DE2614347C2

DE2614347C2 - Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial

Info

Publication number: DE2614347C2
Application number: DE19762614347
Authority: DE
Inventors: David Raymond West Hartford Conn. Pearl
Original assignee: Gerber Garment Technology Inc
Current assignee: Gerber Technology LLC
Priority date: 1976-01-12
Filing date: 1976-04-01
Publication date: 1983-11-24
Also published as: DE2614347A1; DE2659927C2; JPS5287780A; JPS568759B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 35 48 699 bekanntgeworden. Dabei muß der gesamte Schneidkopf mit seinen Motoren von einem sich auf- und abwärts bewegenden Rahmen getragen werden, was zur Folge hat, daß jedesmal relativ große Massenkräfte in Gang zu setzen, zu bewegen und wieder abzubremsen sind.

Auch die DE-OS 19 21 690 beschreibt eine ähnliche Vorrichtung, bei der infolgedessen der Motor entsprechend groß ausgebildet sein muß mit der Folge eines ^b0 entsprechend großen Energiebedarfs, wobei die infolge der großen Massenkräfte zu überwindende Trägheit den Schneidvorgang zeitlich negativ beeinflußt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die zu bewegenden Massen beim Herausziehen und ^b5 Absenken der Schneidklinge zu ihrem Drehen und/oder Verfahren zu vermindern, so daß der Schneidvorgang wesentlich beschleunigt, der für die Anhebe-Absenk-Bewegung erforderliche Motor kleiner und damit dessen Energiebedarf geringer sein kann.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Vorrichtung erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Mitteln gelöst

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Schneidvorrichtung, bei der der Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommt,

Fig.2 eine Seitenansicht des vom Schlitten der Schneidvorrichtung getragenen Schneidkopfes,

Fig.3 eine Draufsicht auf den Schneidkopf von Fig. 2,

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Antriebsvorrichtung für die Schneidklinge am Schneidkopf,

Fig.5 einen Teilschnitt des in Fig.4 gezeigten Exzenters,

F i g. 6 eine Teil-Seitenansicht des in der Antriebsvorrichtung ioir Anwendung kommenden Exzenters und der zugeordneten Klingenführung,

F i g. 7 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Schneidkopfes,

F i g. 8 eine Darstellung der an der Schneidklinge angebrachten hin- und hergehenden Antriebsverbindung,

F i g. 9 eine teilweise geschnittene Teilansicht der Antriebsverbindung von F i g. 8.

Die Schneidvorrichtung (F i g. 1), bei der der Schneidkopf 22 gemäß der Erfindung zur Anwendung kommt, weist einen Schneidtisch 12 und einen programmgesteuerten Rechner 14 auf, der den Betrieb am Schneidtisch 12 in Übereinstimmung mit einem auf einem Programmband 16 festgelegten Schneidprogramm steuert. Befehle werden vom Rechner 14 über ein Kabel 18 zum Tisch 12 übertragen, über das auch im Verlauf des Schneidbetriebs Rückkopplungsinformationen vom Tisch zum Rechner geführt werden.

Der Schneidtisch 12 hat eine durchdringbare Auflagefläche 20, auf der das Flachmaterial 5 ausgebreitet liegt. Das Material kann an den gegenüberliegenden Schmalseiten des Tisches 12 in Rollen gelagert sein, so daß es entweder in einer einzigen Lage oder in mehreren, einen Auflagestapel bildenden Lagen auf der Auflagefläche ausgebreitet werden kann. Oberhalb der Auflagefläche 20 ist der Schneidkopf 22 mit einem hin- und hergehenden Schneidwerkzeug 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 K-Schlittens 28 gehalten. Der K-Schlitten 28 ist in der V-Richtung in bezug zum Tisch 12 an Führungsbahnen des X-Schlittens 26 verfahrbar. Ein am ΛΓ-Schlitten 26 befestigter ^-Antriebsmotor 30 hat (nicht gezeigte) Ritzel, die in die auf gegenüberliegenden Längsseiten des Tisches 12 angebrachten Zahnstangen 34 eingreifen, so daß der X-Schlitten in Übereinstimmung mit den vom Rechner 14 zugeführten Programmbefehlen verfahren werden kann. Ein ebenfalls am A"-Schlitten 26 befestigter K-Antriebsmotor 32 steht über eine (nicht gezeigte) Leitspindel oder über gleichartige Antriebsmittel, ζ. Β. ein Zahnrad/Zahnriemen-Antrieb, mit dem X-Schlitten 28 in Verbindung und wird in Übereinstimmung mit dem Schneidprogramm vom Rechner 14 gesteuert.

