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Title:
ARRANGEMENT AND METHOD FOR PRODUCING EXPANDED MATERIAL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/041980
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an arrangement for producing expanded material (8), in particular sheet-like metal webs (2). Said arrangement has cutting means (3) for producing contiguous strips from sheet webs (5), and means (6, 7) for expanding the web (5). The cutting means (3) contains devices which release water jets or laser or electron beams (4). Said devices are arranged substantially adjacent each other transversely to the running direction of the web (2), and are controlled by a control system.

Inventors:
JAROSCH FRIEDRICH (AT)
Application Number:
PCT/EP1996/002267
Publication Date:
November 13, 1997
Filing Date:
May 29, 1996
Export Citation:
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Assignee:
CORT INTERNATIONAL ESTABLISHME (LI)
JAROSCH FRIEDRICH (AT)
International Classes:
B21D31/04; B23K15/00; B23K15/08; B23K26/00; B23K26/08; B23K26/38; B26F1/26; B26F3/00; B26F3/16; B23K101/16; (IPC1-7): B21D31/04; B23K26/08; B26F1/26; B23K15/00
Foreign References:
EP0340619A11989-11-08
US5083487A1992-01-28
US4328411A1982-05-04
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 253 (M - 339) 20 November 1984 (1984-11-20)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 466 (M - 772) 7 December 1988 (1988-12-07)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. 1Anordnung zur Erzeugung von Streckmaterial, insbesondere aus folienartigen Metallbahnen, mit einer Schneideinrich¬ tung zur Erzeugung zusammenhängender Streifen aus Folien¬ bahnen, und mit einer Streckeinrichtung zum Strecken der Bahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneideinrichtung (3) Laser, Wasser oder Elektronenstrahlen (4) abgebende Vorrichtungen enthält, die im wesentlichen nebeneinander quer zur Laufrichtung der Bahn (2) angeordnet sind und durch eine Steuereinrichtung (13) kontrolliert werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Laser, Wasser oder Elektronenstrahlen abgebenden Vorrichtungen einzeln positionierbar sind bzw. die Laser, Wasser, oder Elektronenstrahlen (4) unabhängig von einan der ausgerichtet werden können.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die die Laser, Wasser oder Elektronen¬ strahlen abgebenden Vorrichtungen einzeln schaltbar sind.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlen (4) abgebenden Vorrichtungen mit steuerbaren Ablenkungsoptiken, insbeson¬ dere Glasfasern, verbunden sind, die von einer einzigen La serimpulse erzeugenden Einrichtung gespeist werden.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die die Laser, Wasser oder Elektronen¬ strahlen (4) abgebenden Vorrichtungen hinsichtlich der ab gegebenen Energie unabhängig voneinander einstellbar sind.
6. Verfahren zur Erzeugung von Streckmaterial, insbesondere aus folienartigen Metallbahnen, bei dem mit einer Schneid¬ einrichtung zusammenhängende Streifen aus Folienbahnen er¬ zeugt werden, und darauffolgend die geschnittene Folienbahn mit einer Streckeinrichtung einer ein oder zweiachsigen Streckung unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiden mit Laser, Wasser oder Elektronenstrahlen er¬ folgt, deren Quellen im wesentlichen nebeneinander quer zur Laufrichtung der Bahn angeordnet und durch eine Steuerein richtung (13) kontrolliert werden.
Description:
ANORDNUNG UND VERFAHREN ZUR ERZEUGUNG VON STRECKMATERIAL

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Erzeugung von Streckmaterial, insbesondere aus folienarti¬ gen Metallbahnen, mit einer Schneideinrichtung zur Erzeu¬ gung zusammenhängender Streifen aus Folienbahnen, und mit einer Streckeinrichtung zum Strecken der Bahn.

