Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn (1) mit einem zur Materialbahn (1) quer angeordneten bewegbaren Trennelement (2), das einen Antrieb (9) aufweist.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (2) durch eine Zugkraft in eine Arbeitsform gespannt und aufgehängt ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn mit einem zur Materialbahn quer angeordneten bewegbaren Trennelement.

[0002] Eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn wird beispielsweise eingesetzt, um Materialbahnen, die in endloser Länge hergestellt werden, in kleinere Einheiten gewünschter Länge zu trennen, um sie dann weiterverarbeiten zu können. Bei Produktionsfehlern ist ein Trennen einer Materialbahn ebenfalls erforderlich, um beschädigte Teile der Materialbahn von fehlerhaften Stellen der Materialbahn zu trennen.

[0003] In DE 3816774 C2 ist eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Material bahn beschrieben, bei der eine Trenneinrichtung die Bahn abtrennt. Die Trennvorrichtung ist als eine Trennschneide ausgebildet, die um eine Andruckwalze schwenkbar ist.

[0004] Aus DE 19529581 C2 ist eine Vorrichtung zum quertrennen einer laufenden Materialbahn bekannt, bei der ein gezahntes Messer unter einem starken Neigungswinkel von maximal 45° in die Bahn eingeschwenkt wird. Dabei kann das Messer sowohl entgegen der Materialbahn als auch in Laufrichtung der Materialbahn eingefahren werden.

[0005] Durch die Erhöhung von Laufgeschwindigkeiten der Materialbahnen auf beispielsweise 2000 m pro Minute werden erhöhte Anforderungen an das Trennen einer Materialbahn gestellt. Die Materialbahn wird möglichst bei Herstellungsgeschwindigkeiten getrennt, damit der Produktionsprozeß nicht verlangsamt wird oder das Material nicht zwischengespeichert werden muß, bevor es getrennt wird. Um bei hohen Geschwindigkeiten ein Trennen ohne Beeinflussung des Herstellungsprozesses realisieren zu können, muß das Trennen in sehr kurzer Zeit geschehen. Dabei soll die Materialbahn geradlinig und möglichst rechtwinklig zur Bahnkante getrennt werden.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Vorrichtung zum schnellen Trennen von laufenden Materialbahnen zu schaffen.

[0007] Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Trennelement durch eine Zugkraft in eine Arbeitsform gespannt und aufgehängt ist.

[0008] Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Trennelement durch eine Zugkraft spannbar, so daß es eine geradlinige Form annimmt. Es können somit neben üblichen Trennelementen, wie Messer und formstabile Klin-gen, auch biegeschlaffe Elemente als Trennelemente eingesetzt werden. Trennelemente, die keine eigene Formstabilität aufweisen, haben oftmals eine geringere Masse als formstabile Trennelemente. Besonders vorteilhaft ist ein Trennelement mit geringer Masse, da dies das Beschleunigen auf hohe Geschwindigkeiten beim Trennvorgang unterstützt. Mit geringen Antriebskräften kann ein Trennelement geringer Masse in sehr kurzer Zeit auf hohe Geschwindigkeiten gebracht werden, d.h. es kann eine hohe Beschleunigung erfahren. Hohe Beschleunigungen sind notwendig, damit der Trennvorgang der Materialbahn schnell durchgeführt werden kann. Ein Trennelement ohne eigene Formstabilität und mit geringer Masse ist beispielsweise ein dünnes, reißfestes Seil. Dieses kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gespannt und aufgehängt werden, um nach erfolgter Beschleunigung die Materialbahn zu trennen. Mit einem Antrieb ist das Trennelement in Richtung Materialbahn beschleunigbar und trennt diese in einem Arbeitsschritt. Der Antrieb kann beispielsweise pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch wirken. Auch ist eine Kombination beliebiger Antriebsprinzipien möglich.

[0009] Vorzugsweise weist das Trennelement eine Beschichtung auf, die den Trennvorgang unterstützt. Durch diese Beschichtung gewinnt das Trennelement an Festigkeit. Man verlängert somit auch die Haltbarkeit für einen dauerhaften Einsatz. Die Beschichtung kann auch scharfkantig sein, so daß sich eine sägezahnförmige Oberfläche des Trennelements ergibt, die vorteilhaft den Trennvorgang unterstützen kann.

