DE69316776T2

DE69316776T2 - Schneidmaschine ausgerüstet mit einem rotierenden rundschneidmesser zum schneiden eines biegsamen materials in form eines einzelnen blattes oder eines kleinen blattstapels, sowie verfahren zur einstellung einer solchen maschine

Info

Publication number: DE69316776T2
Application number: DE69316776T
Authority: DE
Inventors: Rene F-31400 Toulouse Betourne
Original assignee: Digital Control Inc
Current assignee: Digital Control Inc
Priority date: 1993-07-07
Filing date: 1993-07-07
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2013-07-08
Also published as: WO1995001855A1; US6019023A; FR2685884B1; EP0707527A1; DE69316776D1; EP0707527B1; ES2116456T3; FR2685884A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Schneiden eines flexiblen Werkstoff, insbesondere in der Form von Flachmaterial in Einzellage oder in mehreren Lagen, mit Hilfe einer sich drehenden Schneidscheibe. Sie umfaßt ein Verfahren zum Einstellen einer derartigen Schneidmaschine.
Schneidmaschinen mit einer sich drehenden Schneidscheibe werden üblicherweise eingesetzt, um das Ausschneiden von flexiblen Werkstoffen vorzunehmen, die in Form von Flachmaterial in Einzellage oder in mehreren Lagen vorliegen. Derartige Maschinen sind insbesondere beschrieben in den FR-Patenten 2 582 564; 2 582 247 und dem US-Patent 3 776 072; diese besitzen in erster Linie einen Tisch mit einer Auflagefläche für den flexiblen Werkstoff und einen Schneidkopf mit einer Schneidscheibe, einen Drehantriebsmotor für die Scheibe und eine Schleifeinrichtung zum sequentiellen Schärfen der Scheibe. Außerdem ist eine Horizontalantriebseinrichtung für den Schneidkopf in der Weise ausgebildet, daß der Schneidkopf oberhalb des Tisches in zwei orthogonalen Bewegungsrichtungen verlagerbar ist, und eine Drehantriebseinrichtung dient zum Verschwenken des Kopfes um eine vertikale tangentiale Steuerachse.
Darüber hinaus sind diese Schneidmaschinen ausgestattet mit Mitteln zum Halten des elastischen Materials auf dem Auflagetisch, damit das weiche Material während des gesamten Schneidvorgangs in einer fixen Stellung gehalten wird. Diese Haltemittel beinhalten üblicherweise eine Auflagefläche aus einem Noppenband, welches eine beträchtliche Anzahl von Vertikalkanälen für die Luftzirkulation aufweist, ferner eine Unterdruckeinrichtung, um einen Unterdruck zu erzeugen, der es ermöglicht, das flexible Material durch Saugkraft flach auf der Auflagefläche zu halten. Obschon diese Einrichtungen voll zufriedenstellend sind, soweit es das Halten des flexiblen Werkstoff angeht, während dieser ausgeschnitten wird, so weisen sie dennoch grundlegende Unzulänglichkeiten auf. Tatsächlich und in erster Linie setzen sie voraus, daß jede Schneidmaschine mit einer speziellen Auflagefläche und insbesondere mit Ansaugmitteln ausgerüstet wird, was einerseits den Anschaffungspreis dieser Maschinen hochtreibt und andererseits deren Betriebskosten durch Energieverbrauch bis zu einem Punkt hochtreibt, der nicht mehr vernachlässigbar ist. Außerdem bedingt das Halten mittels Saugkraft einerseits das Zwischenlegen eines perforierten Bogens zwischen die Auflagefläche und das flexible Material in der Weise, daß dieses nicht angesaugt wird, und andererseits eines zweiten Bogens auf das flexible Material, um die Luftdichtigkeit zu gewährleisten. Diese Bögen, die unvermeidlich gleichzeitig mit dem elastischen Material geschnitten werden, müssen also nach jedem Schneidvorgang ersetzt werden und stellen einen Materialverbrauch mit nicht vernachlässigbaren Kosten dar.
Vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diese Unzulänglichkeiten zu vermeiden, und es ist Ziel der Erfindung, eine Schneidmaschine des Typs mit einer drehenden Schneidscheibe anzugeben, bei der das Halten des elastischen Werkstoffs an der Auflagefläche keinerlei spezielle Halteeinrichtung wie z. B. eine Saugeinrichtung, erfordert.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Schneidmaschine mit einer perfektionierten Schärfeinrichtung, die ein ausgezeichnetes Schärfen gewährleistet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Schneidmaschine, die derart ausgebildet ist, daß das flexible Schnittgut automatisch der Auflagefläche zugeführt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Schneidmaschine, bei der automatisch die Querpositionierung des flexiblen Werkstoffs auf der Auflagefläche gewährleistet wird und eine automatische Lageregelung dieses flexiblen Werkstoffs relativ zu dem Schneidkopf erfolgt.
Zu diesem Zweck schafft die vorliegende Erfindung eine Schneidmaschine zum Schneiden eines flexiblen Werkstoffs, der insbesondere als einzel- oder mehrlagiges Flachmaterial vorliegt, umfassend:
- einen Tisch mit einer Auflagefläche für das flexible Schnittgut;
- einen Schneidkopf, der mit einer Schneidscheibe, einem Antriebsmotor zum Drehen der Scheibe und mit einer Einrichtung zum sequentiellen Schleifen der Scheibe ausgestattet ist,
- eine horizontale Antriebseinrichtung für den Schneidkopf, die diesen oberhalb des Tisches gemäß zwei orthogonalen Bewegungsachsen verfahren kann; und
- eine Drehantriebseinrichtung für den Schneidkopf, um diesen um eine vertikale Tangentialsteuerungs-Achse zu drehen.
Erfindungsgemäß ist diese Schneidmaschine dadurch gekennzeichnet, daß
- der Tisch mit einem Trägerstoff abgedeckt ist, der eine vorbestimmte Dicke aufweist, damit die Scheibe eindringen kann;
- der Schneidkopf einem Schlitten zugeordnet ist, mit dem er über eine Vertikal-Verstelleinrichtung gekoppelt ist, mit deren Hilfe der Kopf verlagerbar ist zwischen einer oberen Stellung, in der die Scheibe sich mit Abstand oberhalb des Tisches befindet, und einer unteren Stellung, in der die Scheibe mit einer vorbestimmten Eindringtiefe in den Trägerstoff eindringt;
- eine Vertikaleinstelleinrichtung dazu ausgebildet ist, die untere Stellung des Schneidkopfs und mithin die Eindringtiefe der Scheibe in den Trägerstoff zu justieren,
- der Antriebsmotor zum Drehen der Scheibe von dem Schneidkopf getragen wird und die Scheibe mit einer Drehzahl von mehr als 5000 Upm anzutreiben vermag, wobei Motor und Scheibe mit einer Motorwelle bzw. einer Drehachse ausgestattet sind, die parallel und horizontal verlaufen,
- die Drehantriebseinrichtung des Schneidkopfs derart angeordnet ist, daß die tangentiale Steuerachse der Scheibe in horizontaler Richtung um eine Strecke gegenüber der Drehachse der Scheibe derart versetzt ist, daß die Scheibe in den Trägerstoff auf der Höhe eines vorderen Berührungspunkts eindringt, der in der Nachbarschaft der tangentialen Steuerachse liegt, und
- eine Horizontal-Einstelleinrichtung dazu ausgebildet ist, den Abstand zu justieren, welcher die tangentiale Steuerachse von der Drehachse der Scheibe trennt.
Die Gesamtheit dieser Kennzeichnungsmerkmale liefert eine Schneidmaschine, die keinerlei Kraft auf das elastische Material aufbringt, ausgenommen die Schneidkraft, die darüber hinaus in extremen Maß gedämpft ist durch den Umstand der Drehgeschwindigkeit der Scheibe, des regelmäßigen Schärfens dieser Scheibe und des Umstands, daß die Lage des Berührungspunktes vor der Scheibe in der Nachbarschaft der tangentialen Steuerachse liegt.