Die kombinierten Bewegungen der Schlitten 26 und

28 ermöglichen eine Verschiebung der Schneidklinge 24 oberhalb und zu allen Punkten der Auflagefläche 20 im ■f chneideingriff mit dem Flachmaterial S. Die gesteuerten Bewegungen der Schlitten 26, 28 und der Schneidklinge 2*1 erlauben ein Ausschneiden von Musterstücken, wie z. B. des Stücks P, aus dem Flachmaterial. Üblicherweise wird anstelle des gezeigten einzelnen Musterstücks P ein Anreiß- oder Markierungsstück, das eine Reihe von Musterstücken in enger Lage zueinander bestimmt, aus dem Fiachmalerialgeschnittt.A.

Die baulichen Einzelheiten des auf den Schlitten 26, 28 gelagerten Schneidkopfes 22 zeigen die F i g. 2,3 und 4 deutlicher. Alle Bauteile des Schneidkopfes 22 sind auf einer Tragplatte 40 befestigt, die entweder unmittelbar an dem V-Schlitten 28 angebracht sein oder ein Teil von diesem an den Führungen 42 bilden kann. Die Schneidklinge 24 ist an einem schwenkbaren Tragarm 44 aufgehängt, der in bezug zur Auflagefläche 20 des Schneidtisches 12 an Ständern 46, die an der fragplatte 40 befestigt sind, schwenken kann. Mit dem Tragarm 44 ist ein Dreh-Elektromagnet 48 fest verbunden, von dessen drehbarem Antriebselement eine Treibstange 50 zu einem der Ständer 46 führt. Der Magnet 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 schneidenden Material ist, und einer unteren Lage, in der die Klinge mit dem Material auf der Auflagefläche 20 in Schneideingriff ist, bewegen.

An der Tragplatte 40 ist ein Motor 60 für die Hin- und Herbewegung der Schneidklinge 24 gelagert, der über eine durch die Schwenkachse des Tragarmes 44 und der Ständer 46 verlaufende Getriebekette mit der Klinge 24 verbunden ist. Die Getriebekette besteht, wie Fig,4 zeigt, aus einer Riemenscheibe 62, einem Antriebsriemen 64, einer Riemenscheibe 66, einer Achswelle 68, einer Riemenscheibe 70, einem Antriebsriemen 72, einer Riemenscheibe 74, einer Achswelle 76 und einem Exzenter 78.

Die F i g. 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 24, die in F i g. 8 dargestellt ist.

Diese Antriebsverbindung zwischen dem Exzenter 78 und der Schneidklinge 24 verläuft durch ein in den F i g. 2 und 6 gezeigtes Führungsaggregat 90, das auf der Tragplatte 40 an zwei massiven, ortsfesten Gleitstangen 92, 94 gelagert ist und eine Klingenführungsplatte 96, die an den Stangen 92, 94 zwischen den in F i g. 2 ausgezogen und strichpunktiert dargestellten Lagen auf- und ab verschiebbar ist, aufweist. Die Auf-Ab-Bewegung der Führungsplatte 96 wird durch ein Verbindungsglied 98 hervorgerufen, das am vorragenden Ende des Tragarmes 44 angebracht ist und insofern eine mit dem Anheben und Einstechen der Schneidklinge 24 aus dem und in das Flachmaiterial 5 übereinstimmende Bewegung ausführt. An der Führungsplatte 96 sind über Gelenkarme 104, 106 zwei Führungsrollen 100, 102 pendelnd angebracht, die durch zwei (nicht gezeigte) Federn gQgen eine flexible Verbindungsstange 108 gepreßt werden, welche den oberen Teil der hin- und hergehenden Antriebsverbindung für die Klinge bildet. Der Druck der Federn kann durch Kopfschrauben 110,112 verändert werden, um eine mittige Lage für die Rollen 100,102 zu erhalten.

Es ist klar, daß die flexible Verbindungsstange 108 innerhalb des in Fig.6 strichpunktiert angegebenen Bereichs Biegungen erfährt, da der Kurbelzapfen 82 im Exzenter 78 eine Kreisbahn durchläuft Die Führungsrollen 100, 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.

