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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufführen eines
Materialbahnstreifens mit einer Fördereinrichtung und einer
der Fördereinrichtung vorgeschalteten Quertrenneinrichtung,
die zwei in jeweils einer Rotationsebene rotierende und einander teilweise
in einem Überlappungsbereich überlappende Messer
aufweist.
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Eine
derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus
EP 0 554 339 B1 bekannt.
Die bekannte Vorrichtung dient zum Aufführen eines Einzelstreifens,
der aus einer Papierbahn geschnitten wird. Die Erfindung wird im
Folgenden anhand eines derartigen Papierbahn-Einführstreifens
erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
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Eine
Papierbahn muss im Verlauf ihrer Herstellung durch einige Bearbeitungsmaschinen
geführt werden, beispielsweise eine Pressenpartie, eine
Trockenpartie, einen Kalender etc. Eine Papierbahn hat üblicherweise
eine Breite von mehreren Metern. Sie ist in dieser Breite beim Aufführen
praktisch nicht zu handhaben. Aus diesem Grunde schneidet man an
einem Rand der Papierbahn einen Aufführ- oder Einführstreifen,
der üblicherweise eine Breite in der Größenordnung
von 20 bis 30 cm aufweist. Dieser Aufführstreifen wird
dann durch die entsprechende Bearbeitungseinrichtung geführt.
Wenn er die Bearbeitungseinrichtung durchlaufen hat und man einen
Zug auf ihn aufbringen kann, wird die Papierbahn auf Breite geschnitten,
so dass sie letztendlich in voller Breite die Bearbeitungseinrichtung
durchlaufen kann.
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Die
Papierbahn läuft zunächst in den Pulper. Der Aufführstreifen
wird dann geschnitten und läuft zusammen mit dem Rest der
Papierbahn ebenfalls in den Pulper. Zu einem geeigneten Zeitpunkt
wird dann der Aufführstreifen durch eine entsprechende
Führungseinrichtung durch die Quertrenneinrichtung geführt.
Die Quertrenneinrichtung unterteilt den Aufführstreifen
in zwei Teile. Der abgetrennte Teil läuft weiter in den
Pulper. Der andere Teil wird auf die Fördereinrichtung übertragen
und von dort weitergefördert, beispielsweise in eine Seilschere,
um danach mit der entsprechenden Seilführungsanordnung
durch die Bearbeitungseinrichtung geführt zu werden.
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Die
Quertrenneinrichtung wird auch als "Rotarg Ripper" bezeichnet. Sie
weist zwei Messer auf, die sich drehen. Ein Punkt auf jedem Messer
definiert jeweils eine Rotationsebene, d. h. dieser Punkt befindet
sich an jeder Winkelstellung des Messers in der entsprechenden Rotationsebene.
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Beim
Durchtrennen des Aufführstreifens entstehen Papierfetzen,
die von den Schneidkanten in den Überlappungsbereich der
beiden rotierenden Messer eingezogen werden und deshalb die Rotationsbewegung
stark abbremsen oder sogar zum Blockieren der Messer führen.
Da es wichtig ist, dass sich die Messer mit einer relativ hohen
Drehzahl von mehreren tausend Umdrehungen pro Minute drehen, ist
das Verstopfen oder Blockieren der Messer eine Störung,
die den Betrieb ernsthaft behindert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufführen
eines Materialbahnstreifens mit geringem Störrisiko betreiben
zu können.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, dass die Rotationsebenen relativ zueinander geneigt
sind.
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Die
beiden Messer drehen sich also nicht mehr in einer Ausrichtung parallel
zueinander, sondern sie haben Bereiche, wo sie dichter benachbart sind,
und Bereiche, wo sie weiter voneinander entfernt sind. Durch diese
Veränderung des Abstandes der Messer ist das Risiko des
Blockierens durch eingetragene Fetzen der Materialbahn verringert.