Genau genommen, gestattet eine derartige Maschine den vollkommenen Verzicht auf das Halten des elastischen Materials durch Saugkraft oder durch einen anderen Prozeß, so daß ein einfaches Haften des elastischen Materials auf der Auflage im Fall eines Einzelblatts oder das Haften von Schichten unter sich im Fall kleiner Stapel ausreicht, um das elastische Material während des Schneidvorgangs zu halten.
Das Verfahren zum Einstellen der Position der Scheibe einer derartigen Schneidmaschine umfaßt in vorteilhafter Weise:
- Festlegen einer gegebenen Eindringtiefe durch Justieren der Einstelleinrichtung für die untere Stellung des Schneidkopfs;
- Verfahren der Scheibe an einen unteren Anschlag, wobei sie drehend angetrieben wird, um eine erste Auftrefflinie zu erhalten,
- erneutes Hochfahren der Scheibe und Verdrehen des Schneidkopfs um 90º,
- erneutes Absenken der Scheibe bis zum unteren Anschlag, während die Scheibe gedreht wird, um dadurch eine zweite Auftrefflinie senkrecht zu der ersten Linie zu erhalten,
- Untersuchen der Auftrefflinien, um die Länge diese Linien festzustellen, die sich von ihrem Kreuzungspunkt aus erstrecken, und
- Inbetriebsetzen der Horizontal-Einstelleinrichtung in der einen oder der anderen Richtung in der Weise, daß eine Länge der Auftrefflinien ausgehend von deren Kreuzungspunkt etwa zwischen 0,5 mm und 2 mm liegt.
Was die Lage des unteren Anschlags für die Scheibe und mithin deren Eindringtiefe in den Trägerstoff angeht, erhält man auf die genannte Weise eine Einstellung des vorderen Kontaktpunkts der Scheibe etwa auf der tangentialen Steuerachse, jedoch mit einer geringfügigen Vorverlagerung bezüglich dieser Achse.
Hierdurch erzielt man eine extrem stark gedämpfte Schneidkraft (da der vordere Kontaktpunkt sich etwa auf der tangentialen Steuerachse befindet, "zerfasert" man nicht das flexible Material), während gleichzeitig die Gefahr ausgeschaltet wird, daß einige Fasern des biegsamen Materials hängenbleiben (geringfügige Versetzung des vorderen Berührungspunkts der Scheibe nach vorne).
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung enthält die Schleifeinrichtung:
- zwei Schleiforgane, die jeweils mit einer Schleiffläche ausgestattet sind, und die jeweils einer Seite der Scheibe gegenüberliegen, wobei eines der Schleiforgane dazu dient, die Scheibe mit deren Schneidwinkel auszustatten, und das andere Schleiforgan dazu ausgebildet ist, die Fadenschneidfunktion zu gewährleisten, und
- eine Verlagerungseinrichtung für die Schleiforgane, um deren Schleiffläche in zeitlichen Abständen und während jeweils einer vorbestimmten Zeitspanne an die zugehörige Seite der Scheibe zu legen.
Diese Schärfeinrichtung macht es möglich, eine perfekte Schärfung zu erreichen, die zusätzlich die Schneidkraft verringert.
Außerdem sind in einer bevorzugten Ausgestaltung die Schleiforgane in der Weise angeordnet, daß ihre Schleifflächen einen jeweils anderen Neigungswinkel bezüglich der zugehörigen Seite der Scheibe bilden, und die Berührungsfläche zwischen dem zum Schärfen dienenden Schleiforgan und der Scheibe kleiner ist als diejenige zwischen dem anderen Schleiforgan und der Scheibe.
