Trennvorrichtung für eine fließbandähnliche Fertiqunqslinie

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Materialien die in einem fließbandähnlichen Produktionsprozess hergestellt werden und zum Zwecke eines gewünschten Auslieferungszustandes in bestimmte Formate aufgetrennt werden müssen.

Ein derartiges Material ist zum Beispiel Mineralwolle, das zum Versand in handelsübliche Platten aufgetrennt werden muss.

Dämmstoffe aus Mineralwolle bestehen aus glasig erstarrten Mineralfasern, die mit geringen Mengen eines Bindemittels, zumeist eines duroplastisch aushärtenden Kunststoffes prinzipiell punktweise miteinander verbunden sind. Die Mineralfasern werden aus einer Schmelze gewonnen, die in einem Zerfaserungsaggregat zerfasert wird. Handelsüblich werden Dämmstoffe aus Glaswolle und Steinwolle unterschieden.

Glaswolle - Fasern werden aus silikatischen Schmelzen mit relativ hohem Alkaligehalt, gegebenenfalls auch Boroxiden, in der Weise hergestellt, dass die Schmelze durch die feinen Wandöffnungen eines rotierenden Körpers hindurch geleitet wird. Dabei entstehen relativ lange und glatte Mineralfasern, die mit Bindemitteln und Imprägniermitteln versehen, auf ein luftdurchlässiges Transportband fallen.

Eine aus den Zerfaserungsaggregaten abgezogene endlose Faserbahn wird entsprechend der gewünschten Dicke und Rohdichte mehr oder weniger schnell abtransportiert. Die Aushärtung des, die Struktur des herzustellenden Dämmstoffs fixierenden, Bindemittels erfolgt in einem Härteofen, in dem Heißluft durch die Faserbahn hindurch geleitet wird. Anschließend wird die ausgehärtete Faserbahn seitlich beschnitten und beispielsweise in der Mitte in zwei Bahnen aufgetrennt, von denen nahezu verlustfrei Dämmstoffplatten mit einer bestimmten Länge und, im Rahmen der Bahnbreite, beliebigen Breiten abgetrennt werden können.

Dämmstoffe aus Steinfasern, insbesondere Dämmstoff platten aus Steinfasern, lassen sich weniger leicht komprimieren als Dämmstoffe aus Glasfasern, da sie deutlich unterschiedliche Strukturen aufweisen, die sich im Wesentlichen in der, in

sich verwirbelten, Form der kurzen Steinfasern zeigen, wobei die Steinfasern bereits auf dem Weg von der Zerfaserungsmaschine zu einem Transportband zu Flocken aggregieren. Die daraus hergestellten Dämmstoffe weisen beispielsweise über die Breite der Produktionslinie und die Höhe der Faserbahn sehr enge Schwankungen der Rohdichte auf.

Dämmstoffplatten aus Steinfasern werden mit üblichen Abmessungen von 1m oder 1 ,2 m Länge bei einer Breite von 0,6 m oder 0,625 m und Dicken von ca. 20 mm bis ca. 240 mm hergestellt.

Dämmstoffplatten werden in großen Mengen produziert und müssen deshalb, bevor sie in Stapeln geordnet werden, erst in entsprechende Formate aufgetrennt werden.

Aus der österreichischen Patentschrift AT 104894 ist zu einem vergleichbaren

Zweck eine Kurbeltriebpendelsäge mit Förderband zum Verschieben des

Schneidgutes bekannt geworden.

Diese Säge weist eine einstellbare Vorrichtung auf mit der die jeweils abzuschneidende Schnittlänge genau bemessen werden kann.

Mit dieser Vorrichtung lassen sich lediglich geringe Taktzeiten für die Abtrennung des

Schneidgutes erreichen.

Aus der Schweizer Patentschrift CH 93038 ist eine Pendelsäge bekannt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Sägeblatt mittels eines hängenden Lenkers an einer ortsfest gelagerten Wippe aufgehängt ist, so dass es durch Vor - und Zurückschwingen des hängenden Lenkers an der Wippe in waagrechter Bahn verschoben werden kann. Auch bei dieser Lösung lassen sich naturgemäß keine nennenswerten Taktzeiten erreichen.

