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Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial
mit einem eine Auflagefläche für das ausgebreitete Flachmaterial bildenden Schneidtisch,
mit einer oberhalb der Auflagefläche angeordneten, dieser gegenüber während eines
Schneidvorganges bewegbaren Trageinrichtung mit einem daran befestigten, zur Auflagefläche
und dem darauf befindlichen Flachmaterial hin bzw. von diesen weg bewegbaren Werkzeugträger
(Schneidkopf) und mit einem an dem Werkzeugträger hängend angebrachten, hin- und
herbewegbaren Schneidwerkzeug, das mit dem Werkzeugträger von einer unteren Lage,
in der es entlang seiner eigenen Achse in Schneideingriff mit dem Flachmaterial
hin- und hergeht, in eine angehobene Lage, in der es außer Eingriff mit dem Flachmaterial
hin- und hergeht, zu bringen ist.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine numerisch gesteuerte
Schneidvorrichtung, die zum Schneiden von Mustersticken aus Gewebeauflagen, die
zu einem Stapel von geringer Höhe zusammengefaßt sind, geeignet ist.
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Die Verwendung von numerisch gesteuerten Schneidwerkzeugen oder -vorrichtungen
zum Schneiden von Flachmaterialien, z.B.
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Geweben, in der Bekleidungs- und Automobilindustrie sowie in anderen,
Flachmaterial verarbeitenden Industriezweigen, ist bekannt. Eine numerisch gesteuerte
Vorrichtung ist in der Lage, große Mengen von Musterstücken aus Stapeln von mehr
als 150 Lagen eines Flachmaterials mit hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit auszuschneiden.
Schneidprogramme steuern den Betrieb eines Schneidwerkzeugs, z.B. einer hin- und
hergehenden Schneidklinge, und bewegen dieses translatorisch durch hohe oder flache
Auflagen, die in ausgebreitetem Zustand auf einem Schneidtisch festgehalten sind.
Eine Relativbewegung zwischen der Schneidklinge und den Auflagen kann durch Bewegung
der Schneidklinge oder der Auflage oder von beiden unter Programmsteuerung hervorgerufen
werden.
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Eine bekannte Schneidvorrichtung, bei der die Flachmaterialauflage
auf einem unter Sauglufteinfluß stehenden Tisch festgehalten wird, zeigt die US-PS
3 495 492. Die Anwendung der Saugluft-Festhaltetechnik ist für den Schneidbetrieb
förderlich, da jede Flachmaterialbahn in der Auflage in bezug zu den anderen Bahnen
und in bezug zur tragenden Auflagefläche fest in ihrer Lage gehalten wird, so daß
die einzelnen Muster- oder Schnittstücke von der obersten bis zur untersten Schicht
des Auflage stapels genau übereinstir:aen. Weil Schneidvorrichtungen, wie sie Gegenstand
der US-PS 3 495 492 sind, zum Schneiden von Auflagen mit unterschiedlichen Höhen
- gerechnet von der Auflagefläche des Schneidtisches - verwendet werden, sind sie
derart ausgelegt, daß sie den maximalen, während des Schneidbetriebs an hohen Auflagestapeln
mit einer Höhe von 15 cm und darüber auftretenden Beanspruchungen gewachsen sind.
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Demzufolge ist deren Geschwindigkeit und Beweglichkeit, wenn Stapel
von geringerer Höhe geschnitten werden, etvas'eingeschränkt, d.h. geringer, als
es für diese Stapelhöhen notwendig wäre.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schneidkopf zur Verwendung
in Schneidmaschinen oder -vorrichtungen der erläuterten Art, mit dencn Auflagen
einer geringen Stapelhöhe bearbeitet werden, zu scnffen. Der Schneidkopf soll derart
aufgebaut sein, daß er nur geringe translatorische und polare Trägheitsmomente aufweist,
so daß er wirksam und leistungsfähig in Abhängigkeit von einem vereinfachten Schneidprogratnm
in Auflagen von niedriger Stapelhöhe arbeitet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Hauptanspruch angegebenen
Mitteln und Maßnahmen gelöst.
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Der Schneidkopf der Schneidvorrichtung weist eine Klingenschärfvorrichtung
und eine Schneidklinge auf, die sich im Schneidbetrieb translatorisch durch ein
ausgebreitetes Flachmaterial bewegt. Die Schneidklinge ist an einer Tragplatte gehalten,
die oberhalb einer Auflagefläche, auf der das Flachmaterial festgehalten wird, gelagert
ist, und die Klinge wird gegen die Auflagefläche hin bzw. von dieser weg bewegt,
um sie in oder außer Schneideingriff mit dem Flachmaterial zu bringen. Vorzugsweise
ist die Schneidklinge hin- und hergehend, d.h. sie arbeitet reziprozierend, und
hängt von der Tragplatte - um eine rechtwinklig zur Auflagefläche gerichtete Achse
drehbar - herab. Während eines Schneidvorganges wird die Klinge translatorisch durch
das Flachmaterial verschoben und um die rechtwinklige Achse im Winkel ausgerichtet,
so daß sie an jedem Punkt der Schneidbahn tangierend zur Schnittlinie liegt. Die
die Winkelausrichtung bewerkstelligenden Bauele7pnte sind ebenfalls auf der Tragplatte
befestigt.
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Die Klingenschärfvorrichtung ist mit der Klinge hängend an der Tragplatte
angebracht und wird durch wahlweise zum Einsatz zu bringende Antriebseinrichtungen
betätigt, wenn die Schneidklinge um die vertikale Achse schnell dreht. Die Schärfvorrichtung
weist eine nahe der Schneidkante der Klinge angeordnete Schleifscheibe auf, die
mit der Klinge um die vertikale Achse drehbar ist.