Ferner ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Berührungszone zwischen jeder Schleiffläche eines Schleiforgans und der zugehörigen Fläche der Scheibe exzentrisch bezüglich der Mitte der jeweiligen Schleiffläche, so daß bei einer Berührung die Drehung der Scheibe zu einer Antriebsdrehung der Schleiforgane führt.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält außerdem der Schneidkopf:
- ein als festes Element bezeichnetes Element, getragen von dem Schlitten mittels der Vertikal-Verstelleinrichtung, an dem der Antriebsmotor zum Drehen der Scheibe angebracht ist,
- ein als Schubteil bezeichnetes bewegliches Element, welches die Scheibe trägt, und
- eine handbetätigte Einrichtung für die Relativ-Versetzung des Schubteils gegenüber dem festen Element, um den Abstand (D) zu justieren.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal ist vorgesehen, daß
- die Scheibe von einer Horizontalwelle getragen wird, auf der eine Riemenscheibe sitzt, und die sich entlang einer Achse erstreckt, die senkrecht auf der Verlagerungsachse des Schubteils steht,
- der Antriebsmotor zum Drehen der Scheibe eine Motorwelle aufweist, auf der eine Riemenscheibe sitzt, und die parallel zu der Welle der Scheibe verläuft, und
- wobei ein Antriebsriemen als Umlaufverbindung über die Riemenscheiben geführt ist.
Diese eine torische und dennoch elastische Verbindung verwendende Anordnung ermöglicht es, auf einfache Weise Auslenkungen des Schubteils zu absorbieren.
Außerdem wird gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung im Hinblick auf die Schaffung einer Schneidmaschine, bei der der flexible Werkstoff automatisch auf die Auflagefläche gebracht wird, in erster Linie vorgesehen:
- der Tisch wird durch ein Endlosband gebildet, welches eine obere Lagerfläche aufweist, und welches auf zwei Walzen gelagert ist,
- der Trägerstoff ist auf der gesamten Oberfläche des Bandes angebracht, und
- eine Antriebseinrichtung dient dazu, einen gegebenen Längenabschnitt des Bandes gesteuert durchlaufen zu lassen.
Darüber hinaus ist der Brücke ein Druckstab zugeordnet, der mit Vertikalverlagerungsmitteln ausgestattet ist, um die Stange gegen das Band zu legen, wobei die Antriebseinrichtung der Brücke und des Bandes derart ausgebildet sind, daß sie das Band und die Brücke synchron miteinander verlagern.
Darüber hinaus ist die Schneidmaschine vorzugsweise mit Mitteln ausgestattet, die ein automatisches Positionieren des flexiblen Materials in Querrichtung auf der Auflagefläche gewährleisten, während das Material zugeführt wird, wobei diese Mittel umfassen:
- Eine Lagerungseinrichtung für eine Walze zum Abspulen einer flexiblen Materialbahn, damit die Bahn dem Band zugeführt werden kann,
- Detektiermittel am Seitenrand der dem Band zugeführten flexiblen Materialbahn, und
- eine Querverlagerungseinrichtung der Lagerungseinrichtung für die Abspulwalze, welche dazu ausgebildet ist, die Walze in Abhängigkeit von Informationen zu positionieren, die von den Detektiermitteln zugeführt werden.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der detaillierten nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die beispielhaft und ohne Begrenzung eine bevorzugte Ausführungsform zeigen. Die Zeichnungen, die integraler Bestandteile der vorliegenden Beschreibung sind, zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht des Schneidkopfs einer erfindungsgemäßen Schneidmaschine sowie die Horizontaleinstelleinrichtung für den Schneidkopf;
Fig. 2 eine Teilschnittansicht in einer Vertikalebene A in Fig. 1, wobei die Fixierung dieses Schneidkopfs an der Vertikalverstelleinrichtung dargestellt ist;
Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht dieses Schneidkopfs;
Fig. 4 eine weitere seitliche Schnittansicht, die die entgegengesetzte Seite von der in Fig. 3 dargestellten Seite zeigt;
Fig. 5 eine Längsschnittansicht in einer Vertikalebene B des Schneidkopfs;
Fig. 6 eine Querschnittansicht in der Horizontalebene C;
Fig. 7 eine Querschnittansicht in der Horizontalebene D;
Fig. 8 eine Querschnittansicht in der Horizontalebene E;
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schneidmaschine; und
Fig. 10 eine schematische Darstellung der Querverlagerungseinrichtung für die Transportwalze des flexiblen Materials.