In der DE 198 46 946 A1 sind Funktionsweisen von Punktkontakt - Pendelsägen beschrieben, wobei hierbei Sägen verstanden werden bei denen das Sägewerkzeug aus einem oder mehreren eingespannten parallelen Sägeblättern besteht. Für diese Bauform wird in dieser Schrift vorgeschlagen, dass die Pendelmasse, also der Sägerahmen mit den Sägeblättern nicht auf einer kreisförmigen Bahn pendelt, sondern auf einer doppelt zykloidischen Bahnkurve. Hinweise für den Bau einer

Pendelsäge mit kreisförmigen Sägeblättern sind dieser Schrift jedoch nicht zu entnehmen.

Die Entwicklung in jüngerer Zeit geht dahin, Pendelsägen zu entwickeln die über hydraulische Vorrichtungen betätigt werden die teuer sind, relativ träge reagieren und aufwendige Steuerungsvorgänge erfordern. Ein druckschriftlicher Nachweis ist hierzu nicht bekannt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum schnellen und zuverlässigen Trennen von Materialien zu schaffen, die in einem fließbandähnlichen Produktionsprozess hergestellt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach dem Anspruch 1 und 2, bzw. ein Verfahren nach dem Anspruch 6.

Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 : die Trennvorrichtung in einer perspektivischen Schrägansicht,

Fig.2: die Trennvorrichtung in einer perspektivischen Seitenansicht

Fig.3. die Trennvorrichtung schräg von oben

Fig.4. eine Detaildarstellung der Umlenkeinheit

Die in der Figur 1 dargestellte Trennvorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem

Grundrahmen ( 9 ) der die beiden oberen Schlittenträger ( 1 ) als Traversen aufweist.

An dem hinteren Schlittenträger ( 1 ) ist eine Laufschiene ( 21 ) für den Schlitten ( 4 ) befestigt der unter anderem die Lager und Aufnahmen ( 11 ) für die Sägeblätter ( 6 ) trägt.

Der Schlitten ( 4 ) lässt sich über einen Synchro - Antrieb ( 3 ) bewegen.

Der Schlitten ( 4 ) läuft einerseits auf der Laufschiene ( 21 ) und ist andererseits starr mit der Umlenkeinheit ( 12 ) verbunden. Diese Umlenkeinheit ( 12 ) weist ihrerseits einen Führungsschlitten auf, der auf der Laufschiene ( 20 ) läuft.

Bei einer sehr starren und stabilen Ausführung kann auf diesen Führungsschlitten der Umlenkeinheit ( 12 ) verzichtet werden.

Die Umlenkeinheit ( 12 ) stellt sicher, dass die Sägeblätter ( 6 ) im Bereich der

Laufebene des Transportbandes ( 15 ) dieses nicht ungewollt zertrennen können.

Dieses wird dadurch erreicht, dass das Transportband ( 15 ) im Bereich der

Sägblätter ( 6 ) in der Form einer V - förmigen oder U - förmigen Umleitung umgeleitet wird.

Die Umleitung ist verschiebbar ausgestaltet.

Da die Sägeblätter ( 6 ) ihrerseits über den Schlitten ( 4 ) verschiebbar sein müssen, ist die Umlenkeinheit ( 12 ) starr mit dem Schlitten ( 4 ) verbunden und bewegt sich deshalb synchron mit der Stellung der Sägeblätter ( 6 ).

Die der Umlenkeinheit ( 12 ) zugehörigen oberen Umlenkrollen ( 16 ) und die untere

Umlenkrolle ( 17 ) sind in der Fig. 1 wegen der perspektivischen Darstellung nur unklar zu erkennen und sind deshalb in der Fig. 4 noch einmal vergrößert herausgezeichnet.

Das Transportband ( 15 ) wird von dem Antrieb ( 13 ) über die Antriebsrolle ( 19 ) bewegt.

Im Bereich der Umlenkeinheit sorgt die Absaugvorrichtung ( 18 ) für die Entsorgung des Sägestaubs.