Ein solches Streckmaterial sind metallische und/oder nicht¬ metallische mono- und/oder multifile Verbundwaben aus flä¬ chigem Trägerwerkstoff. Die Verbundwaben können z.B. aus beschichtetem Papier, Gummi, Aluminium, Edelstahl, Edelme¬ tall, Keramik oder Kunststoffeh mit jedem geforderten Mo- dul, Dehnung und Härte gefertigt werden (z.B. Kohlefa- ser/Aramid Waben für hochfeste TrägerStrukturen) .

Die bevorzugte Material- und/oder Verbundstärke der dafür benötigten Folien aus metallischen und/oder nichtmetalli- sehen flächigen Waren, sowie die mögliche Kombination die¬ ser flächigen Gebilde (Verbundwerkstoffe) , liegt zwischen 25 und 90μ.

Das Streckmaterial kann als Klimasperre, Wärmetauscher, Ab- standhalter, Flammensperre, Filter, Isolator, Explosions¬ schutz, Oberflächenvergrößerung, Katalysator u.a. Verwen¬ dung finden.

Insbesondere zur Verringerung der Explosionsgefahr bei Treibstofftanks und/oder Gastanks (Flüssiggas) ist es be¬ reits bekanntgeworden, ein derartiges Streckmaterial aus einer bestimmten Aluminiumlegierung zu verwenden, wobei es derart zur Anwendung gelangt, daß es als Coil (Netzwerkbal¬ len) oder in Form von gestauchten Rundkörpern aus diesem Netzwerk, in Tanks eingebracht wird, dort eine wesentliche Oberlächenvergrößerung bewirkt, jedoch nur einige Prozent

ERSATZBLATT (REGEL28)

des Tankvolumens einnimmt.

Ebenfalls ist bekanntgeworden, daß die bisherige Praxis nur diese bestimmte Aluminiumlegierungen zu verwenden (andere Materialien waren aufgrund des noch zu zitierenden Her¬ stellverfahren nicht zu verarbeiten) , bei den Anwendern ei¬ nes derarigen Explosionsschutzes auf Kritik gestoßen ist, da sich der Werkstoff Aluminium in der Praxis für wesentli¬ che Anwendungsgebiete, aufgrund jeweils damit verbundener chemischer, bzw. metallurgischer Nachteile, als nicht brauchbar herausgestellt hat.

Es ist daher eine wesentliche Forderung der potentiellen Anwender, daß das Material des Streckmateriales in Abhän- gigkeit vom Verwendungszweck, d.h. beispielsweise beim Ein¬ satz als Explosionsschutz in Treibstoff- und/oder Gastanks, den zu transportierenden oder zu speichernden Substanzen, ausgewählt werden kann und mit einem höchstmöglichen Sau¬ berkeitsstandard verarbeitet wird, da es sich teilweise an- wenderseits um Reinräume, in denen derartige Streckmateria¬ lien eingebracht werden, handelt.

Bisherige Anordnungen haben diesen Anforderungen nicht Rechnung getragen.

Eine derartige Anordnung ist z.B. aus der EP-B 340 619 be¬ kannt. Hier besteht die Schneideinheit aus zusammenwirken¬ den Messerwalzen, die sowohl in in Quer- als auch in Längs¬ richtung vorgegebenen Abständen Schlitze in die Folienbahn schneiden. Die Messer der Messerwalzen sind selbstschärfend und. unterliegen einer starken Abnützung, die ein häufiges Auswechseln und damit einen Produktionsstop der Anlage be¬ dingen. Das Material und vorallem die Härte der Messer schränken die Materialwahl für die zu bearbeitenden Folien- bahnen ein. Durch die Abmessungen der Schneideinrichtung des Standes der Technik ist das Material, die Dicke und die

Breite der Folie, sowie die Anordnung der Schlitze vorgege¬ ben. Eine Anpassung an verschiedene Forderungen der Praxis je nach Anwendungsgebiet ist nicht möglich.