Die schematisch in Fig. 9 dargestellte Schneidmaschine dient zum automatischen Schneiden eines biegsamen Materials, welches in Form eines einzel- oder mehrlagigen Flachmaterials vorliegt.
Diese Maschine setzt sich zusammen aus einem Schneidtisch, einer Zuführeinrichtung für ein Band eines flexiblen Werkstoffs, einem Schneidkopf, der eine Schneidscheibe und eine Verlagerungseinrichtung für den Schneidkopf mit einer in Längsrichtung des Schneidtisches verlagerbaren Brücke und einem an der Brücke gelagerten und sich in Längsrichtung der Brücke, d. h. senkrecht zur Bewegungsrichtung der Brücke bewegenden Schlitten enthält. Schließlich enthält diese Schneidmaschine üblicherweise eine (nicht dargestellte) numerische Steuereinheit zum Erzeugen sämtlicher Betriebsparameter dieser Maschine.
Zunächst einmal enthält der Schneidtisch ein (nicht dargestelltes) Gerippe, welches ein Endlosband 1 aus beispielsweise PVC-Material trägt, welches um zwei Walzen 2 und 3 geführt ist, wobei einer der Walzen motorische Antriebsmittel beliebigen und an sich bekannten Typs (nicht dargestellt) zugeordnet sind, um das Band 1 laufen zu lassen.
Dieses Band 1 ist außerdem auf seiner gesamten Oberfläche mit einer Schaumstofflage bedeckt, beispielsweise aus Polyurethanschaumstoff, um das Eindringen der Scheibe zu ermöglichen. Diese Schaumstofflage soll regelmäßig ausgetauscht werden und ist an dem Band beispielsweise mit Hilfe eines doppelseitigen Klebebandes befestigt.
Die Schneidmaschine enthält außerdem eine Beschickungseinrichtung für eine flexible Materialbahn 4, die als Walze 5 aufgewickelt ist.
Diese Beschickungseinrichtung enthält in erster Linie ein Gestell 6 als Träger für die Walze 5 des flexiblen Materials, angeordnet in der Längsverlängerung des Bandes 1.
Zweitens enthält diese Einrichtung einen Druckstab 7, der zu der Brücke gehört und sich parallel zu dieser erstreckt. Dieser Druckstab 7 wird an jedem seiner Enden von der Kolbenstange eines vertikal angeordneten Pneumatikzylinders 8 getragen, dessen Körper einstückig mit der Brücke ausgebildet ist, wobei diese Zylinder dazu ausgebildet sind, bei ihrem Ausfahren den Druckstab auf das Band 1 zu legen.
Nachdem ein Breitenabschnitt des zu schneidenden elastischen Materials 4 zwischen dem Druckstab 7 und dem Band 1 eingeklemmt ist, kann anschließend ein Längenabschnitt des elastischen Materials dadurch auf die Oberseite des Bandes abwickelnd aufgelegt werden, daß gleichzeitig und synchron eine Verlagerung der Brücke und ein Weiterlaufen des Bandes veranlaßt werden.
Außerdem sei angemerkt, daß sämtliche Bewegungen des Bandes 1 in der Weise digitalisiert werden, daß eine Unterbrechung des Schneidvorgangs mit anschließender Wiederaufnahme des Schneidvorgangs an exakt derselben Stelle möglich ist, indem die verbrauchte Länge des elastischen Materials geregelt wird.
Die Beschickungseinrichtung enthält schließlich Querzentriermittel zum Zentrieren der Materialbahn 4 in bezug auf das Band 1. Diese Zentriermittel enthalten in erster Linie Detektiermittel zum Erfassen eines der Seitenränder der elastischen Materialbahn 4.