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Die Antriebseirwrichtungen umfassen u.a. ein mlt der Schleifscheibe
verbunes Ausgangs-Antriebselement. Wenn die Schärfvorrichtung zum Einsatz kommt,
so drehen das Antriebselement und die Schleifscheibe in Abhängigkeit von der Drehung
der Klinge um die lotrechte Achse. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
schließen die Antriebseinrichtungen ein Planetengetriebe und eine nach Wahl betätigte
Brems- oder Klemmvorrichtung ein, welche mit einem Teil des Planetengetriebes zusaimnenarbeitet,
um eine Drehung des Antriebselements gleichzeitig mit der Klinge hervorzurufen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die Zeichnungen zeigen bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Schneidvorrichtung,
bei der der Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommt.
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Fig. 2 ist eine Seitenansicht des vom Schlitten der Schneidvorrichtung
getragenen Schneidkopfes gemäß der Erfindung.
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Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Schneidkopf von Fig. 2.
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Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung für die Schneidklinge
am Schneidkopf.
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Fig. 5 ist ein Teilschnitt des in Fig. 4 gezeigten Exzenters Fig.
6 zeigt eine Teil-Seitenansicht des in der Antriebsvorrichtung zur Anwendung kommenden
Exzenters und der zugeordneten Klingenführung.
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Fig. 7 zeigt eine teilweise geschnittene Sü4*cnansicht des Schneidkopfes
mit einer Klingenschärfvorrichtung gemäß einer ersten Ausbildung.
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Fig. 8 ist eine Darstellung der an der Schneidslinge angebrachten
hin- und hergehenden Antriebsverbindung.
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Fig. 9 zeigt eine teilweise geschnittene Teilansicht der Antriebsverbindung
von Fig. 8.
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Fig. 10 ist ein Querschnitt durch die Klingenschärfvorrichtung nach
der Linie lo - 10 in der Fig. 7.
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Fig. 11 zeigt den Querschnitt durch die Klingenschärfvorrichtung nach
der Linie 11 - 11 in der Fig. 7.
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Fig. 12 ist eine geschnitten dargestellte Ansicht einer S&närfvorrichtung
gemäß einer zweiten Ausbildung.
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Fig. 13 zeigt die Draufsicht bzw. den Schnitt nach der Linie 13 -
13 in der Fig. 12.
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Die Schneidvorrichtung 10 (Fig. 1), bei der der Schneidkopf gemäß
der Erfindung zur Anwendung kommt, weist einen Schneidtisch 12 und einen programmgesteuerten
Rechmer 14 auf, der den Betrieb an Scnneidtisch 12 in Übereinstimmun it einem auf
einem Programmband 16 festgelegten Schneidprogramm steuert.
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Befehle werden vom Rechner 14 über ein Kabel 13 zum Tisch 12 übertragen,
@ber das auch im Verlauf des Schn@@dbetriebs Rückkopplung@@@formationen vom Tisch
zum Rechner geführt werden.
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Der Schneidtisch 12 hat eine durchdringbre e Auflagefläche 20, auf
der das Flachmaterial S ausgebreitet liectt. Das Material kann an den gegenüberliegenden
Schmalseiten des Tisches 12 in Rollen gelagert sein, so daß es entweder in einer
einzigen Lage oder in menreren, einen Auflagestaeffi bildenden Lagen auf der Auflaqefläche
ausgebreitet werden kann,, Oberhalb der Auflagefläche 20 ist ein Schneidkopf 22
Teil r-ner hin- und hergehenden Schneidklince 24 mittels eines X-Schlittens 26,
der den Tisch 12 überbrückt und in der X-Richtung auf Führungsbahnen verfahrbar
ist, und mittels eines am X-Schlitten 26 gelagerten Y-Schlittens 28 gehalten. Der
Y-Schlitten 28 ist in der Y-Richtung in bezug zum Tisch 12 an F@@rungsbahnen des
X-Schlittens 26 verfahrbar. Ein am X-Schlitten 26 befestigter X-Antriebsmotor 30
hat (nicht gezeigte) Ritzel, die in die auf gegenüberliegenden Iängsseite; os Tisches
12 angebrachten Zahnstangen 34 eingreifen, so der X-Schlitten in Übereinstimmung
mit den vom Rechner 14 zugef@hrten Programmbefehlen verfahren werden kann. Ein eb@nfalls
am X-Schlitten 26 befestigter Y-Antriebsmotor 32 stcht über eine (nicht gezeigte)
Leitspindel oder über gleichartige Antriebsmittel, z.B. ein Zahnrad/Zahnriemen-Antrieb,
mit dem Y-Schlitten 28 in Verbindung und wird In Übereinstimmung mit den Schneidprogramm
vom Rechner 14 gesteuert.
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Die kombinierten Bewegungen der Schlitten 26 und 28 ermöglichen eine
Verschiebung der Schneidklinge 24 oberhalb und zu allen Punkten der Auflagefläche
20 im Schneideingriff mit dem Flachmaterial S. Die gesteuerten Bewegungen der Schlitten
26, 28 und der Klinge 24 erlauben ein Ausschneiden von M@@@erstücken, wie z.B. des
Stücks P, aus dem Fl@@@@@chm@terial, @@@@@@erweise wird anstelle das gezeigten einzel@en
Musterstäcks @ ein Anreiß-oder Markierungestück, das eine Keihe von Musterst@@cken
in enger Lage zueinander bestim@@t, aus dem Flachmaterial geschmitten.
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Damit die Klin?e 24 vollkommen das Flachmateria gc-samten Außenumfang
des Musterstäcks P durchtrennt, wird das die Auflagefläche 20 des Tisches bildende
Bett vorzugsweise aus durchdringbaren Blöcken eines geschäumten Kunststoffs oder
aus bürstenartigen Matten aufgebaut. Eine dem durchdringbaren Bett zugeordnete Saa
nlage hc.lt das Flachmaterial fest gegen die lagefläche 20 und verhindert ein Verschieben
des Materials auf dieser Flaone im Verlauf des Schneidvorgangs. Wenn das die Auflage
bildende Material luftundurchlässig ist, so ist es von Vorteil, eine !.lle von luftundurchlässigem
Werkstoff, z.3. eine Bahn aus Polyäthylen, auf dem Flachmaterial anzubri@gen, die
dessen Festhalten unterstützt. Eine Schneidvorrichtung mit einem Schneidtisch aus
durchdringbarem Material und mit einer Saugluft-Festhalteanlage ist in der US-PS
3 495 492 gezeIgt und beschrieben Die baulichen Einzelheiten des auf den Schlitten
26, 28 gelagerten Schneidkopfes 22 zeigen die Fig. 2, 3 und 4 deutlicher.