In der Seitenansicht der Fig. 2 ist, neben dem schon erwähnten Schlittenträger ( 1 ), dem Synchro - Antrieb ( 3 ) und dem Grundrahmen ( 9 ) jeweils eine Antriebseinheit

( 2 ) für ein Sägeblatt ( 6 ) dargestellt. Die jeweilige Kraftübertragung von der

Antriebseinheit ( 2 ) auf die Sägeblätter ( 6 ) erfolgt hierbei über ein

Kraftübertragungselement ( 8 ). Ein solches Element ( 8 ) kann aus einem

Zahnriemen, einer Kette oder auch aus einem Kardanantrieb bestehen.

Die zusätzliche Pendelbewegung der Sägeblätter ( 6 ) wird über das jeweilige

Pendelelement ( 14 ) bewerkstelligt.

Die Sägeblätter ( 6 ) können im gleichen Drehsinn laufen oder auch gegenläufig betrieben werden. Hierbei ist auf die Zähnung zu achten.

Der gesamte Antrieb ist in einem Pendelgehäuse ( 7 ) geschützt untergebracht.

Auf dem Transportband ( 15 ) ist in dieser Darstellung ein, im Querschnitt rechteckiger, zu trennender Werkstoff ( 10 ) skizziert.

Die Funktionseinheit ( 22 ) bezeichnet Sensoren der unterschiedlichsten Bauarten und Erfassungsbereiche. Je nachdem welche Werkstoffe von der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung zu bearbeiten sind, sind unterschiedliche

Parameter zu erfassen um die Betriebssicherheit der gesamten Anlage zu gewährleisten. So sind zum Beispiel neben der Erfassung der Drehzahl jedes Sägeblatts ( 6 ), dem Abfall der Drehzahl beim Eintauchvorgang in das Werkstück und der Temperatur im Trennbereich auch die unterschiedlichsten Parameter zu erfassen die auf unzulässige Vibrationen hindeuten. Gerade in diesem Bereich sind für jeden Werkstoff unterschiedliche charakteristische Werte zu beachten. Bei dem Abtrennen von steinartigem Material wird beim Betrieb der Sägeblätter ( 6 ) die Einhaltung einer doppelt zykloidischen Bahnkurve bevorzugt. Diese wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass die Pendelbahn nicht kreisförmig ist. Nähere Angaben hierzu finden sich in der DE 198 46 946 A1 , bei der kein Schutzrecht besteht und die daher freier Stand der Technik ist. Eine derartige Bahnkurve hat sich auch bei der Abtrennung anderer Materialien als vorteilhaft herausgestellt.

In der Darstellung der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung schräg von oben der Fig. 3 ist zusätzlich die genaue Lage der Abdeckung des Sägespalts ( 24 ) zu erkennen.

Außerdem ist aus dieser Figur die exponierte Lage des Kamera - Systems ( 23 ) in Bezug zur gesamten Vorrichtung auszumachen. Der Begriff Kamera - System beinhaltet hierbei, jeweils nach dem Grad der erforderlichen überwachung und der Ausbaustufe des automatischen Ablaufs, unterschiedliche Ausstattungsvarianten. So können neben der Erfassung von Stereo - Bildern auch Aufnahmen in speziellen Frequenzgebieten des Lichts, zum Beispiel im Infrarot - Bereich, erforderlich sein.

Die in der Fig. 4 im Detail gezeigte Bandführung zur Umlenkung des

Transportbandes ( 15 ) im Bereich der Sägeblätter ( 6 ), zeigt einen in senkrechter

Richtung sich erstreckenden Teil der Umlenkeinheit ( 12 ) dem gegenüber ein

Sägeblatt ( 6 ) im Schnitt dargestellt ist.

Die oberen Umlenkrollen ( 16 ) und die untere Umlenkrolle ( 17 ) sind fester

Bestandteil der Umlenkeinheit ( 12 ). Anstelle der einen, unteren Umlenkrolle ( 17 ) können auch zwei Umlenkrollen ( 17 ) verbaut werden.

Die Antriebsrolle ( 19 ), die auch in der Fig. 1 und Fig. 3 dargestellt ist , treibt das gesamte Transportband ( 15 ) an. Die Niederhalterollen ( 5 ), die oberen

Umlenkrollen ( 16 ) und die untere Umlenkrolle ( 17 ), sowie die rechte, nicht näher

bezeichnete, Rolle sorgen für den gezeichneten Verlauf des Transportbandes ( 15 ). Die Abdeckung ( 24 ) reduziert den Sägespalt auf das notwendige Maß.