Spätestens dann, wenn sich Bereiche der Messer bei einer
Umdrehung der Messer wieder voneinander entfernen, kommen eingetragene
Materialbahnfetzen wieder frei.
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Vorzugsweise
schließen die Rotationsebenen einen spitzen Winkel miteinander
ein. Damit wird erreicht, dass die Anordnung der Messer trotz der Tatsache,
dass sie nicht in parallelen Ebenen rotieren, nicht zu dick wird,
so dass der durchtrennte Materialbahnstreifen leicht über
die Messer hinweg geführt werden kann.
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Dies
gilt insbesondere dann, wenn der Winkel maximal 30°, insbesondere
maximal 15° beträgt. In diesem Fall öffnen
sich zwar die Messer nur um einen kleinen Betrag. Diese Öffnungsbewegung
reicht aber aus, um ein Blockieren mit hoher Zuverlässigkeit
zu vermeiden.
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Vorzugsweise
bilden die Messer einen Einlaufbereich und einen sich zur Fördereinrichtung
hin öffnenden Auslaufbereich, wobei sich die Rotationsebenen
vom Einlaufbereich zum Auslaufbereich voneinander entfernen. Der
Einlaufbereich ist der Bereich, wo der Materialbahnstreifen zugeführt
wird. In diesem Bereich sind die Messer am dichtesten benachbart.
Hier entstehen unter Umständen auch die oben genannten
Fetzen oder andere Partikel, die den Betrieb der Quertrenneinrichtung
beeinträchtigen könnten. Wenn diese Fetzen entstehen
und in die Quertrenneinrichtung hineingeraten, dann ist dies unproblematisch,
weil sie in einen Bereich kommen, der sich öffnet. Sie
werden von den rotierenden Messern durch diesen sich öffnenden
Bereich durchgetragen und auf der Rückseite, also im Auslaufbereich, wieder
freigegeben. Da sie zuvor durch den engen Abstand im Einlaufbereich
gepasst haben, werden sie im weiten Abstand des Auslaufbereichs
automatisch freigegeben.
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Bevorzugterweise
sind die Messer von einer Schutzeinrichtung abgedeckt, die mittig
eine Öffnung aufweist. Eine derartige Schutzeinrichtung
lässt sich auch dann verwenden, wenn die Rotationsebenen der
Messer parallel zueinander ausgerichtet sind. Ein weiteres Problem stellt
nämlich der Zwischenraum zwischen den Messern und einer
Schutzeinrichtung dar. Auch dort können eingetragene Fetzen
der Materialbahn zu einer Störung führen, wenn
sie sich zwischen der Schutzeinrichtung und den Messern verklemmen.
Wenn man nun die Schutzeinrichtung so ausbildet, dass sie mittig
einen Raum freilässt, also eine Öffnung aufweist,
dann hat man gerade in dem Bereich, der zu Störungen neigen
könnte, eine Ursache für das Verklemmen beseitigt.
An den beiden Außenseiten der Messer kann hingegen die
Schutzeinrichtung nach wie vor vorhanden sein. Einerseits ist sie
hier nötig, um eine Gefährdung von Bedienungspersonen
zu verhindern. Zum anderen können eingetragene Materialbahn-Fetzen
hier leichter wieder herausgeschleudert werden. Durch die Öffnung
in der Mitte der Schutzeinrichtung wird die zusammenhängende
Fläche der Schutzeinrichtung vermindert. Je kleiner die
Fläche ist, desto kleiner ist auch das Risiko, dass sich
hier irgendwelche Fetzen der Materialbahn festsetzen.
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Vorzugsweise
weist die Öffnung eine Breite auf, die mindestens 50% der
Breite des Materialbahnstreifens entspricht. Die Öffnung
ist also so groß, dass Fetzen, wenn sie einmal entstanden
und in die Quertrenneinrichtung eingetragen worden sind, problemlos
durch die Quertrenneinrichtung hindurch gefördert werden
können, ohne sich zu verklemmen.