Diese Detektiermittel bestehen beispielsweise aus Lichtschranken, die an den Schenkeln eines Bügels 9 befestigt sind, der sich zwischen der Walze 5 des flexiblen Materials und dem Band 1 etwa in derselben Horizontalebene wie das Band befindet. Dieser Bügel 9 ist außerdem seinerseits an einer Führungsstange 10 befestigt, über die die flexible Materialbahn 4 läuft.
Die Zentriermittel enthalten außerdem eine Querverlagerungseinrichtung für das Trägergestell der Walze 5 aus flexiblem Material, geregelt durch die vorerwähnten Mittel. Wie schematisch in Fig. 10 dargestellt ist, besteht diese Verlagerungseinrichtung aus einer Schnecke, die von einem Motor 11 über ein Untersetzungsgetriebe 12, 13 drehend angetrieben wird.
Die Brücke 14 zur Längsverlagerung des Schneidkopfs wird ihrerseits in typischer Weise von Zahnriemen seitens eines Gleichstrommotors und mittels Reduktionsgetrieben entlang zweier (nicht dargestellter) Längsschienen verlagert, die sich auf der einen und der anderen Seite des Bandes 1 befinden.
Der Schlitten 15 wird entlang der Brücke von einem Zahnriemensystem mit Hilfe eines Gleichstrommotors und eines Untersetzungsgetriebes angetrieben.
An dem Schlitten 15 ist der Körper 16a eines Pneumatikzylinders 16 befestigt, welcher vertikal orientiert ist, und von dem das Ende seiner Kolbenstange 16b an einer Plattform 17 fixiert ist, welche den Schneidkopf 18 trägt.
Diese Plattform 17 wird bei Betätigung des Zylinders 16 mit Hilfe zweier Führungsschienen 19 und 20 geführt, die mit zwei Platten 21 und 22 verbunden sind, die sich oberhalb bzw. unterhalb der Plattform befinden, wobei die untere Platte 22 einstückig mit dem Körper 16a des Zylinders 16 ausgebildet ist.
Wie außerdem in Fig. 2 dargestellt ist, dient ein oberer und ein unterer Anschlag zur manuellen Einstellung des Wegs des Pneumatikzylinders 16.
Die obere Anschlageinrichtung wird gebildet durch eine in einem in der oberen Platte 21 ausgebildeten Gewindeloch sitzende Schraube 23 gegenüber der Kolbenstange 16b des Zylinders.
Die untere Anschlageinrichtung wird ihrerseits gebildet durch eine Schraube 24, die in einem Gewindeloch in der Plattform 17 ausgebildet ist, wobei die Schraube an der unteren Platte 23 anschlagen kann, wenn der Zylinder 16 eingefahren wird. Damit zur Einstellung der Lage des unteren Anschlags mit Hilfe einer Drehschraube Zugriff zu der Schraube 24 besteht, besitzt die obere Platte 21 eine Öffnung 25 gegenüber dieser Schraube.
Außerdem trägt die Plattform 17 einen Drehantrieb für den Schneidkopf, um diesen um eine vertikale Achse zu drehen, so daß die Scheibe in Verlagerungsrichtung orientiert werden kann.
Diese Antriebseinrichtung enthält in erster Linie einen Motor 26, auf dessen Welle ein Ritzel 27 gelagert ist, welches über einen Zahnriemen 28 mit einer gezahnten Riemenscheibe 29 gekoppelt ist, die unverschieblich jedoch drehbar bezüglich der Plattform 17 angeordnet ist.
Außerdem enthält die Antriebseinrichtung eine Vertikalwelle 30, die einstückig mit der gezahnten Riemenscheibe 29 ausgebildet und bezüglich dieser zentriert ist, wobei die Welle sich vertikal unterhalb der Plattform 17 erstreckt und auf der Höhe ihres unteren Endes mit einer Platte 31 ausgestattet ist, unter der der Schneidkopf 18 angeschraubt ist.
Es sei angemerkt, daß diese Welle 30 hohl ist und in sich Leitungsrohre für Druckluft sowie elektrische Leitungen für den Betrieb des Schneidkopfs 18 aufnimmt.