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Alle Bauteile des Schneidkopfes sind auf einer Tragplatte 40 befestigt,
die entweder unmittelbar an dem Y-Schlitten 28 angebracht sein oder ein Teil von
diesem an den Führungen 42 bilden kenn. Die Schneidklinge 24 ist an einem schwenkbaren
Tragarm 44 aufgchängt, der in bezug zur Auflagefläche 20 des Schneidtische@ an Ständern
46, die an der Tragplatte 40 befestigt sind, schwe@@
kann. Mit
dem Tragarm 44 ist ein Dreh-Elektromagnet 48 fest verbunden, von dessen drehbarem
Antriebseie-.£nt eine Treibstange 50 zu einem der Ständer 46 suhrt. Der Magn@t 48
kann somit den Tragarm 44 und in Verbindung damit die Schneidklinge 24 zwischen
einer oberen Lage, in der die Klinge außer Eingriff mit dem zu scnneidenden Material
ist, und einer unteren Lage, in der die Klinge mit der Material auf der Auflagefläche
20 in Schneideingriff ist, bewegen.
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An der Tragplatte 40 ist ein Motor 60 für die Hin- und Herbewegung
der Klinge 24 gelagert, der über eine durch die Schwenkachse des Tragarmes 44 und
der Stander 46 verlaufende Getriebekette mit der Klinge 24 verbunden ist. Die Getriebekette
besteht, wie Fig. 4 zeigt, aus einer Riemenscheibe 62, einem Antrierriemen 64, einer
Riemenscheibe 6C, einer Achse welle 68, einer Riemenscheibe 70, einem Antriebsriemen
72, einer Riemenscheibe 74, einer Achswelle 76 und einem Exzenter 78.
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Die Fig. 5 zeigt den Exzenter 78 deutlicher, der durch eine Stellschraube
80 an der Achswelle 76 festgehalten ist, Ein mittels einer Büchse 84 versetzt zur
Welle 76 gelagerter Kurbelzapfen 82 mit einer Klemmschraube 86 dient der Befestigung
der hin- und hergehenden Antriebsverbindung für die Schneidklinge, die in Fig. 8
dargestellt ist.
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Diese Antriebsverbindung zwischen dem Exzenter 78 und der Schneidklinge
24 verläuft durch ein in den Fig. 2 und 6 gezeigtes Führungsaggregat 90, das auf
der Tragplatte 40 an zwei massiven, ortsfesten Gleitstangen 92, 94 gelagert ist
und eine lingenführungsplatte 96, die an den Stangen 92, 94 zwischen den in Fig.
2 ausgezogen und strichpunktiert
dargestellten Lagen auf- und ab
verschiehbnr ist, aufweist.
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Die Auf-AB-Bewegung der Fhrungsp1atte 96 wird curch ein Vergindungsgli@d
98 hervorgerufen, das am vorragenden Ende des Tragarmes 44 angebracht ist und insofern
eine mit dem Anheben un Einstechen der Klinge 24 aus den und in das Flachmater@@@l
übereinstimmende Bewegung ausführt. An der Führungspl@@tte 96 sind über G@lenkarme
104, 105 zwei Führungs@@@@n 100, 102 pendelnd angobracht, die durch zwei (nicht
gezeigte) Federn gegen eine flexbie Verbindugnsstange 103 @@@reßt werden, welche
den @@eren Teil der hin-und hergehenden Antriebsverbindung fär die Klinge bildet.
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Der Druck zur Federn kann durch Kopfschrauben silo, 112 verändert
verden, um eine mittige Lage für cie ac-en 100, 102 zu erhalten.
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Es ist klar, daß die flexible Verbindungsstange 1C8 innerhalb des
in Fig. 6 strichpunktiert angegebenen Bereichs Biegungen erfährt, da der Kurbelzapfen
82 im Exzenter 78 eine Kreisbahn durchläuft. Die Führungsrollen Qoo, 102 stellen
einen Bezugspunkt dar, an dem bzw. durch den die Hin- und Herbewegung der Schneidklinge
24 linear verläuft, während Abweichungen des Kurbelzapfens 82 von den entlang der
vertikalen, durch den Bezugspunkt verlaufenden Achse liegenden Punkten durch die
flexible Verbindungsstange 108 aufgenommen werden müssen. Es ist ferner zu bemerken,
daß die begrenzte Bogenbewegung des Exzenters 78, die bei einem Schwenken des Tragarmes
44 zwischen seiner oberen und unteren Lage auftritt, ebenfalls von der flexiblen
Verbindungsstange 108 aufgenommen wird.
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Auf der Tragplatte 40 ist ferner (Fig. 2 und 3) ein Ausricht- oder
&; -Antriebsmotor 120 nahe dem Motor 60 für die Hin- und Herbewegung angebracht.
Die @@@@@@klinge 24 ist, worauf noch eingegangen werden wir@@, @@@@eine # -Achse
122 (Fig. 2) drehb@r aufgeh@ngt. Die Ach@@@ 23 steht senkrecht auf der Auflagefläche
20. Die Drch@@@@2 oder Winkelausrichtung der Klinge 24 @@ die # - Ac@@@@ 122 wird
während des Schnei@@organges durch den # - Antri@@@@ter 120 geregelt, so daß die
@@@inge @an@@ntial entlang der Schnittelinien oder Schneidbah@@n im Flachmaterial
S versch@@@@@ wird. Eine G@triebekette verbindet die Klinge 24 mit @@@ Moter 120,
und diese weist eine Zahnriemenscheibe 126 auf der Motorwelle, eine Zahri@@enscheibe
130, die mit der K@@@@@ 24 verbunden ist, was noch erläutert werden wird, und einen
zwischen die Riemenscheiben 126 und 130 geschalteten Zannriemen 128 auf. Ebenso
wie die durch den X- bzw. Y Y-Antriebsmotor 30 bzw. 32 bestimmte X- bzw. Y-Lage
der Klingn muß auch deren Winkelausrichtung genau gesteuert werden; deswogen kammt
ein Zahnriemenscheiben/Zahnriemen-S@stem zur A@@endung, und mit dem #-Antriebsmotor
120 kann ein (nicht gezeigter) Rückkopplungsfühler oder -melder verbunden werden,
der an den Rechner 14 ein Steilungssignal gibt.
