DE3529686A1

DE3529686A1 - Schneidvorrichtung zum schneiden von elastischen materialien

Info

Publication number: DE3529686A1
Application number: DE19853529686
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: C&E Fein GmbH and Co
Current assignee: C&E Fein GmbH and Co
Priority date: 1985-08-20
Filing date: 1985-08-20
Publication date: 1987-02-26

Description

Die im folgenden beschriebene Schneidvorrichtung dient zum Schneiden von elastischen Materialien. Die Schneid vorrichtung besteht aus einem Schwingsystem, für Schwin gungen über 20 kHz, und einer mit einem Schneidwerkzeug versehenen Sonotrode. Das Schwingsystem erhält seine Ver sorgungsenergie über einen Frequenzgenerator.

Stand der Technik

Derartige Schneidvorrichtungen sind bekannt, z. B. aus der DE-OS 34 37 908. Diese Schneidvorrichtungen werden als stationäre Maschinen zum Schneiden von schlaffem Flachma terial, z. B. Stoff, Papier, Leder, Synthetika und Verbund material eingesetzt. Bei der Herstellung von Massenproduk ten, wie es in der Textilindustrie der Fall ist, sind mit diesen Schneidvorrichtungen ausgezeichnete Schneidergeb nisse zu beobachten. Als Nachteil bei diesen Schneidvor richtungen ist anzusehen, daß ihr Einsatz sich nur für Großserien lohnt und nicht zum Schneiden von Einzelstük ken geeignet ist. Zum Schneiden von Einzelstücken werden Maschinen verwendet, die z. B. einen herkömmlichen Elektro motor aufweisen, dessen Rotation durch ein Getriebe in eine Schwingbewegung umgewandelt wird. Diese Schwingbewe gung wird auf ein Schneidwerkzeug übertragen. Durch die hohe Frequenz der Schwingungen wird das Getriebe und das Schneidwerkzeug extrem belastet, sodaß das Getriebe sehr aufwendig konstruiert werden muß und das Schneidwerkzeug nur eine geringe Standzeit aufweist.

Aufgabe

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, dementsprechend eine Schneidvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptan spruchs zur Verfügung zu stellen, die einen mobilen Einsatz erlaubt und bei der keine aufwendige Getriebekonstruktion notwendig ist.

Lösung

Gelöst wurde die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebene Anordnung der Schneidvorrich tung.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den wei teren Ansprüchen angegeben.

Vorteile

Mit der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung wird erreicht, daß elastische Materialien auch an den Orten geschnitten werden können, von denen sie vor dem Schneiden nicht zu entfernen sind, z. B. Dichtungen in Mauerfugen oder zwischen Fensterscheiben und Fensterrahmen.

Da bei unsachgemäßer Handhabung der Schneidvorrichtung das Schneidwerkzeug brechen kann, ist es vorteilhaft, das Schneidwerkzeug mit der Sonotrode austauschbar zu verbin den. Falls diese austauschbare Verbindung über ein Schraub element erzielt wird, ist es zweckmäßig, ein Rundgewinde zu verwenden. Bei Standardgewinden besteht die Gefahr, daß, angeregt durch die Schwingungen, Risse in den Gewin degängen der Sonotrode entstehen, was zum Bruch führen kann.

Die konvexe Ausbildung der Schneide des Schneidwerkzeugs erlaubt eine variable Handhabung der Schneidvorrichtung. Damit wird erreicht, daß die Schneidvorrichtung auch in Schräglage zum Schneidgut schneidet.

Bei herkömmlichen Schneidwerkzeugen ist es notwendig, die Kanten der Schneide möglichst scharf auszubilden. Beim Schneiden von elastischem Material, insbesondere Dichtgummi massen, wird das Material nicht durch eine Schneidbewegung getrennt, sondern durch hochfrequentes Schlagen auf die Moleküle des Schneidgutes. Aus diesem Grund kann die Schneide des Schneidwerkzeugs mit einem Radius versehen und die Dicke des Schneidwerkzeugs größer als bei bekann ten Schneidwerkzeugen sein.

Durch die Ausgestaltung des Schwingsystems nach Anspruch 7 wird erreicht, daß die maximale Amplitude der Longitudi nalbewegung, entsprechend dem maximalen Abstand der Schneid kanten des Schneidwerkzeugs, eingestellt werden kann.

Die Ausgestaltung des Schwingsystems nach Anspruch 8 ge stattet, daß die Longitudinalbewegung des Schneidwerk zeugs der Materialdicke des Schneidgutes angepaßt werden kann.

Beschreibung

Die Erfindung ist anhand eines in Zeichnungen dargestell ten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Eine schematische Darstellung der Schneidvorrichtung;

Fig. 2 eine im Schnitt vergrößerte Darstel lung des Ausschnittes II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, vergrößert dargestellt.