Schließlich setzt sich der Schneidkopf aus zwei Elementen zusammen: Ein oberes, feststehendes Element 32, welches einstückig mit der Platte 31 ist, und ein unteres Element oder Schubelement 33, welches in bezug auf das feststehende Element 32 gemäß der Bewegungsrichtung des Schneidkopfs 18 beweglich ist.
Das feststehende Element 32 ist mit einer Ausnehmung ausgestattet, in deren Innerem ein elektrischer Antriebsmotor 34 hoher Drehzahl für die Schneidscheibe untergebracht ist. Dieser Motor 34 ist horizontal angeordnet, und seine Motorwelle dreht eine Riemenscheibe 35.
Das bewegliche Schubteil 33 ist seinerseits auf der Unterseite mit einer Ausnehmung 36 ausgestattet, in der die Scheibe 37 derart untergebracht ist, daß sie unten aus dem Schubteil vorsteht. Diese Scheibe 37 wird von einer horizontalen Welle 38 gelagert, die durch Drehlager bei 39 im Inneren einer in dem Schubteil 33 ausgebildeten Bohrung 40 drehbar gelagert ist.
Diese Welle 38 trägt außerdem eine Riemenscheibe 41, die mit der Riemenscheibe 35 des Motors 34 über einen Riemen 36 gekoppelt ist, der eine torische Verbindung darstellt.
Außerdem ist anzumerken, daß der Motor 34 und die die Scheibe 37 tragende Welle 38 in der Weise angeordnet sind, daß die Drehachse der Scheibe in horizontaler Richtung durch Verlagerung des Schubteils 33 um eine einstellbare Strecke D in bezug auf die vertikale Symmetrieachse der Welle 30 verlagerbar ist, welche die tangentiale Steuerachse dieser Scheibe darstellt.
Im übrigen ist der Motor 34 in der Weise ausgebildet, daß er die Scheibe 37 in gleicher Drehrichtung antreibt, wie der Schneidkopf 18 verlagert wird, und zwar mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die höher ist als die Geschwindigkeit des Schneidkopfs. Beispielsweise weist der Motor 34 ein Drehmoment etwa zwischen 4 und 6 cm · N auf und kann die Scheibe 37 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 10 m/s antreiben.
Außerdem ist dieser Motor mit einem Geschwindigkeitssteller ausgestattet, der aus einem Intensitätssteller oder aus einem einfachen Transformator mit n Stellungen bestehen können, was die Einstellung von n verschiedenen Geschwindigkeiten ermöglicht, um die Drehgeschwindigkeit der Scheibe 37 als Funktion der Schneidparameter einstellen zu können (Typ des zu schneidenden Materials, Dicke, Anzahl der Lagen). Es sei angemerkt, daß diese Geschwindigkeit auch dadurch modifiziert werden kann, daß man das Verhältnis der Riemenscheiben 45 und 41 ändert.
Wie in den Fig. 3 und 4 zu sehen ist, besitzt die Schneidscheibe 37 ihrerseits eine Achteckform, bestehend aus vier kreisbogenförmigen Seiten, die paarweise durch zwei lineare Abschnitte verbunden sind.
Eine solche Scheibe 37 hat den Vorteil, daß sie nicht verschmutzt und bessere Schneidergebnisse liefert, insbesondere bei relativ harten Stoffen wie Vinyl oder Synthetikstoffen einer gewissen Dicke.
Das bewegliche Schubteil 33 trägt außerdem eine Schärfungseinrichtung für die Scheibe 37 mit zwei Schleifkörpern 42 und 43, die jeweils am Ende von Achsen 44 und 45 gelagert sind, die in Sackbohrungen 46 und 47 aufgenommen sind, welche auf der einen und der anderen Seite der Scheibe 37 ausgebildet sind.