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Aus der bisherigen Beschreibung ergibt sich klar, daß die hin- und
hergehende Schneidklinge 24 in eine Lage abcesenkt bzw. angehoben werden kann, in
der sie mit dem auf dem Schncidtisch 12 liegenden Flachmaterial S in oder außer
Schneideingriff ist. Die Schneidklinge 24 wird tr@@slatorisch entlang einer Schnittlinie
im Flachmaterial durch den X-und Y-Schlitten 26 bzw. 28 verschoben, wobei .if- durch
den # -Antriebsmotor 120 in tangentialer Lage zur Schnittlinie gehalten wird. Die
Klinge 24 kann fortdauer@d nir- und herbewegt
werden, wenn sie
in den und aus dem Sehneideingriff mit dem Flachmaterial bewegt wird, und zwar dank
der Riemen/ Riemenscheiben-Getriebekette, die vom Motor 60 durch die Schwenkachse
des Tragarmes 44 zum Exzenter 78 am vorragenden Ende dieses Armes verläuft.
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Die Fig. 2 und 7 zeigen im einzelnen die Konstruktion zur Befestigung
der Schneidklinge 24 für eine Min- und Merbewegung zum Einstech@n sowie Anheben
und zur Drehung relativ zur Tragplatte @@. Ein Gehäuse 140 ist mit der Tragblatte
40 auskrag@nd versch@aubt und nimmt die Zahnriemenscheibe 130 auf, welche die Drehung
der Schneidklinge 24 steuert. im Gehäuse 140 ist, um die # -Achse drehbar, eine
Hchlwelle oder Hülse 142 über Rolienlager 144, 146 gehalten. Die Riemenscheibe 130
ist mit der oberen Ende der Hülse 142 verkeilt, so so daß die Hälse in Abhängigkeit
von vom # -Antriebsmotor 120 (Fig. 2 und 3) empfangenen Steuersignalen um die #
-Achse 122 dreht.
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Eine innere Nut 143 in der Hülse 142 nimmt einen Keil oder Keilzapfen
1, der an der oberen Kante der K Klinge 24 ausgebildet ist, auf. Die Nut 148 erstreckt
sich in axialer Richtung entlang der Hülse 142, so daß der Zapfen 150 und die Nut
148 eine ein Drehmoment übertragende Schiebeverbindung zwischen der Klinge und der
Zahnriemenscheibe 130 herstellen. Eine Drehung der Riemenscheibe 130 um die G -Achse
122 führt zu einer entsprechenden Drehung der Klinke 24 während deren Hin- und Herbewegung
in der Bohrung der Hülse 142. Wie Fig. 7 zeigt, ist die Klinge 24 vollkommen vom
Flachmaterial abgehoben, das heißt, die Nut 148 hat eine Klinge, die die Einstech-
und Anhebebewegungen der Klinge wie auch deren Hin- und Herbewegungen während des
Cchneidvorganges ermöglicht.
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Es ist klar, daß die flexible Verbindungsstange 108 am oberen Ende
der hin- und hergehenden Antriebsverbindung im Hinblick auf die Verbindung mit dem
Exzenter 78 nicht um die 0 -Achse 122 drehen kann. Insofern mur derjenige Teil dieser
Antriebsverbindung, der zwischen der flexiblen Verbindungc;stange los und der Klinge
24 liegt (Fig. 8), die Relativdrebung zwischen Klinge und Verbindungsstange zusätzlich
zur Übertragung der Hin- und Herbewagung zwischen diesen Elewenten 108 und 24 ermöglichen.
Der mittlere Teil der Antriersverbindung besteht aus eine'. Zylinder 160 mit einem
Schwenk-Endstück 162, das eine kugelförmige Führung im oberen Ende des Zylinders
160 enthält. Die Wahrung ist mit der Verblndungsstange 108 verbunden und wird im
oberen des Zylinders 160 zwischen einem mit dem Zylinder verschweißen Distanzstück
164 und einem an der Stirnseite des Zylinders angebrachten Abschlußring 166 festgehalten.
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Am unteren Zylinderende ist die Klinge 4 über eine Schraube 168 an
einem im Zylinder verschweißten Block 170 angeschlossen (Fig. 9). Demzufolge überträgt
die flexible Verbindungsstange 108 hin- und hergehende Bewegungen vom Motor 60 auf
die Klinge 24, und die Schwenkverbindung 162, die durch die kugelförmige Führung
gebildet wir, erlaubt eine Drehung der Klinge um die C -Achse 122 in Abhängigkeit
vom Arbeiten des Antriebsmotors 120. Selbstverständlich bewirken die Schwenkverbindung
und die flexible Stange 108 auch das Einstechen bzw. Anheben der Klinge zum bzw.
aus dem Schneideingriff mit dem Flachmaterial.
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Am unteren Ende der Hülse 142, in der die Klinge hin- und hergeht,
ist eine Platte 180 mit einem Flansch (Fig. 7) fest angebracht, so daß diese mit
der Klinge 24 um die 0 -Achse 122 dreht. An den Flansch der Platte 180, der auf
einer
Seite dieser vorgesehen ist, ist eine Andrückfuß-Baugruppe
angeschraubt, die aus einem verschiebbaren Träger 182, zwei Schubstangen 184, 186
(siehe insb. Fig. 2) und einem Andrückfuß 188 besteht. Letzterer hat einen mittigen
Ausschnitt oder eine mittige Öffnung, durch die die hin- und hergehende Klinge 24
während des Schneidvorganges hindurchgeht. Die Schubstangen 184, 186 sind lose im
Träger 182 gehalten, so daß der Andrückfuß 188 auf der oberen Lage des Flachmaterials
S unter seinem Eigengewicht ruht und verhindert, daß das Material beim Aufwärtshub
der Klinge während des Schneidvorgangs mit angehoben wird.