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Es
ist bevorzugt, dass die Messer eine Rotationsrichtung aufweisen,
bei der sie auf der der Fördereinrichtung zugewandten Seite
voneinander weglaufen.
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In
einer alternativen Ausgestaltung weisen die Messer eine Rotationsrichtung
auf, bei der sie auf der der Fördereinrichtung zugewandeten
Seite aufeinander zulaufen. Dies impliziert, dass sie auf der der
Materialbahnstreifen zugewandten Seite voneinander weglaufen. Die
Rotationsrichtung ist also umgekehrt, wie dies bisher üblich
war. Dadurch erreicht man, dass der Materialbahnstreifen beim Durchtrennen
in Breitenrichtung nach außen belastet wird, also nicht
mehr nach innen. Durch die Belastung durch die einzelnen Schneiden
der Messer wird der Materialbahnstreifen dann in Breitenrichtung
gestreckt, so dass er flacher und ohne nennenswerte Falten auf der
Fördereinrichtung zu liegen kommen kann. Dies ist insbesondere
dann von Vorteil, wenn die Fördereinrichtung eine Unterdruckerzeugungseinrichtung aufweist
und den Materialbahnstreifen auf einem beweglichen Band festsaugt.
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Vorzugsweise
weisen die Messer mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete
Schneiden auf, wobei jede Schneide einen bogenförmigen
Verlauf hat. Damit lässt sich erreichen, dass der Materialbahnstreifen
beim Durchlaufen der Quertrenneinrichtung tatsächlich durchschnitten
wird. Der bogenförmige Verlauf der Schneiden verhindert
weitgehend ein Zerreißen des Materialbahnstreifens. Der
bogenförmige Verlauf hat dabei vorzugsweise einen kleineren
Radius als das Messer, d. h. die Schneide hat einen veränderlichen
Abstand vom Mittelpunkt des Messers. In Rotationsrichtung ist der
vordere oder vorlaufende Teil der Schneide näher am Mittelpunkt des
Messers angeordnet als der hintere oder nachlaufende Punkt der Schneide.
Dadurch dringt die Schneide all mählich durch den Materialbahnstreifen hindurch
und schneidet ihn sauber ab.
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Hierbei
ist bevorzugt, dass ein Winkel zwischen einer Tangente an einen
Kreis, der von einem radial am weitesten außen liegenden
Punkt des Messers definiert ist, und eine Tangente an der Schneide maximal
30° beträgt. Damit wird gewährleistet,
dass die Schneide sauber durch den Materialbahnstreifen hindurchgezogen
werden kann. Ein Stau des Materialbahnstreifens beim Schneiden wird
mit großer Sicherheit verhindert. Auch dadurch vermeidet
man, dass Fetzen abgetrennt werden, die zu einem Verklemmen der
Messer führen könnten.
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Vorzugsweise
weist mindestens ein Messer einen topfartigen Querschnitt mit einer
Ausnehmung auf, die sich bis in den Überlappungsbereich
erstreckt. Im Bereich der Ausnehmung wird dann der Abstand der Messer
relativ groß, so dass ein Fetzen der Materialbahn, selbst
wenn er in dem Überlappungsbereich eingedrungen ist, genügend
Platz hat, um sich auszubreiten, ohne die Messer zu verklemmen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Aufführen eines
Materialbahnstreifens,
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2 eine
Draufsicht auf ein Messer,
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3 einen
Schnitt III-III nach 2,
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4 eine
Vorderansicht der Quertrenneinrichtung,
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5 eine
stark schematisierte Darstellung der Quertrenneinrichtung in Seitenansicht
und
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6 eine
perspektivische Darstellung der Quertrenneinrichtung.