Anstelle der Sägeblätter ( 6 ) können auch andere Mittel zum Abtrennen des jeweiligen Materials in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen sein, wie zum Beispiel Laser und /oder Hochdruck / Wasserstrahlgeräte. Die Anlageteile, die die Träger für die Trennmittel darstellen, müssen in diesem Fall entsprechend umgebaut werden. Es ist auch in besonderen Fällen die Verwendung von Laser und / oder Hochdruck - Wasserstrahlgeräten in Verbindung mit den Sägeblättern ( 6 ) denkbar. Ebenso kann auch der Ersatz lediglich eines Sägeblatts ( 6 ) durch einen Laser und / oder ein Hochdruck - Wasserstrahlgerät die Lösung spezieller Probleme bei der Abtrennung bringen, wobei das andere Sägeblatt ( 6 ) entfällt.

Für den Fall einer Abtrennung des anfallenden Materials über eine Laser - Vorrichtung oder über ein Hochdruck - Wasserstrahlgerät ist die Abdeckung ( 24 ) mit einer, einerseits die Rolle ( 17 ) schützenden, aber die Abtrennung andererseits sicher gewährleistenden entsprechenden Ausformung zu versehen.

Bei sämtlichen Antrieben werden, anstelle von zum Beispiel hydraulischen Antrieben, Servomotoren eingesetzt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, vor allem wegen der präzise zu steuernden Servomotoren und der zahlreichen, über den Betriebsablauf informierenden, Sensoren automatisch betrieben werden. Ein entsprechendes Steuerungsprogramm ist von einem Fachmann zu erstellen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einer Einrichtung zur Schalldämmung versehen sein. Im einfachsten Fall besteht diese aus einer schalldämmenden Umhüllung. Ein aufwändigeres Verfahren zu diesem Zweck besteht in der Schallreduzierung durch Phasenumkehr und Erzeugung von Gegenschall der am meisten störenden Frequenzanteile.

Bei der Beschickung der Anlage mit Mineralwolle - Platten wurde eine Taktzeit von 43 Schnitten pro Minute erreicht.

Da der Vorgang der Materialabtrennung automatisch abläuft und andererseits auch berücksichtigt werden muss, dass die Standzeit der Sägeblätter ( 6 ) beschränkt ist und sich am deutlichsten in einer geringeren Schnittleitung zeigt, wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Schnittleistung erfasst. Am einfachsten kann dies geschehen über die Messung des Zeitintervalls das für einen oder mehrere Schnittvorgänge benötigt wird und den Vergleich mit dem entsprechenden Zeitintervall nach der Installation eines neuen Sägeblattes. Zudem ist ersichtlich, dass die Messung der Vorschubgeschwindigkeit des abzutrennenden Materials für die Steuerung des automatischen Abtrennvorgangs erfasst werden muss.

Bezugszeichenliste

( 1 ) Schlittenträger

( 2 ) Antriebseinheit für ein Sägeblatt

( 3 ) Synchro - Antrieb für den Hauptschlitten

( 4 ) Schlitten

( 5 ) Niederhalterollen

( 6 ) Sägeblatt

( 7 ) Pendelgehäuse

( 8 ) Kraftübertragungselement für den Sägeblattantrieb

( 9 ) Grundrahmen

( 10 ) Werkstoff

( 11 ) Lager und Aufnahme für ein Sägeblatt

( 12 ) Umlenkeinheit

( 13 ) Antrieb für Transportband ( 14 ) Antriebseinheit für Pendel ( 15 ) Transportband

( 16 ) obere Umlenkrolle

( 17 ) untere Umlenkrolle

( 18 ) Absaugvorrichtung für Sägestaub

( 19 ) Antriebsrolle

( 20 ) Laufschiene des Führungsschlittens für die Umlenkeinheit

( 21 ) Laufschiene für den Hauptschlitten

( 22 ) Sensor - System

( 23 ) Kamera - System

( 24 ) Abdeckung Sägespalt