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Es kann erwünscht oder vorteilhaft sein, die Andrückfuß-Baugruppe
mit einem Elektromagnet zu versehen, so daß der Andrückfuß selbsttätig vom Flachmaterial
abgehoben und in einer angehobenen Lage vor oder nach einem Schneidvorgang gehalten
wird. Aus diesem Grund sind am Schneidkopf ortsfeste Schleifringe 190 und ein umlaufender
Kontaktarm 192 angebracht. Durch diese Anordnung werden Steuersignale zwischen dem
unteren, drehenden Teil des Schneidkopfes und dem oberen, an der Tragplatte 40 ortsfest
angebrachten Teil übertragen. Der Kontaktarm 192 ist an einer Büchse 194 befestigt,
die ihrerseits an der Flanschplatte 180 mittels eines Stiftes 196 gehalten ist,
so daß die Büchse und der Kontaktarm sicher mit der Hülse 142 verbunden sind und
mit der Klinge 24 um die e -Achse 122 drehen. Es können mehrere Sätze von Schleifringen
und Kontaktarmen vorgesehen sein, um Befehle von oder zu anderen Bauteilen am drehenden
Teil des Schneidkopfes zu übermitteln.
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Mit dem verschiebbaren Träger 182 ist auch eine untere Klingenführung
200 verbunden, die das untere Ende der Klinge 24 abstützt, Diese Führung 200 hat
einen geschlitzten Hartmetalleinsatz, der gegen die Seiten und die Hinterkante der
Klinge anliegt, um ein Verbiegen oder Verdrehen zu verhindern, wenn die Klinge auf
der Schnitt linie durch das Flachmaterial vorwärts bewegt wird.
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Mit einer relativ schmalen, an ihrem unteren Ende zugespitzten Klinge
24, die im Schneidkopf so gelagert ist, daß ihre mittige Längsachse mit der @
-Achse@-Achse im wesentlichen übereinstimt, ist es möglich, Löcher in das
Flachmaterial zu Markierungs- oder anderen Zwecken zu bohren, indem die Klinge in
das Material an der gewünschten Stelle eingestochen und hier mittels des 0 -Antriebsmotors
120 schnell um die -) -Achse 122 gedreht wird. Ein solcher Bohrvorgang ist möglich,
weil die Klinge eine schmale Form von der vorlaufenden Schneidkante zur Hinterkante
hat. Diese Strecke beträgt vorzugsweise etwa 3 mm. Es ist zu bemerken, daß der Bohrvorgang
sowohl bei der Hin- und Herbewegung der Klinge wie auch ohne diese Bewegung vorgenommen
werden kann. Wenn das Bohren ohne Hin- und Herbewegung erfolgt, dann soll die Klinge
in ihrer unteren Hublage angehalten werden. Durch die Aufrechterhaltung der Hin-
und Herbewegung geht man jedoch der Schwierigkeit, die Klinge in einer ganz bestimmten
Lage anhalten zu müssen, aus dem Weg, und es werden die auf die Klinge wirkenden
Verdrehkräfte vermindert.
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Mit einer schmalen Klinge, wie eine solche gezeigt ist, ist es auch
möglich, scharfe Wendungen im Gewebematerial auszuführen, während geschnitten wird,
wobei es nicht
notwendig ist, die Klinge aus dem Material herauszuziehen
und wieder neu einzustechen. Damit kann das Schneidprogramm zur Steuerung und Bestimmung
eines Schneidvorganges dieser Art vereinfacht werden.
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Am unteren Teil des Schneidkopfes hängt eine Klingenschärfvorrichtung
210 (Fig. 7), die somit mit dem Schneidkopf verschoben wird, um ein Schärfen der
Klinge zu irgendeinem Zeitpunkt während des Schneidvorganges möglich zu machen.
Die Schärfvorrichtung 210 weist zwei Schleifscheiben 212, 214 (Fig. 11) auf, die
nahe je einer Seite der Klinge 24 und mit geringem Abstand von der vorlaufenden
Schneidkante angeordnet sind. Während des Schleif- oder Schärfvorganges werden die
Schleifscheiben 212, 214 abwechselnd in eine Berührung mit der Klinge 24 geschwenkt
und um ihre eigenen Achsen gedreht, indem man die gesamte Schärfvorrichtung 210
und die Klinge 24 schnell um die @ -Achse 122 rotieren läßt. Um einen derartigen
Betrieb herbeizuführen, ist ein Planetengetriebe vorgesehen.
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Wie die Fig. 7 und 10 am besten zeigen, ist an der Büchse 194 ein
weiter Zahnkranz 220 angebracht, der relativ zur Büchse 194 und zur Hülse 142, die
die Klinge 24 hält, drehbar ist, während eines Schneidvorganges jedoch dreht sich
der Zahnkranz mit der Klinge. In einem abgesetzten Arm 224 der Flanschplatte 180,
der dem Flansch gegenüberliegt, ist ein Planetenzahnrad 222 drehbar befestigt, das
mit den Zähnen des Zahnkranzes 220 kämmt. Das Planetenzahnrad 222 ist am oberen
Ende der drehbaren Antriebswelle 226 fest angebracht, mit deren mittlerem Teil ein
sich mit Clem Planetenzahnrad 222 drehendes Antriebsrad 228 mit zwei Kehlen fest
verbunden ist.
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Ein als elastomerer Ring ausgebildeter Antriebsriemen 230 verläuft
zwischen dem Antriebsrad 228 und der Schleifscheibe 214, die von einer Strebe 232
(Fig. 11) nahe der Klinge 24
gehalten wird. Ein weiterer (nicht
gezeigter) Antriebsriemen erstreckt sich zwischen der anderen Kehle im Antriebsrad
228 und der Schleifscheibe 212, die von einer Strebe 234 (Fig. 11) getragen wird.