Die Schneidvorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, be steht im wesentlichen aus einem Schneidwerkzeug 1, einer Sonotrode 2 und einem Schwingsystem 3. Das Schwingsystem 3 kann z. B. ein Piezokeramik-Element sein, mit dem Schwingungen erzielt werden können, die im Bereich des Ultraschalls liegen, also über 20 kHz. Das Schwing system 3 ist mit einem Gehäuse 4 umgeben. Das Gehäu se 4 dient einerseits zur Isolation des Schwingsystems 3 und andererseits als Griffteil. Die Versorgungsener gie erhält das Schwingsystem 3 über einen, getrennt von der handhabbaren Einrichtung angeordneten, Frequenzumrich ter 5, der durch eine flexible Zuleitung 6 mit der Schwingvorrichtung verbunden ist.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 zeigt eine kegelförmige Sonotrode 2. Für verschiedene Anwendungsfälle sind auch Sonotroden 2 mit unterschiedlichem Querschnitt möglich, z. B. konkav oder konvex. Damit erhält man eine andere Cha rakteristik des Schwingverhaltens am Schneidwerkzeug 1.

Fig. 2 und 3 stellen ein Ausführungsbeispiel einer Kopplungs einrichtung 7 zwischen Schneidwerkzeug 1 und Sonotro de 2 dar. Ein in ein rechteckiges Kopfteil 8 überge hendes Ende des Schneidwerkzeugs 1 ist in eine entspre chende Ausnehmung 9 an der Stirnseite 12 der Sonotrode 2 eingesteckt. Um die Schultern 10 des Kopfteils 8 am Herausfallen zu hindern, ist eine Schlitzscheibe 11, nach dem Einstecken des Kopfteils 8 , auf die Stirnseite 12 gelegt. In der Schlitzscheibe 11 ist ein Schlitz 13 eingearbeitet. Der Schlitz 13 weist eine Länge und eine Breite auf, die der maximalen Breite und der maxima len Dicke der Schneide 14 des Schneidwerkzeugs 1 ent spricht. Zur Fixierung der Schlitzscheibe 11, auf der Stirnseite 12 der Sonotrode 2, wird eine Überwurfmut ter 15 auf ein Außengewinde 16 geschraubt. Dieses Aus sengewinde 16 und das Innengewinde 17 der Überwurf mutter 15 ist vorzugsweise ein Rundgewinde, da in scharf kantigen Gewindegängen verstärkt Rißbildungen auftreten können.

Im Bodenteil der Überwurfmutter 15 ist eine Bohrung 18 vorgesehen, deren Durchmesser in etwa der maximalen Breite der Schneide 14 entspricht. In der Zeichnung nicht dar gestellt, ist noch die Möglichkeit, auf dem Gewinde 16 eine zusätzliche Kontermutter vorzusehen.

Die Schneide 14 ist, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, konvex ausgebildet und hat seine maximale Breite in einem Abstand vom Bodenteil der Überwurfmutter 15. Wenn das Schwingsystem 3 so eingestellt ist, daß die maximale Longitudinalbewegung im Schneidwerkzeug 1 bei der maximalen Breite der Schnei de 14 entsteht, so können auch gute Schneiderfol ge erzielt werden, wenn man die Schneidvorrichtung schräg zum Schneidgut hält.

Bei der vorliegenden Schneidvorrichtung wird das Schneid gut nicht durch eine Schneidbewegung getrennt, sondern durch hochfrequentes Schlagen mit dem Werkzeug auf das Schneidgut. Dadurch ist eine scharfkantige Schneide nicht notwendig. Es ist ausreichend, wenn die Kanten der Schnei de 14 mit Rundungen 18 versehen sind. Das erhöht auch die Stabilität des Schneidwerkzeugs.

Claims

1. Schneidvorrichtung zum Schneiden von elastischen Materi alien, bestehend aus einem Schwingsystem für Schwingun gen über 20 kHz und einer mit einem Schneidwerkzeug versehenen Sonotrode, wobei die Versorgungsenergie von einem Frequenzgenerator erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingsystem (3) zusammen mit der Sonotrode (2) eine handhabbare Einheit bildet, die mit einem Gehäuse (4) umgeben ist.

2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (1) auf der Sonotrode (2) austauschbar angeordnet ist.

3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (1) messerförmig ausgebildet ist und die Schneide (14) kon vex ist.

4. Schneidvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schneide (14) des Schneidwerkzeugs (1) Rundungen (18) aufweist.

5. Schneidvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (1) ein Kopfteil (8) aufweist, das in eine entsprechend ausgebildete Ausnehmung (9) in der Sonotrode (2) ge steckt und mit einer Überwurfmutter (15) fixiert wer den kann.

6. Schneidvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß das Gewinde (17) an der Überwurfmutter (15) und das Gewinde (16) an der Sono trode (2) ein Rundgewinde ist.

7. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß das Schwingsystem (3) so ausgebildet ist, daß durch Amplitudentransformation an jeder beliebigen Stelle des Schneidwerkzeugs (1) die maximale Amplitude erzeugt werden kann.

8. Schneidvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das Schwingsystem (3) so ausgebildet ist, daß der Schneidfrequenz eine Modu lationsfrequenz < 1 Hz überlagert werden kann.