Ferner kommt es beim Schneiden mit den Messerwalzen zum Ab¬ fall von Spänen und winzigen Abriebteilchen, die in vielen der obigen Anwendungen unerwünscht sind. Z.B. gelangen sie in den in einem explosionsgeschützten Tank befindlichen Treibstoff und verschmutzen die Filteranlage oder wenn die feinen Partikeln durch die Filteranlage nicht zurückgehal¬ ten werden, gelangen sie z.B. in die Kolben eines Verbren¬ nungsmotors und verursachen dort eine übermäßige Abnutzung und letztendlich Zerstörung des Verbrennungsraumes. Das Schneiden mit Messerwalzen erfordert auch das Vorhanden sein von Schmiermitteln, die nach dem Schneiden entfernt werden müssen, was bei vertretbarem Aufwand nur unvollstän¬ dig gelingt und zur Korrosion der Oberfläche des Streckma¬ terials führen kann.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Anord¬ nung der eingangs genannten Art zu schaffen und ein Verfah¬ ren zu finden, bei der bzw. bei dem die angeführten Nach¬ teile nicht mehr auftreten. Die Verarbeitung verschiedens¬ ter Materialien mit beliebigen Abmessungen soll in mehreren Varianten möglich sein.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß bei einer Anordnung der eingangs genannten Art die Schneideinrichtung Laser-, Wasser- oder Elektronenstrahlen abgebende Vorrichtungen enthält, die im wesentlichen nebeneinander quer zur Lauf¬ richtung der Bahn angeordnet sind und durch eine Steuerein¬ richtung kontrolliert werden.

Beim Laserschneiden fallen beispielsweise keine Späne und Partikeln an, Schmiermittel sind nicht erforderlich. Je nach den Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials, wie

z.B. Härte und Dicke, und nach den gewünschten Eigenschaf¬ ten des bearbeiteten Endprodukts werden über die Steuerein¬ richtung die Schneidestrahlen eingestellt. Natürlich kann über die Steuereinrichtung die Länge der Schnitte einge- stellt werden.

Vorzugsweise sind die die Laser-, Wasser- oder Elektronen¬ strahlen abgebenden Vorrichtungen einzeln positionierbar, bzw. die Laser-, Wasser- oder Elektronenstrahlen unabhängig voneinander ausrichtbar, sodaß die Schnitte beliebig auf den Bahnen erzeugt werden können.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die die Laser-, Wasser- oder Elektronenstrahlen abgebenden Vorrichtungen einzeln schaltbar, wodurch die Breite der Streifen variabel ist. Ist z.B. jede zweite Strahlenvor¬ richtung nicht in Betrieb, verdoppelt sich die Streifen¬ breite.

Bei bevorzugt anzuwendenden Laservorrichtungen besteht ins¬ besondere auch die Möglichkeit, ein notwendiges Strahlen¬ gitter zum Schneiden nicht durch eine Viehlzahl einzelner Laser zu erzeugen, sondern dieses Gitter durch steuerbare Ablenkungsoptiken (Glasfaser etc.), die von einem einzigen Laserimpuls gespeist werden, energiesparender zu realisie¬ ren. Die Laserstrahlen abgebenden Vorrichtungen sind also mit steuerbaren Ablenkungsoptiken, insbesondere Glasfasern verbunden, die von einer einzigen Laserimpulse erzeugenden Einrichtung gespeist werden.

Schließlich sind vorzugsweise die die Laser-, Wasser-, Elektronenstrahlen abgebenden Vorrichtungen hinsichtlich der abgegebenen Energie unabhängig voneinander einstellbar. Die erforderliche Energie hängt von der Härte und der Dicke des zu bearbeitenden Materials, sowie von der gewünschten Schlitzbreite ab.

Die solcherarts mit quer und/oder längs zur Laufrichtung verlaufenden Schlitzen, versehenen vorbehandelten Folien¬ bahnen, werden danach durch räumliches Aufziehen (Strecken- einrichtung) , zu wickeiförmigen Streckmetallkörpern ausge¬ bildet.