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Beide Streben 232, 234 sind in einem Lagerblock 236 verankert, der
frei am unteren Ende der Antriebswelle 226 drehbar ist. Ein Scheibenpaar 238 bildet
eine Reibungskupplung zwischen dem Block 236 und dem Antriebsrad 228; die Reibungskraft
zwischen dem Block und dem Antriebsrad kann durch eine Druckfeder 240, die von einer
unterhalb des Blocks 236 und der Feder 240 angeordneten Mutter 242 beeinflußbar
ist, von Hand eingestellt werden.
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Die Klingenschärfvorrichtung 210 weist auch eine Brems- oder Klemmvorrichtung
250 auf, die vom Gehäuse 140 herabhängt und einen Elektromagnet 252 sowie einen
Bremsarm 254 enthält.
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Der Bremsarm 254 hängt an einer Konsole 256 nahe der AuBenumfangsfläche
des Zahnkranzes 220. Der Arm 254 ist in der Konsole 256 schwenkbar und mit dem Anker
des Elektromagneten 252 verbunden, so daß bei Einziehen des Ankers in das Magnetgehäuse
der Bremsarm an der Konsole im Uhrzeigersinn (bei Betrachtung von Fig. 7) schwenkt
und mit dem Zahnkranz 220 in eine Brems- oder Klemmlage kommt. Der Zahnkranz 220
wird dadurch in bezug zum Gehäuse 140 und zur Tragplatte 40 festgehalten.
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Wenn die Bremsvorrichtung erregt und der Zahnkranz 220 festgehalten
ist, so bewirkt eine Drehung der Schneidklinge 24 durch den @ -Antriebsmotor
120 einen Umlauf des Planetenzahnrades 222, des Antriebsrades 228 und der Schleifscheiben
212, 214 um die e -Achse mit der Klinge, und gleichzeitig wird den Schleifscheiben
eine Drehbewegung um ihre eigenen
Achsen vermittelt. Die zwischen
dem Antriehsrad 228 und dem Lagerblock 2'6 gebildete Reibungskupoiuna drückt die
eine oder andere der Schleifscheiben in eine Anlage an einer Seite der Schneidkante
der Klinge. Welche Schleifscheibe genau mit der Klinge in Berührung kommt, hängt
von der Drehung der Klinge 24 und des durch den Motor 120 um die 0 -Achse 122 drehbaren
Antriebstelis der Schärfvorrichtung 210 ab. Eine Drehung im Uhrzeigersinn (bei Betrachtung
von Fig. 11) bringt die Schleifscheibe 212 zur Berührung mit der Klinge 24, eine
Drehung im Gegenuhrzeigersinn bringt die Schleifscheibe 214 mit der Klinge 24 in
Berührung.Wird zur gleichen Zeit die Klinge, wenn sie gedreht wird, hin- und herbewegt,
so erfassen die Schleifscheiben im wesentlichen die gesamte Lange der Schneid kante
der Klinge. Der Schärfvorgang wird bei aus dem Flachmaterial herausgezogener Klinge
durchgeführt, weil das vom Antriebsmotor 120 hervorgerufene schnelle Drehen der
Klinge um die 0-Achse 122 die Antriebskräfte für die Schärfvorrichtung 210 liefert.
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Der Schärfvorgang kann in periodischen Abständen während des Schneidbetriebs
durchgeführt werden oder auch dann, wenn die insgesamt von der Klinge durchfahrene
Strecke eine vorbestimmte Gesamtlänge überschreitet. Ist der Schärfvorgang beendet,
so wird der 0 -Antriebsmotor 120 entregt, um die schnelle Drehung der Klinge 24
um die @ -Achse 122 zu beenden, und es wird der Elektromagnet 252 ebenfalls
entregt, so daß der Zahnkranz 220 freigegeben wird. Dann wirkt eine Zentrierfeder
260 auf den Lagerblock 236, so daß die Schleifscheiben 214, 216 in eine mittige
Lage seitwärts von der Klinge 24 und außer Berührung mit der vorlaufenden Schneidkante
gebracht werden.
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Die Fig. 12 und 13 zeigen eine andere Ausführungsform einer Klingenschärfvorrichtung
280, wie sie Gegenstand der Erfindung ist, Diese Sohärfvorrichtung 280 arbeitet
im wesentlichen in der gleichen Weise wie die bereits beschriebene Schärfvorrichtung
210, und sie ist weitgehend gleichartig aufgebaut. Unterschiedlich ist vor allem,
daß zwei Schleifscheibenpaare vom unteren Teil äes Schneidkopfes herabhängen, die
mit der Klinge 24 um die @ -Achse 122 drehen können. Ferner sind die Schleifscheiben
vertikal angeordnet, so daß sie um Achsen drehen, die rechtwinklig zur @-Achse
- und nicht parallel zu dieser wie bei dem vorherigen Beispiel - liegen. Mit zwei
in vertikalen Ebenen liegenden Schleifscheibenpaaren kann ein gr;Aßerer Teil der
Schneidkante der Klinge 24 geschärft werden, vor allem auch in kürzerer Zeit.
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Bei der Klingenschärfvorrichtung 280 ist eine Flanschplatte 282 mit
der Hülse oder Hohlwelle 142 durch einen Paßstift 283 verbunden, so daß die Klinge
24 und die Platte 282 zusammen um die 0 -Achse 122 drehen. Die Flanschplatte 282
trägt das Planetenzahnrad 222 am oberen Ende einer langen Antriebswelle 284 für
eine kreisförmige Umlaufbewegung um die @ -Achse bei Drehung der Schneidklinge.
Die Antriebswelle 284 ist durch Lager 288 am äußeren Ende eines Armes 286 der Flanschplatte
gehalten und kann sich um ihre Achse relativ zu zwei Gabelstücken des Armes 286
drehen.