Auf der Tragplatte 40 ist ferner (F i g. 2 und 3) ein Ausricht- oder Antriebsmotor 120 nahe dem Motor 60 für die Hin- und Herbewegung angebracht. Die Schneidklinge 24 ist, worauf noch eingegangen werden wird, um eine Achse 122 (Fig.2) drehbar aufgehängt. Die Achse 122 steht senkrecht auf der Auflagefläche 20. Die Drehlage- oder Winkelausrichtung der Klinge 24 um die Achse 122 wird während des Schneidvorganges durch den Antriebsmotor 120 geregelt, so daß die Klinge tangential entlang der Schnittlinien oder Schneidbahnen im Flachmaterial S verschoben wird. Eine Getriebekette verbindet die Klinge 24 mit dem Motor 120, und diese weist eine Zahnriemenscheibe 126

. auf der Motorwelle, eine Zahnriemenscheibe 130, die mit der Klinge 24 verbunden ist, was noch erläutert werden wird, und einen zwischen die Riemenscheiben 126 und 130 geschalteten Zahnriemen 128 auf. Ebenso wie die durch den X- bzw. V-Antriebsmotor 30 bzw. 32 bestimmte X- bzw. V-Lage der Klinge 24 muß auch deren Winkelausrichtung genau gesteuert werden; deswegen kommt ein Zahnriemenscheiben/Zahnriemen-System zur Anwendung, und mit dem Antriebsmotor 120 kann ein (nicht gezeigter) Rückkopplungsfühler oder -meider verbunden werden, der an den Rechner 14 ein Stellungssignal gibt.

Aus der bisherigen Beschreibung ergibt sich klar, daß die hin- und hergehende Schneidklinge 24 in eine Lage

t5 abgesenkt bzw. angehoben werden kann, in der sie mit dem auf dem Schneidtisch 12 liegenden Flachmaterial S in oder außer Schneideingriff ist. Die Schneidklinge 24 wird translatorisch entlang einer Schnittlinie im Flachmaterial durch den X- und K-Schlitten 26 bzw. 28 verschoben, wobei sie durch den Antriebsmotor 120 in tangentialer Lage zur Schnittlinie gehalten wird. Die Klinge 24 kann fortdauernd hin- und herbewegt werden, wenn sie in den und aus dem Schneideingriff mit dem Flachmaterial bewegt wird, und zwar dank der Riemen/Riernenscheiben-Getriebekette.die vom Motor 60 durch die Schwenkachse des Tragarmes 44 zum Exzenter 78 am vorragenden Ende dieses Armes verläuft.

Die F i g. 2 und 7 zeigen im einzelnen die Konstruktion zur Befestigung der Schneidklinge 24 für eine Hin- und Herbewegung zum Einstechen sowie Anheben und zur Drehung relativ zur Tragplatte 40. Ein Gehäuse 140 ist mit der Tragplatte 40 auskragend verschraubt und nimm; die Zahnriemenscheibe 130 auf, welche die Drehung der Schneidklinge 24 steuert. Im Gehäuse 140 ist, um die Achse drehbar, eine Hohlwelle oder Hülse 142 über Rollenlager 144, 146 gehalten. Die Riemenscheibe 130 ist mit dem oberen Ende der Hülse 142

verkeilt, so daß die Hülse in Abhängigkeit von vom Antriebsmotor 120 (Fig. 2 und 3) empfangenen Steuersignalen um die Achse 122 dreht. Eine innere Nut 148 in der Hülse 142 nimmt einen Keil oder Keilzapfen 150, der an der oberen Kante der 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 Achse 122 führt zu einer entsprechenden Drehung der Klinge 24 während deren Hin- und Herbewegung in der Bohrung der Hülse 142. Wie F i g. 7 zeigt, ist die Klinge 24 vollkommen vom Flachmaterial abgehoben, das heißt, die Nut 148 hat eine Länge, die die Einstech- und Anhebebewegungen der Klinge wie auch deren Hin- und Herbewegungen während des Schneidvorganges ermöglicht.