[0010] Es ist besonders bevorzugt, daß das Trennelement als Länge mindestens die Breite der Materialbahn aufweist. Somit ist es möglich, die Materialbahn in nur einem Arbeitsschritt zu trennen, indem das Trennelement über die gesamte Breite der Materialbahn wirkt.

[0011] Zweckmäßigerweise ist das Trennelement in einem veränderbaren Winkel zur Laufrichtung der Materialbahn angeordnet. Dies hat den Vorteil, daß die laufende Materialbahn rechtwinklig bezüglich ihrer Längsseite getrennt werden kann. Der einstellbare Winkel des Trennelements ist in Abhängigkeit der Laufgeschwindigkeit der Materialbahn und in Abhängigkeit der Zeit, die zum Trennen benötigt wird, zu wählen, um eine rechtwinklige Schnittkante zu erhalten.

[0012] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist ein Übersetzungselement zwischen Trennelement und Antrieb angeordnet. Auf diese Weise kann die Kraft- und Beschleunigungswirkung des Antriebs auf das Übersetzungselement und somit auf das Trennelement übertragen oder sogar verstärkt werden.

[0013] Bevorzugterweise ist das Übersetzungselement drehbar gelagert. Dadurch kann das Beschleunigungselement auf einem kreisförmigen Sektor in Richtung Materialbahn bewegt werden. Somit kann auch das daran befestigte Trennelement durch die Wirkung des Antriebs an die Materialbahn gebracht werden.

[0014] Vorzugsweise ist das Übersetzungselement als Hebel ausgebildet. Ein Hebel ist ein einfaches Mittel, um eine Kopplung zwischen dem Antrieb und dem Trennelement herzustellen. Mit dem Hebel kann die Kraftwirkung des Antriebs auf das Trennelement übertragen werden. Dabei ist eine Verstärkung der Kraft durch ein wählbares Übersetzungsverhältnis möglich, das durch die Befestigungs- und Antriebspunkte festgelegt wird. Eine Kraftverstärkung bewirkt gleichzeitig eine Verstärkung einer Beschleunigung, die am Befestigungspunkt des Trennelements erwünscht ist.

[0015] In bevorzugter Weise ist die Länge einer ersten Hebelstrecke zwischen einem Lagerpunkt des Hebels und einem Befestigungspunkt des Trennelements am Hebel größer als die Länge einer zweiten Hebelstrecke zwischen dem Lagerpunkt des Hebels und einem Befestigungspunkt des Antriebs am Hebel. Dies bedeutet, daß der Befestigungspunkt des Trennelements weiter vom Lager des Hebels entfernt ist als der Befestigungspunkt des Antriebs. Somit ist festgelegt, daß bei einer Bewegung des Hebels durch den Antrieb der Befestigungspunkt des Trennelements eine längere Strecke auf einer Kreisbahn zurücklegt als der Befestigungspunkt des Antriebs. Dies bedeutet gleichzeitig eine Verstärkung der Beschleunigungswirkung.

[0016] Zweckmäßigerweise ist die Länge einer dritten Hebelstrecke zwischen dem Befestigungspunkt des Trennelements und dem Befestigungspunkts des Antriebs größer als die Länge der zweiten Hebelstrecke zwischen dem Befestigungspunkt des Antriebs und dem Lagerpunkt des Hebels. Dies bedeutet, daß der Befestigungspunkt des Trennelements möglichst weit von dem Angriffspunktpunkt des Antriebs entfernt ist. Damit wird die Verstärkungswirkung des Hebels verbessert. Je größer der Abstand zwischen dem Befestigungspunkt des Antriebs und des Befestigungspunkts des Trennelementes ist, desto weniger Bewegung muß aufgewendet werden, damit das Trennelement aus seiner Ausgangsposition eine lange Strecke in kurzer Zeit zurücklegt. In der gleichen Zeit legt der Befestigungspunkt des Antriebs eine viel geringere Strecke zurück. Somit erfährt das Trennelement eine höhere Beschleunigung als die vom Antrieb gelieferte Beschleunigung.

