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Dokumentenidentifikation DE69501397T2 06.08.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0751841
Titel VORRICHTUNG ZUM SCHNEIDEN VON BLATTMATERIAL
Anmelder Sheikh, Ghaleb al Hamad, Arlington, Va., US
Erfinder GUTHRIE, Duncan Richard, Melbourn Hertfordshire SG8 6BW, GB;
SMITH, David William, Hardwick Cambridge CB3 7UX, GB;
WOOD, John David, Waterbeach Cambridge CB5 9QJ, GB
Vertreter Patentanwalt Dipl.-Ing. Walter Jackisch & Partner, 70192 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69501397
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 27.03.1995
EP-Aktenzeichen 959123563
WO-Anmeldetag 27.03.1995
PCT-Aktenzeichen GB9500670
WO-Veröffentlichungsnummer 9526838
WO-Veröffentlichungsdatum 12.10.1995
EP-Offenlegungsdatum 08.01.1997
EP date of grant 07.01.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 06.08.1998
IPC-Hauptklasse B21D 31/04
IPC-Nebenklasse B23D 25/12   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich zum Schlitzen einer Folie oder Bahn aus Metall.

Aus der Druckschrift US-A-5 142 755 ist eine Vorrichtung zum Schlitzen einer Metallfolie für diesen Zweck bekannt. Die Vorrichtung hat zwei gegenläufige Zylinder, von denen der eine an seinem Außenumfang eine Reihe von Schneidmessern und der andere entsprechende Ausnehmungen zur Aufnahme der Messer aufweist, wenn diese die Metallfolie zwischen den beiden Zylindern schneiden. Für eine derartige Anordnung sind ein genauer Rapport zwischen den Messern und den Ausnehmungen sowie enge Maßtoleranzen erforderlich, die in der Praxis schwer zu erreichen sind.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial anzugeben, beispielsweise zum Schneiden von sich im wesentlichen quer zur Längsrichtung einer Materialbahn erstreckenden Schlitzen, bei der die Maßtoleranzen weniger eng sind.

Aus der EP-A-0122996 ist eine rotierende Bahnschneidemaschine zum Zerschneiden einer Bahn in Bögen bekannt. Diese Maschine hat zwei gegenläufige Glieder in Form von Walzen. Auf dem Umfang jeder gegenläufigen Walze sind mit vorgegebenem Abstand und Schrägungswinkel mehrere Rippen angeordnet, wobei der Schrägungswinkel auf der einen gegenläufigen Walze entgegengesetzt zu dem auf der anderen Walze verläuft. Die Rippen bestehen aus wendelförmigen Schneidmessern, die im Betrieb zusammenwirken, um Flachmaterial durch Abscheren zu zerschneiden. Die Walzen sind auf Wellen montiert, die in Lagern drehbar gelagert sind. Es ist eine Stellvorrichtung vorhanden, um eine oder beide Walzen in axialer Richtung zu bewegen und die Messer zum Ausgleich von Verschleiß relativ zueinander einzustellen, wobei sich die Walzen weiterdrehen, so daß der Betrieb der Maschine nicht unterbrochen wird.

Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial vorgesehen, bestehend aus zwei drehbaren Gliedern, nämlich einem Antriebsglied und einem angetriebenen Glied, wobei jedes Glied auf seinem Umfang mehrere Rippen mit vorgegebenem Abstand und Schrägungswinkel aufweist, wobei der Abstand der Rippen auf dem Antriebsglied kleiner ist als der Abstand der Rippen auf dem angetriebenen Glied und der Schrägungswinkel der Rippen auf dem Antriebsglied entgegengesetzt zu dem Schrägungswinkel der Rippen auf dem angetriebenen Glied verläuft und eine geringere Größe als dieser hat, und wobei im Betrieb die Rippen auf dem Antriebsglied in Antriebseingriff mit den Rippen auf dem angetriebenen Glied treten und die Rippen zusammenwirken, um das Flachmaterial durch Abscheren zu zerschneiden.

Vorzugsweise wirkt auf das angetriebene Glied ein hemmendes Drehmoment, um sicherzustellen, daß das angetriebene Glied im Eingriff mit dem Antriebsglied bleibt.

Vorzugsweise ist jedes Glied im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist über seinen Umfang eine gleichmäßige Anordnung von Rillen auf, wobei jede der Rippen von zwei zugehörigen Rillen begrenzt ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weisen das Antriebsglied und das angetriebene Glied über ihren Umfang jeweils dieselbe Anzahl von Rippen auf, wobei der Durchmesser des Antriebsgliedes geringer ist als der des angetriebenen Gliedes, da der Abstand der Rippen auf dem Antriebsglied geringer ist als der Abstand der Rippen auf dem angetriebenen Glied.

