgeführt ist. Da während der Durchführung des Schnittes
der dabei herausgeschnittene schmale Streifen hinderlich sein kann, wird mit einer
weiteren Ausgestaltung vorgeschlagen, daß der Verbindungsabschnitt des Bügels mit
Ablenkmitteln zum Wegführen des aus dem Band herausgeschnittenen Streifens nach unten
versehen ist.
[0018] Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht einer Schneidevorrichtung,
- Fig. 2
- eine Stirnansicht der Schneidevorrichtung,
- Fig. 3
- eine Ansicht und ein Teilschnitt eines der in der Schneidevorrichtung verwendeten
Schneidräder und
- Fig. 4
- einen Schnitt durch ein anderes in der Schneidevorrichtung verwendetes Schneidrad.
[0019] Die in den Fign. 1 und 2 in ihrer Gesamtheit dargestellte Schneidevorrichtung besteht
im wesentlichen aus einem oberen Schneidradpaar 1, einem unteren Schneidradpaar 2,
einem die Schneidradpaare verbindenden starren Bügel 3 sowie einem Antrieb 4 für das
obere Schneidradpaar 1.
[0020] Der Antrieb 4 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein von Hand betätigbarer
Handkurbeltrieb 5, welcher über ein starkes Untersetzungsgetriebe 6 das obere Schneidradpaar
1 antreibt. Demgegenüber ist das untere Schneidradpaar 2 frei laufend ausgebildet.
Sowohl die Schneidräder des oberen Schneidradpaares 1 wie auch die Schneidräder des
unteren Schneidradpaares 2 sind in geeigneten Wälzlagern 7 in dem Bügel 3 gelagert.
Die Drehachse 8 des oberen Schneidpaares 1 verläuft parallel und mit Abstand zu der
Drehachse 9 des unteren Schneidradpaares 2.
[0021] Fig. 2 läßt die Einzelheiten der beiden Schneidradpaare 1, 2 erkennen. Das obere
Schneidradpaar 1 besteht aus einem ersten Schneidrad 11 sowie einem hierzu symmetrisch
angeordneten zweiten Schneidrad 12, welche gemeinsam auf der Drehachse 8 sitzen. Jedoch
ist es anstelle der zwei Schneidräder 11, 12 auch möglich, deren Funktionen in einem
einzigen, gleich gestalteten doppelten Schneidrad zu verwirklichen. Die den Schnnitt
durchführenden Seiten der Schneidräder 11, 12 sind zumindest nahe ihres äußeren Umfanges
als Flachseiten 13 gestaltet. An diesen Flachseiten 13 liegen mit sehr geringem Spiel
die entsprechenden Flachseiten 14 der beiden Schneidräder 21, 22 des unteren Schneidradpaares
2 an. Die Flachseiten 14 der beiden unteren Schneidräder 21, 22 sind daher an den
zueinander ausgerichteten Innenseiten dieser Schneidräder angeordnet. Die Flachseite
13 des Schneidrades 11 läuft daher mit sehr geringem Spiel an der Flachseite 14 des
Schneidrades 21 entlang. Analog läuft die Flachseite 13 des Schneidrades 12 mit ebenso
geringem Spiel an der Flachseite 14 des Schneidrades 22 entlang, wodurch diese Flachseiten
13, 14 zugleich eine doppelte Schnittkante mit dem Schneidkantenabstand A definieren.
Ein durch die Schneidevorrichtung hindurchgeführtes Band 23, vorzugsweise ein mit
quer verlaufenden Stahlseilen (25 in Fig. 1) armiertes Elastomerband, wird daher in
zwei zueinander parallelen Schnitten durchtrennt, wodurch beim Schneiden ein schmaler
Streifen 24 der Breite A aus dem Band 23 herausgetrennt wird.
[0022] Bei den Schneidrädern 11, 12 handelt es sich um gezahnte Schneidräder mit gleichmäßig
über ihren Umfang verteilten Schneidzähnen 30. Demgegenüber sind die im Ausführungsbeispiel
unten angeordneten Schneidräder 21, 22 mit einem glatten, kreisringförmigen Umfang
versehen, an dem sich die Schneidkante 38 befindet.
[0023] Fig. 1 läßt erkennen, daß das untere Schneidrad 22 das entsprechende obere Schneidrad
12 in dessen Randbereich überdeckt. Diese radiale Überdeckung ist in etwa so groß,
wie die radiale Länge der Schneidzähne 30 des Schneidrades 12. Die radiale Überdeckung
kann aber auch etwas größer ausfallen.