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Wie Fig. 13 am besten erkennen läßt, ist ein oberes Paar von Schleifscheiben
290, 292 drehbar in einem Y-förmigen Gabelkopf 294 an der Antriebswelle 284 gehalten,
der an der Antriebswelle über Lager 296 (Fig. 12) schwenkbar
befestigt,
jedoch entlang der Antriebswelle in der gezeigten axialen Lagc durch die Lager festgelegt
ist. Damit kann der Gabelkopf 2,4 frei an der Antriebswelle 284 schwenken, und zwar
so, a die Stirnseite der einen oder anderen Schleifscheibe 290 oder 292 mit der
Schneidkante der Klinge 24 an der einen oder anderen Seite von dieser zur Anlage
kormnt.
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Antriebskräfte für die Schleifscheiben 290, 292 werden von der Antriebswelle
284 über die Antriebsrolle 3CO und die Riemenscheiben 302, 304 sowie 306 und über
einen Antriebsriemen 308 übertragen. Der Antriebsriemen 308 wird von einem elastomeren
Ring gebildet, der um alle Rollen bzw.
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Scheiben verläuft. Die Antriebsrolle 300 ist mit der Antriebswelle
284 verkeilt: die Riemenscheibe 306 ist auf der Antriebswelle 284 jedoch frei drehbar,
da sie in einer zur Drehung der Welle und der Rolle 300 entgegengesetzten Richtung
drehen muß. Die Riemenscheiben 302, 304 sind starr und somit antreibend mit den
Schleifscheiben 290 bzw. 292 verbunden, um die gewünschte Drehung herbeizuführen.
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Wie Fig. 12 zeigt, ist unterhalb der Schleifscheiben 290, 292 eine
weitere Schleifscheibe 312 mittels eines anderen Y-förmigen Gabelkopfes 314 aufgehängt.
Der Gabelkopf 314 ist - wie der Gabelkopf 294 - schwenkbar am unteren Ende der Antriebswelle
284 über die Lager 316 befestigt und wird entlang der Antriebswelle in der gezeigten
axialen Stellung festgehalten. Am Gabelkopf 314 ist eine weitere (nicht gezeigte)
Schleifscheibe unmittelbar unter der Schleifscheibe 290 gelagert, so daß zwei Paare
von Schleifscheiben - das eine unterhalb des anderen aufgehängt - für das Schärfen
von verschiedenen Abschnitten der Schneidklinge bei deren Hin-und Herbewegung vorhanden
sind.
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Der Antriebsmechanismus zwischen der Welle 284 und dem unteren Schleifscheibenpaar
ist dem für das obere Schleifscheibenpaar gleichartig. Dieser Antrieb schließt die
Antriebsrolle 320 und die Riemenscheibe 322 auf der Antriebswelle 284 sowie zwei
weitere (nicht gezeigte) Riemenscheiben, die in den jeweiligen Enden des Gabelkopfes
314 gelagert urd mit den unteren Schleifscheiben in gleicher Weise wie die Riemenscheiben
302, 304 mit ihren Schleifscheiben verbunden sind. Ein Antriebsriemen 324 läuft
über alle den unteren Schleifscheiben zugeordnete Rollen und Scheiben und wird von
der mit der Antriebswelle 284 in gleicher Weise wie die Antriebsrolle 300 verbundenen
Rolle 320 angetrieben.
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Die Scheibe 322 dreht frei am unteren Ende der Antriebswelle 284.
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Bei Arbeiten der Schärfvorrichtung 280 legt sich die Bremsvorrichtung
250 gegen den Zahnkranz 220 außen an, während die Hülse 142, die Schneidklinge 24
und der untere Teil der Schärfvorrichtung um die e -Achse 122 gedreht werden.
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Da der Zahnkranz 220 aufgrund der Bremse 250 an der Büchse 194 rutscht,
dreht sich das Planetenzahnrad 222, das wiederum sowohl das obere wie das untere
Schleifscheibenpaar antreibt. Wenn die -Drehung eingeleitet wird, so bewirkt die
Bewegungsbegrenzung der Gabelköpfe 294 und 314 sowie der Schleifscheiben aufgrund
der Trägheit, daß eine der Schleifscheiben an jedem Gabelkopf um die Antriebswelle
zur Anlage mit einer der Seiten der Schneidklinge 24 an deren Schneidkante schwingt.
Sind die Gabelköpfe und die Schleifscheiben aus der in den Fig. 12 und 13 gezeigten
mittigen Lage verschwenkt worden, so halten die an diesen Bauteilen entwickelten
Zentrifugalkräfte die beiden anderen
Schleifscheiben in Anlage
an der Schneidklinge. Durch eine Hin- und Herbeweaung der Schneidklinge bei ihrer
Drehen um die t)- -Achse 122 wird die gesamte, über einen großen Teil der Klinge
sich erstXec-;ende Schneidkante geschärft. Wird die Drehrichtung der Klinge und
der Schrfvorrichtung um die # -Achse 122 umgekehrt, so wird die andere der einander
in jedem Gabelkopf gegenüberliegenden Schleifscheiben zur Anlage an der Schneidkante
auf der anderen Seite der Klinge gebracht und in dieser Anlage gehalten.
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Wie der Fig. 12 zu entnehmen ist, ist mit dem unteren Teil der Flanschplatte
282 eine Hartmetall-Klingenlagerung oder -abstützung 330 verbunden, die zwei auswärts
gerichtete Klingenführungen 332, 334 aufweist, welche die Klinge 24 in Richtung
der # -Achse 122 halten. Um eine störende Beeinflussung der Schleifscheiben und
der Klingenführungen zu vermeiden, haben die Schleifscheiben in den Stirnflächen,
die mit der Schneidkante zur Anlage kommen, mittige Vertiefungen oder Ausnehmungen,
und die Klingenführungen 332, 334 haben derartige Abmessungen, daß sie in diese
Ausnehmungen passen, wenn die Klinge und die Schleifscheiben gegeneinander anliegen.
Die Klinge kann somit entlang ihrer # -Achse relativ fest gehalten werden, so daß
ein Biegen aufgrund von seitlichen Belastungen, die auf die Klinge durch die Schleifscheiben
ausgeübt werden, vermieden wird.