Die Rippen auf dem angetriebenen Glied können durch Ausnehmungen unterbrochen sein, so daß die Vorrichtung Schlitze in Querrichtung des Flachmaterials schneidet. Ein derartiger geschlitzter Bogen kann zur Bildung eines Metallnetzes expandiert werden. Alternativ wird das Flachmaterial von der Vorrichtung (in Richtung seiner Breite) in getrennte Streifen geschnitten, wenn jede Rippe auf dem angetriebenen Glied durchgehend ausgebildet ist.

Im folgenden ist die erfindungsgemäße Vorrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Vorrichtung in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 einen Teil eines Antriebsgliedes der Vorrichtung in perspektivischer Teilansicht, vergrößert dargestellt,

Fig. 3 einen Teil eines angetriebenen Gliedes der Vorrichtung in perspektivischer Teilansicht, vergrößert dargestellt,

Fig. 4 eine Bahn aus Flachmaterial, die beim Durchlauf zwischen dem Antriebsglied und dem angetriebenen Glied von diesen geschnitten wird,

Fig. 5 eine Vorderansicht des Antriebsgliedes,

Fig. 6 einen Teilschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5, vergrößert dargestellt,

Fig. 7 eine Vorderansicht des angetriebenen Gliedes,

Fig. 8 einen Teilschnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7, vergrößert dargestellt, und

Fig. 9 eine Reihe von Schnittansichten von aufeinanderfolgenden Positionen in Richtung des Pfeiles X in Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung hat ein Antriebsglied in Form eines im wesentlichen zylindrischen Antriebswerkzeuges 10 und ein angetriebenes Glied in Form eines im wesentlichen zylindrischen angetriebenen Werkzeuges 12, wobei die Werkzeuge 10 und 12 an auf Abstand liegenden Stützen 14 drehbar gehalten sind, derart, daß zwischen den Werkzeugen 10 und 12 ein Spalt gebildet ist, durch den eine Metallfolienbahn hindurchgeführt wird, die in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 16 bezeichnet ist.

Das in den Fig. 2, 5 und 6 gezeigte Antriebswerkzeug 10 weist über seinen Umfang zweiundsiebzig in gleichem Winkel und Abstand angeordnete Rillen auf, die zweiundsiebzig in gleichem Winkel und Abstand angeordnete Rippen 18 von gleicher Form und Größe bilden. Jede Rippe 18 hat eine radial äußere Oberfläche 20 (Fig. 6), die teilzylindrisch ist, eine vordere Flanke, die im Schnitt eine radiale Vorderkante 22 bildet, und eine hintere Flanke, die im Schnitt eine Hinterkante 24 bildet und derart abgeschrägt ist, daß zwischen der Hinterkante 24 und der Vorderkante 22 der benachbarten Rippe 18 ein Winkel von 59º gebildet ist.

Jede Rippe 18 hat einen wendelförmigen Verlauf, wie durch die unterbrochene Linie 26 in Fig. 5 dargestellt. Von der einen radialen Stirnfläche des Antriebswerkzeuges bis zur anderen radialen Stirnfläche (eine Entfernung von 280 mm) ist jede Rippe 18 um einen Winkel von 5,71º verschoben und in einem rechtsdrehenden Schräglaufwinkel von 0,586º zur Mittelachse 28 des Antriebswerkzeuges 10 angeordnet. Die hinteren Flanken der Rippen 18 sind in Fig. 6 in perspektivischer Verkürzung sichtbar.

Das in den Fig. 3, 7 und 8 gezeigte angetriebene Werkzeug 12 weist über seinen Umfang zweiundsiebzig in gleichem Winkel und Abstand angeordnete Rillen auf, die zweiundsiebzig in gleichem Winkel und Abstand angeordnete Rippen 30 bilden. Jede Rippe 30 ist von sechzehn Ausnehmungen 31 unterbrochen (Fig. 3), und die Rippen 30 sind in einem anderen Schrägungswinkel und Abstand als die Rippen 18 des Antriebswerkzeuges 10 angeordnet. Aus Fig. 8 wird deutlich, daß jede Rippe 30 eine radial äußere Oberfläche 32 hat, die teilzylindrisch ist, eine hintere Flanke, die eine radiale Hinterkante 34 bildet, und eine abgeschrägte vordere Flanke, die eine Vorderkante 36 bildet, welche mit der Hinterkante 34 der benachbarten Rippe einen Winkel von 75º bildet. Im Vergleich zum Durchmesser des Antriebswerkzeuges von 65,637 mm beträgt der Durchmesser des angetriebenen Werkzeuges 71,873 mm. Da sowohl auf dem Antriebswerkzeug als auch auf dem angetriebenen Werkzeug zweiundsiebzig Rippen angeordnet sind, beträgt der Abstand der Rippen 18 auf dem Antriebswerkzeug 10 das 0,91fache des Abstandes der Rippen 30 auf dem angetriebenen Werkzeug 12.