Da bei einem derartigen Aufziehen der vorbehandelten (quer zur Längsrichtung geschnitten) Folienbahn nicht nur eine Verbreiterung, sondern gleichzeitig in Laufrichtung auch eine Verkürzung der Folienbahn eintritt, ist es wesentlich, daß bei einer kontinuierlich arbeitenden Produktionsvor¬ richtung, mit einer nacheinander angeordneten und durch die jeweils gleiche Folienbahn verbundene Schneide- und Streck- einheit, und nur eine solche ist als zielführend wirt¬ schaftlich anzusehen, während des eigentlichen Streckvor¬ ganges es zu einer Erniedrigung der Durchlaufgeschwindig- keit der Folienbahn im Verhältnis der beim Strecken erfol¬ genden Längenverkürzung der Folienbahn kommt.

Das Strecken selbst, erfolgt im wesentlichen dadurch, daß die geschnittene Folienbahn an seinen Rändern gehalten und weiter transportiert wird, während es in der Mitte auf ei¬ nen gegenüber der Ebene der geschnittenen Folienbahn unter einem spitzen Winkel nach oben gerichteten Auflaufkörper verläuft, wobei statt dem Auflaufkörper auch ein umlaufen¬ des Band gewählt werden kann, das sinnhafterweise einen runden Querschnitt aufzuweisen hat, und das aus einem Mate¬ rial mit hohem Reibwert gegenüber dem Material der Folien- bahn zu bestehen hat.

Als randseitige Halterung für die Folienbahn können ver¬ schiedenste Arten von Reinolds-Förderketten, oder Zahnrie¬ menstrecken aus Kunststoff-, Gewebezahnriemen, deren Ober- fläche aus elastischem Material (Kautschuk, Gummi, etc.) besteht, zur Anwendung gelangen. Durch Auswechseln des Auf-

laufkörpers und entsprechender Geschwindigkeitssteuerung der Maschine ist eine Veränderung der diversen Streckfakto¬ ren der Folienbahn möglich.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine mögliche Ausfüh¬ rungsform der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Von einem Foliencoil 1 der von einer Halterung 11 getragen wird, wird die unbehandelte Folie 2 abgezogen und einem Be¬ arbeitungstisch 12 zugeführt. Über dem Bearbeitungstisch 12 ist quer zur Laufrichtung der Folienbahn 2 eine Schneide¬ vorrichtung 3 angeordnet, die Vorrichtungen zur Abgabe von Laser-, Wasser- oder Elektronenstrahlen 4 enthält. Die Schneideeinrichtung 3 bzw. die darin enthaltenen Strahlen 4 abgebenden Vorrichtungen werden durch eine Steuereinrich- tung 13 kontrolliert. Über diese Steuereinrichtung 13 ist die Position der einzelnen Strahlen 4 abgebenden Vorrich¬ tungen, die Ausrichtung der Strahlen 4, die Aktivierung der einzelnen Vorrichtungen, die Intensität der Strahlen 4 und die Schnittlänge der Strahlen 4 einstellbar. Die durch die Strahlen 4 geschnittene Folie 5 wird infolge einer Streck¬ einrichtung, bestehend aus randseitigen Halterungen 6, die gleichzeitig für den Vortrieb der geschnittenen Folienbahn 5 bzw. der gestreckten Folienbahn 8 sorgt, und einem Auf- laufkörper 7 der sich in der Darstellung unterhalb der dar- gestellten gestreckten Folienbahn 8 befindet und die Strek- kung der geschnitten Folienbahn 5 zur gestreckten Folien¬ bahn 8 bewirkt. Die dermaßen geschnittene und gestreckte Folienbahn 8 wird auf einer Aufrollraspel 9 wiederum zu ei¬ nem Coil gewickelt.