[0017] In einer Ausführungsvariante ist der Hebel als einarmiger Hebel ausgebildet. Ein einarmiger Hebel ist ein einfaches Mittel, um die Kraft- und Beschleunigungswirkung des Antriebs an das zu beschleunigende Trennelement weiterzuleiten. Durch die Anordnung des Antriebs im mittleren Bereich zwischen Befestigungspunkt des Trennelements und Lagerpunkt des Hebels und unter Beachtung der vorteilhaften Aufteilung der Hebelstrecken, ist eine effektive Kraft- und Beschleunigungswirkung möglich. So wird eine geringe Umfangsgeschwindigkeit am Befestigungspunkt des Antriebs in eine höhere Umfangsgeschwindigkeit am Befestigungspunkt des Trennelementes bezüglich des Lagerpunktes des Hebels umgewandelt.

[0018] Bevorzugterweise ist an dem Trennelement eine Spannvorrichtung angeordnet. Mit Hilfe dieser Spannvorrichtung kann das Trennelement in seine Arbeitsform gebracht werden.

[0019] In besonders einfacher praktischer Ausführung der Erfindung weist die Spannvorrichtung Federelemente auf, die an den Enden des Trennelements angeordnet sind. Auf diese Weise ist das Trennelement über seine gesamte Länge spannbar. Federelemente sind einfache Mittel, die das Trennelement in Form halten und gleichzeitig Bewegungen des Trennelementes unterstützen.

[0020] Vorzugsweise ist vorgesehen, daß an der dem Übersetzungselement gegenüber liegenden Seite des Trennelementes eine Dämpfungseinrichtung angeordnet ist. Diese dämpft die Beschleunigung des Trennelementes nach erfolgtem Trennvorgang.

[0021] Zweckmäßigerweise ist die Dämpfungseinrichtung drehbar gelagert. Auf diese Weise kann die Einrichtung der Bewegung des Trennelementes von seiner Ausgangslage in seine Arbeitsposition und zurück nachgeführt werden. Die Dämpfungseinrichtung unterstützt so effektiv das Beenden des Beschleunigungsvorgangs des Trennelementes, nachdem die Materialbahn durchgetrennt wurde.

[0022] Gemäß einer Weiterführung der Erfindung ist das Trennelement mit einem zweiten Antrieb quer zur Laufrichtung der Materialbahn bewegbar. Mit diesem zweiten Antrieb wird das Trennen der Materialbahn mit einer Schneid- oder Sägebewegung des angetriebenen Trennelementes unterstützt.

[0023] Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierin zeigt die

einzige Figur

eine schematische Darstellung der Erfindung.

[0024] Unterhalb einer Materialbahn 1 befindet sich ein Trennelement 2, das an beiden Enden mit Spannvorrichtungen 3 geradlinig gespannt ist. Das Trennelement 2 weist eine geringe Masse auf, was für den Beschleunigungsvorgang vorteilhaft ist.

[0025] In der dargestellten Ausführungsform ist das Trennelement 2 als hochfestes Seil mit einer Beschichtung ausgeführt, die die Festigkeit des Trennelementes 2 verbessert und gleichzeitig auch das Trennen zusätzlich unterstützen kann, zum Beispiel in Form von beschichteten scharfkantigen Körnern.

[0026] Die Spannvorrichtung 3 besteht aus zwei Federn, die sowohl das Trennelement 2 spannen als auch bei Bewegungen des Trennelementes 2 elastisch wirken.

[0027] An einem Ende 4 des Trennelements 2 ist ein Hebel 5 befestigt, der hier als einarmiger Hebel ausgeführt ist. Der Hebel 4 ist an einem Lagerpunkt 6 drehbar gelagert. Zwischen diesem Lagerpunkt 6 und einem Befestigungspunkt 7, an dem das Trennelement 2 am Hebel 6 befestigt ist, befindet sich ein Befestigungspunkt 8 eines Antriebs 9, der für die Beschleunigung des Hebels 5 und somit des Trennelementes 2 sorgt. Durch diese Anordnung ist die Länge einer ersten Hebelstrecke zwischen dem Lagerpunkt 6 und dem Befestigungspunkt 7 größer als die Länge einer zweiten Hebelstrecke zwischen dem Lagerpunkt 6 des Hebels und dem Befestigungspunkt 8 des Antriebs 9. Der Befestigungspunkt 8 des Antriebs 9 ist so gewählt, daß die Länge einer dritten Hebelstrecke zwischen dem Befestigungspunkt 7 des Trennelements 2 und dem Befestigungspunkt 8 des Antriebs 9 größer ist als die Länge der zweiten Hebelstrecke zwischen dem Lagerpunkt 6 des Hebels und dem Befestigungspunkt 8 des Antriebs. Auf diese Weise wird die Wirkung des Antriebs auf das Trennelement verstärkt.