Jede Rippe 30 auf dem angetriebenen Werkzeug 12 hat zwischen den Stirnflächen des angetriebenen Werkzeuges einen wendelförmigen Verlauf 38 (Fig. 7), wobei der Schrägungswinkel entgegengesetzt zu dem Schrägungswinkel der Rippen 18 auf dem Antriebswerkzeug 10 verläuft. Von der einen radialen Stirnfläche des angetriebenen Werkzeuges bis zur anderen radialen Stirnfläche (eine Entfernung von 280 mm) ist jede Rippe 30 um einen Winkel von 5,81º verschoben und in einem linksdrehenden Schräglaufwinkel von 0,6519º angeordnet, so daß der Schrägungswinkel der Rippen 30 auf dem angetriebenen Werkzeug größer ist als der Schrägungswinkel der Rippen auf dem Antriebswerkzeug und entgegengesetzt zu diesem verläuft.

Das angetriebene Werkzeug 12 ist drehbar gehalten und unterliegt einem hemmenden Drehmoment, wodurch das angetriebene Werkzeug im Eingriff mit dem Antriebswerkzeug bleibt.

Im Betrieb wird das Antriebswerkzeug 10 drehbar angetrieben, und die radiale Vorderkante 22 einer Rippe 18 tritt in Eingriff mit der radialen Hinterkante 34 einer Rippe 30, wodurch das angetriebene Werkzeug 12 in der entgegengesetzten Richtung drehend angetrieben wird. Die Metallfolienbahn 16 wird in den Spalt zwischen den Werkzeugen 10 und 12 eingeführt und von den zusammenwirkenden Rippen derart geschnitten, daß eine Anzahl von Schlitzen gebildet ist, die sich im wesentlichen in Querrichtung der Bahn erstrecken und aufgrund der Ausnehmungen 31 unterbrochen sind.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Ende des Antriebswerkzeuges 10 in seiner Lage einstellbar, um den Steigungswinkel des Antriebswerkzeuges zu verändern und dadurch einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten; dies erfolgt durch Anbringen des Lagerbockes 35 (in dem ein Ende des Antriebswerkzeuges drehbar gehalten ist) an einem Keil 36, der durch eine Schraube in seiner Lage einstellbar ist. Durch diese Einstellung wird der Winkel des Schräglaufes zwischen den Drehachsen des Antriebswerkzeuges und des angetriebenen Werkzeuges verändert.

Fig. 9 zeigt eine Reihe von Schnittansichten, die eine Reihe von Positionen in Richtung des Pfeiles X in Fig. 1 zum selben Zeitpunkt darstellen. Schnitt 1 in Fig. 9 verläuft durch eine Ebene am vorderen Ende der ineinandergreifenden Werkzeuge in Fig. 1, und Schnitt 6 durch eine Ebene am hinteren Ende der ineinandergreifenden Werkzeuge in Fig. 1. Zu dem in Fig. 1 dargestellten Zeitpunkt erfolgt das Schneiden der Bahn in Schnitt 6, bei dem sich die Rippen um etwa 0,3 mm überlappen. Kurz darauf ist der Schneidevorgang in Schnitt 6 beendet, beginnt dann in Schnitt 1 und wird nacheinander durch die Schnitte 2 bis 6 fortgesetzt. Das Schneiden erfolgt demnach in einem begrenzten Bereich, der sich kontinuierlich längs des Spaltes in axialer Richtung der Werkzeuge verschiebt, bis er die hinteren radialen Enden der Werkzeuge in Fig. 1 erreicht und danach auf die vorderen radialen Enden in Fig. 1 zurückspringt.

Die Profile der Rippen 18 und 30 sind in den Fig. 6 und 8 im Detail und in den Fig. 4 und 9 schematisch dargestellt.

Die unterschiedlichen Schrägungswinkel und Abstände der Rippen 18 und 30 dienen zum Schutz der Rippen und verhindern, daß sie sich gegenseitig beschädigen, wobei gewährleistet ist, daß die Werkzeuge aufeinander abgestimmt sind und zwischen den jeweiligen radialen Kanten örtlich begrenzt ineinander eingreifen, so daß durch die Abscherwirkung die Schlitze quer über die Metallbahn eingeschnitten werden. Diese kann danach zur Bildung eines Metallnetzes expandiert werden.

Die geschlitzte Metallbahn wird expandiert und bildet ein Metallnetz, das zum Löschen von Bränden, Kontrollieren von Explosionen oder als Netz in der Architektur und zur Verstärkung von Verkleidungen, Estrichen, Fußgängerwegen und Treppenstufen verwendet werden kann, wobei Materialien von Aluminium bis zu rostfreiem Stahl geschnitten und expandiert werden.