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Es kann erwünscht oder vorteilhaft sein, das untere Schleifscheibenpaar
etwas zu schwenken, z.B. um 10 so daß der untere Abschnitt einer jeden Scheibe das
Bestreben hat, etwas kräftiger gegen den auskragenden Teil der
Klinge
unterhalb der unteren Klingenführung zu zu drücken.
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Da der untere Teil der Klinge frei ist, um c;erXr.g gegenüber den
Kräften der Schleifsczeibe nachzugeben, wird ein geringerer D-1:ck zwischen dpr
Scheibe und der Klinge entwickelt.
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Durch ein leichtes Schwenken der Schleifscheiben werden die Schneidkante
er Klinge und clie Stirnflächen der Schleifscheiben in eine zueinander parallele
Lanze gebracht. Auch drücken die oberen Abschnitte der unteren chleifscheiben weniger
stark gegen die Klinge, was ebenfalls c= erwünscht ist, da hierdurch der mittlere
Teil der Schneidklinge, die in Anlage an den oberen und unteren Schleifscheiben
hin-und hergeht, etwas von der Schleifeinwirkung entlastet wird Damit wird ein übermäßiger
Abrieb im Mittelteil der Klinge vermindert.
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Um die Gabelköpfe 294, 314 und die beiden Scnleifscheibenpaare während
des Schneidbetriebs in der mittigen Lage außer Berührung mit der Klinge 24 zu halten,
ist mit dem oberen Gabelkopf 294 eine Blattfeder 340 verschraubt, die an ihrem oberen
Ende eine Öffnung aufweist, in die ein am Arm 286 der Flanschplatte 282 befestigter
Arretierstift 342 eingreift.
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Das untere Ende der Blattfeder 340 wird durch eine Versteifung 344
an einer ebenen Fläche des unteren Gabelkopfes 314 in Anlage gehalten, so daß der
obere und untere Gabelkopf im allgemeinen miteinander gekoppelt sind und im wesentlichen
in derselben Lage gehalten werden. Das untere Ende der Blattfeder 340 und die Versteifung
344 können am Gabelkopf 314 verschraubt sein; jedoch ermöglicht der ohne Verschraubung
entwickelte Druckkontakt; daß geringe Unterschiede in der Winkellage der Gabelköpfe
in solchen Situationen auftreten können, in denen die Schleifscheiben am oberen
und unteren Gabelkopf einem verschieden großen Abrieb unterlagen und insofern unterschiedliche
Starken haben.
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Während eines Sch.=fvoraanges wird das otoere Erde der Blattfeder
340 vom Arretierstift 342 mittels eines Keilzapfens 3a6 gelöst, der an der Antriebswelle
284 durch eine Klammer 348 gehalten ist. Der Keilzapfen 346 dreht bei Beginn eines
Schärfvorganqes mit der Antriebswelle und legt sich gegen eine Vertiefung 350 In
der Blattfeder 340 unterhalb des Arretierstiftes 342 an, um die Blattfeder von diesem
zu lösen. Dann sind die Gabelkö-t-c- unblockiert und können frei von der mittigen
Lage verschwenken. Zusätzlich stößt der Keilzapfen 346 gegen die Vertiefung 350,
so daß eine leichte Schwenkbewegung der Gabelköpfe 294, 314 aus der mittigen Lage
eingeleitet wird, die die gleich gerichteten Trägheitskräfte verstärkt. Da die Trägheits-
und Zentrifugelkräfte die Gabelköpfe aus der mittigen Lage bewegen und eine der
oberen sowie eine der unteren Schleifscheiben zur Anlage an die Klinge 24 bringen,
gelangt die Öffnung im oberen Ende der Blattfeder 340 aus der Flucht mit dem Arretierstift
342.
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Wenn die Drehrichtung um die 9 -Achse 122 während des Schärfens umgekehrt
wird, so wechselt auch die Drehrichtung des Keilzapfens 346, der dann gegen die
Vertiefung 350 von der anderen Seite her trifft, was ebenfalls die umgekehrten Trägheitskräfte
verstärkt, so daß die Gabelköpfe 294, 314 in die entgegengesetzte Richtung schwingen
und die beiden anderen Schleifscheiben mit der anderen Seite der Schneidklinge 24
zur Anlage bringen.
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Wenn ein Schärfvorgang beendet ist, so können sich u.U.
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die Gabelköpfe und Schleifscheiben nicht in der mittigen Lage festlegen,
bis durch die Bewegungen der Schneidklinge
die Öffnung in der Blattfeder
zurück zur Ausrichtung mit dem Arretierstift 342 schwingt. Wenn es eintritt, daß
der Keilzapfen 346 in der gezeigten Lage anhält, so besteht durch die Schwenkbewegung
der Scheiben und der Vertiefung 350 das Bestreben, den Keilzapfen 346 aus der gezeigten
Stellung zu drücken, so daß der Arretierstift 342 und die Öffnung im oberen Ende
der Blattfeder 240 wieder zum Eingriff kommen können über die gezeigten und beschriebenen
Ausführungsbeispiele hinaus sind selbstverständlich gewisse Abwandlungen möglich.
Es ist klar, daß das vertikal ausgerichtete Schleifscheibenpaar 290, 292 auch allein
ohne das darunterliegende Paar vorgesehen werden kann. Auch kann die in Fig. 7 gezeigte
Zentrierfeder 260 bei der Schärfvorrichtung von Fig. 12 zur Anwendung kommen. Umgekehrt
kann die Blattfeder 340 von Fig. 12 bei der Vorrichtung von Fig. 7 zum Einsatz kommen.
Die Verhäitnisse der Antriebsräder zueinander und die Größen der Schleifscheiben
können selbstverständlich in passender Weise gewählt werden, um eine bevorzugte
Schleifgeschwindigkeit im Verhältnis zur Geschwindigkeit in der Hin- und Herbewegung
der Schneidklinge zu erhalten.
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Patentansprüche:
L e e r s e i t e