[0024] Beim Trennen des aufzuschneidenden Bandes 23 sind die spitz gezahnten Schneidräder
11, 12 in der Lage, in das in der Regel aus einem Elastomer bestehende Bandmaterial
einzudringen und auf diese Weise ein starken Formschluß für den Transport des Bandes
23 durch die Schneidevorrichtung hindurch zu bewirken. Demgegenüber arbeiten die Schneidräder
21, 22 ausschließlich nach Art rotierender Messer, wobei sie ausschließlich deshalb
in Drehung umgekehrt zum Drehsinn der Schneidräder 11, 12 geraten, weil sie von dem
durch die Schneidevorrichtung hindurchlaufenden Band 23 mitgenommen werden.
[0025] Fig. 3 zeigt eines der gezahnten Schneidräder 11, 12 mit den charakteristischen,
in Seitenansicht dreieckigen Zähnen mit geraden Zahnflanken 35, 36. Zu erkennen ist
ferner, daß die beiden Flankenwinkel der Schneidzähne 30 unterschiedlich sind, wobei
der in Drehrichtung weisende Flankenwinkel der steilere ist. Vorzugsweise beträgt
der steilere der beiden Flankenwinkel, den die Zahnflanke 35 aufweist, 14°. Der flachere
der beiden Flankenwinkel, den die Zahnflanke 36 aufweist, beträgt 40°. Summiert man
diese beiden Werte, so ergibt sich der Winkel von vorzugsweise 54° zwischen der hinteren
Zahnflanke eines Zahnes und der vorderen Zahnflanke des darauffolgenden Zahnes. Zu
der in Fig. 3 dem Betrachter zugewandten Flachseite 13 weisen beide Zahnflanken 35,
36 einen scharfkantigen rechten Winkel, d. h. einen Winkel von 90° auf. Dieser Winkel
ist zugleich die Schneidkante 38. An den Spitzen 37 sind die Schneidzähne 30 leicht
gebrochen, um beim Betrieb der Schneidevorrichtung ein Abbrechen der äußersten Spitzen
zu vermeiden.
[0026] Die der Flachseite 13 abgewandte andere Außenseite 15 der Schneidräder 11, 12 ist
nach außen hin sich konisch verjüngend gestaltet, wobei sich die konische Verjüngung
in radialer Richtung zumindest über die gesamte radiale Länge der Schneidzähne 30
erstreckt.
[0027] Gemäß Fig. 4 weisen auch die beiden anderen Schneidräder 21, 22 zum einen die Flachseite
14, und zum anderen eine der Flachseite abgewandte, sich nach außen hin konisch verjüngende
Außenseite 16 auf. Die scharf bearbeitete Schneidkante 38 befindet sich an dem Außenrand
der Flachseite 14.
[0028] Der die beiden Schneidradpaare 1, 2 miteinander verbindende Bügel 3 verfügt über
einen Verbindungsabschnitt 39, der in Bezug auf die Schneidräder in Schnittrichtung
versetzt angeordnet ist. Durch das Herausschneiden des Streifens 24 besteht die Möglichkeit,
daß der Verbindungsabschnitt 39 innerhalb des Schneidkantenabstandes A durch das bereits
aufgeschnittene Band 23 hindurchgeführt ist. Der vordere Rand des Verbindungsabschnittes
39 des Bügels 3 ist mit vorzugsweise beidseitig angeordneten Führungsflächen 40 versehen,
welche die Schnittkanten des Bandes 23 kontrolliert an dem Verbindungsabschnitt 39
entlanggleiten lassen. Ein Abweiserkeil 41, der auch als Abweiserrolle ausgebildet
sein kann, ragt zwischen die Schneidkanten des Schneidradpaares 1, so daß der Bandstreifen
24 unterhalb des Bügels 3 herausgeführt werden kann.