Bei einer alternativen Ausgestaltung des angetriebenen Werkzeuges 12 sind die Rippen durchgehend ausgebildet, so daß das Flachmaterial durchgehend in Richtung seiner Breite geschnitten wird, um getrennte Streifen zu bilden, wie sie von Shreddern erzeugt werden.

Bei einer alternativen Werkzeuganordnung ist das Antriebswerkzeug von zwei oder mehreren "satellitenartigen" angetriebenen Werkzeugen umgeben. Das Antriebswerkzeug hat Schneidkanten, die den Abstand des fertigen Schnittbildes (in der Längsrichtung der Bahn) bestimmen. Die Satellitenwerkzeuge haben Schneidkanten mit größeren Winkelabständen. Ihr Abstand hängt von der Gesamtzahl von Satellitenwerkzeugen und der benötigten Anzahl von Abständen vor Wiederholung des Schnittbildes ab. Für diese Werkzeuge gelten dieselben Konstruktionsregeln wie für das einfache System mit zwei Werkzeugen (d. h. Antrieb der angetriebenen Werkzeuge durch das Antriebswerkzeug gegen ein vorgegebenes hemmendes Drehmoment, unterschiedlicher linearer Abstand zwischen Antriebswerkzeug und angetriebenen Werkzeugen sowie Schrägungswinkel von unterschiedlicher Größe und Richtung auf jedem Werkzeug). Der Hauptvorteil dieses Systems gegenüber der einfachen Anordnung mit zwei Werkzeugen besteht darin, daß ein komplexes Muster von Schnitten mit geringem Abstand zwischen den Schnitten durch Werkzeuge erzielt werden kann, die relativ einfach herzustellen sind.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial, bestehend aus zwei drehbaren Gliedern in Form eines Antriebsgliedes (10) und eines angetriebenen Gliedes (12), wobei jedes Glied auf seinem Umfang mehrere Rippen (18, 30) mit vorgegebenem Abstand und Schrägungswinkel aufweist, wobei der Abstand der Rippen (18) auf dem Antriebsglied (10) kleiner ist als der Abstand der Rippen (30) auf dem angetriebenen Glied (12) und der Schrägungswinkel der Rippen (18) auf dem Antriebsglied (10) entgegengesetzt zu dem Schrägungswinkel der Rippen (30) auf dem angetriebenen Glied (12) verläuft und eine geringere Größe als dieser hat, und wobei im Betrieb die Rippen (18) auf dem Antriebsglied (10) in Antriebseingriff mit den Rippen (30) auf dem angetriebenen Glied (12) treten und die Rippen (18, 30) zusammenwirken, um das Flachmaterial (16) durch Abscheren zu zerschneiden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der auf das angetriebene Glied (12) ein hemmendes Drehmoment wirkt, um sicherzustellen, daß das angetriebene Glied (12) im Eingriff mit dem Antriebsglied (10) bleibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der jedes Glied (10, 12) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und über seinen Umfang eine gleichmäßige Anordnung von Rillen aufweist, wobei jede der Rippen (18, 30) von zwei zugehörigen Rillen begrenzt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Antriebsglied (10) und das angetriebene Glied (12) über ihren Umfang jeweils dieselbe Anzahl von Rippen (18, 30) aufweisen, wobei der Durchmesser des Antriebsgliedes (10) geringer ist als der des angetriebenen Gliedes (12), da der Abstand der Rippen (18) auf dem Antriebsglied (10) geringer ist als der Abstand der Rippen (30) auf dem angetriebenen Glied (12).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der jede Rippe (30) auf dem angetriebenen Glied (12) mehrere Ausnehmungen (31) aufweist, die mit Abstand längs der Rippe (30) angeordnet sind, so daß das Flachmaterial (16) im Betrieb derart geschnitten wird, daß eine Anzahl von Schlitzen gebildet ist, die sich im wesentlichen in Querrichtung des Flachmaterials erstrecken, wobei die Schlitze aufgrund der Ausnehmungen in den Rippen (18, 30) durch ungeschlitzte Bereiche unterbrochen sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der jede Rippe (18, 30) auf dem angetriebenen Glied (12) und auf dem Antriebsglied (10) durchgehend ausgebildet ist, so daß das Flachmaterial (16) im Betrieb in Richtung seiner Breite geschnitten wird, um getrennte Streifen zu bilden.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Einstellvorrichtung vorhanden ist, um den Winkel des Schräglaufes zwischen den Drehachsen der beiden drehbaren Glieder (10, 12) einzustellen und damit den Steigungswinkel des Antriebsgliedes (10) zu verändern.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das angetriebene Glied (12) eines von mehreren angetriebenen Gliedern (12) ist, die das Antriebsglied (10) umgeben.







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