[0028] Für das Trennen der Materialbahn 1 wirkt der Antrieb 9 so auf den Hebel 5, daß sich dieser in Pfeilrichtung zur Materialbahn hin auf einem Kreissegment um den Lagerpunkt 6 bewegt. Gleichzeitig wird das Trennelement 2 in Richtung der Materialbahn 1 bewegt und trennt diese beginnend an einer Kante 10 der Materialbahn, die dem Hebel 5 am nächsten ist. Durch die Kraft der Federelemente 3 wird das Trennelement 2 weiterhin in seiner Arbeitsposition gespannt gehalten.

[0029] Die weitere Drehbewegung des Hebels 5 sorgt dafür, daß das Trennelement 2 die gesamte Breite der Materialbahn 1 durchtrennt. Während des Trennvorgangs kann ein zweiter Antrieb 11 wirken, der das Trennelement 2 in eine Schneidbewegung quer zur Materialbahn 1 versetzt. Dieser Antrieb 11 ist an einem Befestigungspunkt 12 am Trennelement 2 befestigt.

[0030] Nach erfolgtem Trennen der Materialbahn 1 wirkt eine Dämpfungseinrichtung 13 der Beschleunigungsbewegung des Trennelementes 2 entgegen. Da sich das Trennelement 2 zum Trennen aus seiner Ausgangsposition herausbewegt, ist es sinnvoll, die Dämpfungseinrichtung an einem Lager 14 drehbar zu lagern, damit diese der Bewegung folgen kann und wirksam in einer Linie mit dem Trennelement 2 ist.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Trennen einer Materialbahn mit einem zur Materialbahn quer angeordneten bewegbaren Trennelement, das einen Antrieb aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (2) durch eine Zugkraft in eine Arbeitsform gespannt und aufgehängt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (2) eine Beschichtung aufweist, die den Trennvorgang unterstützt.

3. Vorrichtung nach Anspruch (1) oder (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (2) als Länge mindestens die Breite der Materialbahn (1) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche (1) bis (3), dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (2) in einem veränderbaren Winkel zur Laufrichtung der Materialbahn (1) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche (1) bis (4), dadurch gekennzeichnet, daß ein Übersetzungselement zwischen Trennelement (2) und Antrieb (9) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch (5), dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungselement drehbar gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch (5), dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungselement als Hebel (5) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch (7), dadurch gekennzeichnet, daß die Länge einer ersten Hebelstrecke zwischen einem Lagerpunkt (6) des Hebels (5) und einem Befestigungspunkt (7) des Trennelementes (2) am Hebel (5) größer ist als die Länge einer zweiten Hebelstrecke zwischen dem Lagerpunkt (6) des Hebels (5) und einem Befestigungspunkt (8) des Antriebs (9) am Hebel.

9. Vorrichtung nach Anspruch (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Länge einer dritten Hebelstrecke zwischen dem Befestigungspunkt (7) des Trennelementes (2) und dem Befestigungspunkt (8) des Antriebs (9) größer ist als die Länge der zweiten Hebelstrecke zwischen dem Befestigungspunkt (8) des Antriebs (9) und dem Lagerpunkt (6) des Hebels (5).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche (7) bis (9), dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (5) als einarmiger Hebel ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche (1) bis (10), dadurch gekennzeichnet, daß an dem Trennelement (2) eine Spannvorrichtung (3) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch (11), dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (3) Federelemente aufweist, die an den Enden des Trennelementes (2) angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche (1) bis (12), dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Übersetzungselement (5) gegenüberliegenden Seite des Trennelements (2) eine Dämpfungseinrichtung (13) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch (13), dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (13) drehbar gelagert ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche (1) bis (14), dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (2) mit einem zweiten Antrieb (14) quer zur Laufrichtung der Materialbahn (1) bewegbar ist.

Zeichnung