Bezugszeichenliste
[0029]
- 1
- Schneidradpaar
- 2
- Schneidradpaar
- 3
- Bügel
- 4
- Antrieb
- 5
- Handkurbeltrieb
- 6
- Untersetzungsgetriebe
- 7
- Wälzlager
- 8
- Drehachse
- 9
- Drehachse
- 11
- Schneidrad
- 12
- Schneidrad
- 13
- Flachseite
- 14
- Flachseite
- 15
- Außenseite
- 16
- Außenseite
- 21
- Schneidrad
- 22
- Schneidrad
- 23
- Band
- 24
- herausgetrennter Streifen
- 25
- Armierung
- 30
- Schneidzahn
- 35
- Zahnflanke
- 36
- Zahnflanke
- 37
- Spitze
- 38
- Schneidkante
- 39
- Verbindungsabschnitt
- 40
- Führungsfläche
- 41
- Abweiserkeil
- A
- Schneidkantenabschnitt
1. Schneidevorrichtung zum Schneiden von quer zur Schnittrichtung verlaufende Verstärkungseinlagen
enthaltenden Bändern zwischen zwei aneinander entlang geführten Schneidkanten, von
denen die erste Schneidkante die eine, und die zweite Schneidkante die andere Seite
des Bandes beaufschlagt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schneidkanten (38) an gegensinnig sich drehenden und auf zueinander parallelen
Drehachsen (8, 9) angeordneten Schneidrädern (12, 22) ausgebildet sind, von denen
eines mit gleichmäßig über seinen Umfang verteilten Schneidzähnen (30) versehen ist,
wobei das gezahnte Schneidrad (12) mit einem Antrieb (4) gekoppelt, und das andere
Schneidrad (22) frei laufend ist.
2. Schneidevorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit einem starken Untersetzungsgetriebe (6) versehenen Handkurbelantrieb (5)
für das angetriebene Schneidrad (12).
3. Schneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Schneidräder (12, 22) eine an ihrem Außenrand mit der Schneidkante (38)
versehene Flachseite (13, 14), die sich entlang der Flachseite (14, 13) des jeweils
anderen Schneidrades (22, 12) erstreckt, und eine sich nach außen hin vorzugsweise
konisch verjüngende Außenseite (15, 16) aufweist.
4. Schneidevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Überdeckung der einander zugewandten Flachseiten (13, 14) mindestens
so groß wie die radiale Länge der Schneidzähne (30) ist.
5. Schneidevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidzähne (30) dreieckig mit vorzugsweise geraden Zahnflanken (35, 36) gestaltet
sind.
6. Schneidevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Zahnflanken (35, 36) und der Flachseite (13) des gezahnten
Schneidrads (12) 90° beträgt.
7. Schneidevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flankenwinkel der Schneidzähne (30) unterschiedlich sind, wobei der in
Drehrichtung weisende Flankenwinkel der steilere ist.
8. Schneidevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der steilere der beiden Flankenwinkel zwischen 12° und 16°, und der flachere der
beiden Flankenwinkel zwischen 37° und 43° beträgt.
9. Schneidevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der hinteren Zahnflanke (36) eines Schneidzahns (30) und der
vorderen Zahnflanke (35) des darauffolgenden Schneidzahnes 50° bis 60°, vorzugsweise
54° beträgt.
10. Schneidevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine paarweise Anordnung sowohl des gezahnten Schneidrades (11, 12) wie auch des
weiteren Schneidrades (21, 22), wobei die jeweils ein Paar bildenden Schneidräder
auf einer gemeinsamen Drehachse (8 bzw. 9) angeordnet sind, und die Schneidkanten
(38) der Paare zum Schneiden eines schmalen Streifens (24) der Breite A einen Abstand
A zueinander aufweisen.
11. Schneidevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schneidkanten (38) bildenden Flachseiten (13) der beiden gezahnten Schneidräder
(11, 12) voneinander weg, und die die Schneidkanten (38) bildenden Flachseiten (14)
der beiden weiteren Schneidräder (12, 22) aufeinander zu weisen.
12. Schneidevorrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen die Lagerung (7) der gezahnten Schneidräder (11, 12) mit der Lagerung (7) der
weiteren Schneidräder (21, 22) verbindenden starren Bügel (3), dessen Verbindungsabschnitt
(39) in Bezug auf die Schneidräder in Schnittrichtung versetzt angeordnet ist, wobei
der Verbindungsabschnitt (39) in Verlängerung des Schneidkantenabstandes A durch das aufgeschnittene Band (23) hindurchgeführt ist.
13. Schneidevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt (39) des Bügels (3) mit Ablenkmitteln (41) zum vertikalen
Wegführen des aus dem Band (23) herausgeschnittenen Streifens (24) versehen ist.