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 Achse 122 drehen kann. Insofern muß derjenige Teil dieser Antriebsverbindung, der zwischen der flexiblen Verbindungsstange 108 und der Klinge 24 liegt (Fig. 8). die Relativdrehung zwischen Klinge und Verbindungsstange zusätzlich zur Übertragung der Hin- und Herbewegung zwischen diesen Elementen 108 und 24 ermöglichen. Der mittlere Teil der Antriebsvcrbindung besteht aus einem Zylinder 160 mit einem Schwenk-Endstück 162. das eine kugelförmige Führung im oberen Ende des Zylinders 160 enthält. Die Führung ist mit der Verbindungsstange 108 verbunden und wird im oberen des Zylinders 160 zwischen einem mit dem Zylinder verschweißten Distanzstüek 164 und einem an der Stirnseite des Zylinders angebrachten Abschlußring 166 festgehalten. Am unteren Zylinderende ist die Klinge 24 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 wird, erlaubt eine Drehung der Klinge um die Achse 122 in Abhängigkeit vom Arbeiten des Antriebsmotor 120. Selbstverständlich bewirken die Schwenkverbindung und die flexible Stange 108 auch das Einstechen bzw. Anheben der Klinge 24 zum bzw. aus dem Schneideingriff mit dem Flachmaterial 5.

Am unteren Ende der Hülse 142. in der die Klinge hin- und hergeht, ist eine Platte 180 mit einem Flansch (F i g 7) fest angebracht, so daß diese mit der Klinge 24 um die Achse 122 dreht. An den Flansch der Platte 180. der auf einer Seite dieser vorgesehen ist. ist eine Andrückfuß-Baugruppc angeschraubt, die aus einem verschiebbaren Träger 182. zwei Schubstangen 184, 186 (siehe insbesondere F i g. 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.

ί 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

in 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

ι Ί 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

:n Achse 122 drehen. Es können mehrere Sätze von Schleifringen und Kontaktannen vorgesehen sein, um Befehle von oder zu anderen Bauteilen am drehenden Teil des Schneidkopfcs zu übermitteln.

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

in Klinge auf der Schnittlinie durch das Flachmaterial vorwärts bewegt wird.

Mit einer relativ schmalen, an ihrem unteren Ende zugespitzten Klinge 24. die im Schneidkopf so gelagert ist. daß ihre mittige Längsachse mit der Achse 122 im

r- wesentlichen übereinstimmt, ist es möglich. Löcher in das Flachmaterial zu Markierungs- oder anderen Zwecken zu bohren, indem die Klinge in das Material an der gewünschten Sielle eingestochen und hier mittels des Antriebsmotors 120 schnell um die Achse 122

Ji' 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 Aufrcchterhaltung der Hin- und Herbcwe-

ϊο gung 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.

Mit einer sehmalen Klinge, wie eine solche gez.eigt ist.

">s 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.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial mit einem eine Auflagefläche für das ausgebreitete Flachmaterial bildenden Schneidtisch, mit einem oberhalb der Auflagefläche angeordneten, dieser gegenüber während eines Schneidvorganges in einer horizontalen Ebene bewegbaren Schneidkopf mit einem daran befestigten Werkzeugträger und mit einem an dem Werkzeugträger gleitend angebrachten, durch einen ersten Antrieb hin- und herbewegbaren, durch einen zweiten Antrieb um seine eigene Achse drehbaren klingenartigen Schneidwerkzeug, das mit dem Werkzeugträger von einer unteren Lage, in der es entlang seiner Achse in Schneideingriff mit dem Flachmaterial hin- und hergeht, in eine angehobene Lage, in der es a'ißer Eingriff mit dem Flachmaterial hin- und hergeht, durch einen dritten Antrieb zu bringen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (22) in fester Höhe oberhalb der Auflagefläche (20) gelagert ist, daß die Motoren (60,120,48) des ersten, zweiten und dritten Antriebs am Schneidkopf (22) angeordnet sind und daß der mit einem Ende des Schneidwerkzeugs (24, 108_s 160) in Verbindung stehende erste Antrieb (64,72,74,78) arbeitsseitig mit diesem einen Schneidwerkzeugende mechanisch sowohl in den oberen wie unteren Lagen des Schneidwerkzeugs (24,108,160) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (74,78) des ersten Antriebs (64, 72, 74, 78) an einem schwenkbaren Tragarm (44) gelagert ist, der mit dem Werkzeugträger (90) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (24, 108, 160) einen Keilzapfen (150) aufweist, der in einer sich im allgemeinen rechtwinklig gegenüber der Schneidtisch-Auflagefläche (20) erstreckenden Nut (148) geführt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Keilzapfen (150) an einer Längskante der Schneidklinge (24) ausgebildet ist.