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Eine
Vorrichtung 1 zum Aufführen eines Materialbahnstreifens 2 weist
eine Förderstrecke 3 auf, die an einer Fördereinrichtung 4 ausgebildet
ist. Die Förder strecke 3 kann beispielsweise
durch ein um die Fördereinrichtung 4 in Richtung
des Pfeils 5 umlaufenden Band gebildet sein, das luftdurchlässig
ist. Wenn in der Fördereinrichtung 4 ein Unterdruck
erzeugt wird, dann wird der Materialbahnstreifen 2, wenn
er auf der Förderstrecke 3 abgelegt worden ist, dort
festgesaugt und mit dem Band in Richtung des Pfeils 5 abtransportiert.
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Der
Materialbahnstreifen 2 weist eine Breite in der Größenordnung
von 20 bis 30 cm auf. Er ist aus dem Rand einer breiteren Materialbahn
geschnitten, die im Übrigen nicht dargestellt ist. Der
Rest der Materialbahn läuft, genau wie der Materialbahnstreifen 2 in
der dargestellten Position, in eine ebenfalls nicht näher
dargestellten Pulper.
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Wenn
der Materialbahnstreifen auf die Förderstrecke 3 überführt
werden soll, wird eine Leiteinrichtung 6 betätigt,
beispielsweise durch einen Aktuator 7. Die Leiteinrichtung 6 drückt
den Materialbahnstreifen 2 dann über eine Quertrenneinrichtung 8,
die auch als "Rotarg Ripper" bezeichnet wird. Die Quertrenneinrichtung 8 durchtrennt
den Materialbahnstreifen 2. Der abgetrennte Teil läuft
weiter in den Pulper. Der durch das Trennen gebildete Anfang wird
auf die Förderstrecke 3 der Fördereinrichtung 4 überführt
und dann weitertransportiert, beispielsweise zu einer ebenfalls
nicht mehr dargestellten Seilschere.
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Die
Quertrenneinrichtung 8 weist zwei Messer 9, 10 auf,
die gegenläufig rotieren, wie dies durch Pfeile 11, 12 dargestellt
ist. Die Messer 9, 10 weisen dabei Schneiden 13, 14 auf.
Die Rotationsrichtung der Messer 9, 10 ist dabei
so gewählt, dass die Schneiden 13, 14 in
einem Einlaufbereich 15, der den Materialbahnstreifen 2 bzw.
der Leiteinrichtung 6 zugewandt ist, zusammenlaufen und
in einem Auslaufbereich 16, der der Fördereinrichtung 4 zugewandt ist,
auseinander laufen. Beim Trennen des Materialbahnstreifens im Einlaufbereich 15 wird
der Materialbahnstreifen 2 nicht „zerhackt", sondern
mit einem ziehendem Schnitt durchschnitten, so dass er in einer verbesserten
Glätte auf der Förderstrecke 3 abgelegt werden
kann. Man kann die Messer 9, 10 aber so betreiben,
dass ihre Schneiden 13, 14 im Einlaufbereich 15 voneinander
weg laufen.
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Die
Quertrenneinrichtung 8 ist teilweise von einer Schutzeinrichtung
abgedeckt, die zwei Teile 17, 18 aufweist. Die
beiden Teile 17, 18 decken die Messer 9, 10 an
ihren äußeren Rändern ab, also parallel zu
der Richtung, die durch den Pfeil 5 definiert ist. Zwischen
den beiden Teilen 17, 18 weist die Schutzeinrichtung
eine mittige Öffnung auf, die so groß ist, dass
ihre Breite mindestens 50% der Breite des Materialbahnstreifens 2 beträgt.
Dadurch wird verhindert, dass sich Fetzen oder andere Partikel,
die beim Quertrennen des Materialbahnstreifens 2 entstehen, in
einem kritischen Bereich zwischen den Messern 9, 10 und
den Teilen 17, 18 der Schutzvorrichtung festsetzen
und zu einem Klemmen oder Blockieren der Messer 9, 10 führen.
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2 und 3 zeigen
nun in vergrößerter Darstellung weitere Einzelheiten
des Messers 10. Das Messer 9 ist genauso ausgebildet,
allerdings um 180° geklappt.
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Das
Messer 10 ist als Stern mit acht Armen 19 ausgebildet.
Jeder Arm weist an seiner radialen Außenseite die Schneide 14 auf.
Die Schneiden 14 weisen einen bogenförmigen Verlauf
mit einem Radius R auf, der kleiner ist als der Radius des Messers 10.
Dabei ist ein vorlaufender Abschnitt der Schneide 14 dichter
dem Mittelpunkt M des Messers 10 benachbart als ein hinterer
oder nachlaufender Bereich der Schneide 14. Wenn sich die
Schneide 14 in Richtung des Pfeiles bewegt, dann wird sie
durch den Materialbahnstreifen gezogen und wandert dabei zunehmend
radial nach außen. Dadurch erfolgt ein ziehender Schnitt.
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Ein
Winkel α zwischen einer Tangente 20 an einem Kreis,
der durch einen am weitesten radial außen liegenden Punkt
des Messers definiert ist, und einer Tangente 21 an die
Schneide 14 beträgt maximal 30°. Die
Schneide 14 wird also tatsächlich ziehend durch
den Materialbahnstreifen 2 geführt.
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Wie
insbesondere in 3 zu erkennen ist, weist das
Messer 10 einen topfförmigen Querschnitt auf,
d. h. es weist eine Ausnehmung 22 auf mit einer Höhe
von wenigen Millimetern. Diese Ausnehmung 22 erstreckt
sich bis in einen Überlappungsbereich 23 (1 und 4),
der zwischen den beiden Messern 9, 10 ausgebildet
ist. In diesem Überlappungsbereich 23 ergibt sich
dadurch ein Freiraum, der verhindert, dass sich dort Fetzen der
Materialbahn festsetzen können.
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Die
Schneide 14 ist an einem radialen Vorsprung 24 angeordnet.
Dieser radiale Vorsprung 24 ist an seiner radialen Außenseite
um etwa 45° angeschliffen. Die Schneide 14 weist
also eine ebene Seite 25 und eine schräge Seite 26 auf,
wobei die Messer 9, 10 so angeordnet sind, dass
die ebenen Seiten 25 einander zugewandt sind.
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Jedes
Messer 9, 10 ist von einem Motor 27, 28 angetrieben.
Die Achsen der Messer 9, 10 sind allerdings nicht
parallel, so dass auch die Messer 9, 10 mit ihren
ebenen Seiten 25 nicht parallel zueinander angeordnet sind.
Dies geht aus den 4 und 5 hervor.
Insbesondere aus 5 ergibt sich, dass die Messer 9, 10 zueinander
geneigte Rotationsebenen besitzen. Eine Rotationsebene wird durch
einen beliebigen Punkt auf dem rotierenden Messer 9, 10 definiert.
Die beiden Rotationsebenen schließen also, wie dies in 5 zu
erkennen ist, einen spitzen Winkel β zueinander ein, der
maximal 30°, vorzugsweise aber sogar nur maximal 15° beträgt.
Dadurch steigt die Dicke des aus den Messern 9, 10 gebildeten
Pakets nicht nennenswert an und der durchtrennte Materialbahnstreifen 2 kann
leicht über die Quertrenneinrichtung 8 hinweg
geführt werden.
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Eine
derartige Anordnung lässt sich dadurch erreichen, dass
die Messer in einem Block 29 befestigt sind, der zur Aufnahme
der jeweiligen Messer-Motor-Anordnungen 9, 27; 10, 28 Bohrungen
aufweist, deren Achsen in entsprechender Weise zueinander geneigt
sind.
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Die
Schutzeinrichtung 17, 18 lässt sich allerdings
auch dann verwenden, wenn die Messer 9, 10 zueinander
parallele Rotationsebenen aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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