Einer der Schleifkörper 42 ist dazu bestimmt, der Scheibe ihren Schneidwinkel zu verleihen, während der andere Schleifkörper 43 dazu dient, die Fadenschneidfunktion zu gewährleisten. Zu diesem Zweck sind die Sackbohrungen 46 und 47 in der Weise ausgebildet, daß die Schleifflächen dieser Schleifkörper 42 und 43 einen Neigungswinkel bilden, der in bezug auf die entsprechende Fläche der Scheibe 37 unterschiedlich ist.
Dementsprechend sind diese Sackbohrungen 46 und 47 in der Weise ausgebildet, daß die Schleiffläche des Schleifkörpers 42 einen Winkel begrenzt, der etwa 20º in bezug auf die entsprechende Seite der Scheibe 27 beträgt, während die Schleiffläche des Schneiden-Schleifkörpers 43 einen Winkel von etwa 5º bezüglich der anderen Seite der Scheibe bildet.
Außerdem sind diese Sackbohrungen 46 und 47 in der Weise ausgebildet, daß die Berührung der Schleifflächen der Schleifkörper 42 und 43 in der Weise exzentrisch erfolgt, daß bei der Berührung die Drehung der Scheibe 47 diese Schleifkörper antreibt.
Schließlich sind die Verschiebungsmittel für diese Schleifkörper 42 und 43, um letztere gegen die Scheibe anzulegen, pneumatisch ausgebildet und enthalten Leitungen 48 und 49 für den Transport von Druckluft, die in dem Bereich des Bodens der Sackbohrungen 46 und 47 münden. Der Druckverlust in den Leitungen 48 und 49 ist im übrigen so angepaßt, daß der Druck der Druckluft für die Verlagerung des Schneiden- Schleifkörpers 43 geringer ist als derjenige, der den Schleifkörper 42 verlagert.
Schließlich wird im Hinblick auf die Relativ-Beweglichkeit des Schubteils 33 in bezug auf das feststehende Element 32 die Verbindung zwischen diesen beiden Elementen mit Hilfe eines Zwischenstücks 50 realisiert, welches unter dem feststehenden Element 32 angebracht ist.
Dieses Zwischenstück 50 weist eine Mittelöffnung 51 auf, während das Schubteil einen Zapfen 52 besitzt, dessen Länge geringer ist als die der Öffnung 51, in der sich der Zapfen befindet, wobei das Halten des Schubteils erreicht wird durch eine Platte 53, die an dem Zwischenstück 50 ruht und an dem Zapfen 52 befestigt ist. Die richtigen Verstellungen werden von Hand mit Hilfe einer Schraube 54 erreicht, die mit einer Gewindebohrung zusammenwirkt, die horizontal in dem Zapfen 52 in der Weise ausgebildet ist, daß das Anziehen oder Lösen der Schraube zu einer Verschiebung des Zapfens im Inneren der Öffnung 51 führt. Darüber hinaus sind Federn 55 in der Weise angeordnet, daß eine wirksame Verlagerung des Zapfens 52 beim Lösen der Schraube 54 erfolgt.
Diese Schraube 54 wird nach dem Einstellen des unteren Anschlags als Funktion der Dicke des Schnittguts in der Weise benutzt, daß der vordere Berührungspunkt der Scheibe 37 in der Nähe der tangentialen Steuerachse gelegen ist und gegenüber dieser Achse geringfügig nach vorn versetzt ist.
Diese Möglichkeit der Einstellung gestattet im Verein mit den übrigen Merkmalen der erfindungsgemäßen Schneidmaschine (sehr hohe Drehgeschwindigkeit der Scheibe 37, Qualität des Schärfens der Scheibe ...) die Erzielung einer extrem abgeschwächten Schneidkraft und dadurch die Erzielung des gewünschten Ergebnisses, nämlich eines Verzichts auf jegliches Festhalten des Schnittguts.

Claims

1. Maschine zum Schneiden eines flexiblen Werkstoffs (4), der insbesondere als Flachmaterial in einzelner Lage oder in mehreren Lagen vorliegt, umfassend:

- einen Tisch mit einer Auflagefläche (1) für das flexible Schnittgut (4);

- einen Schneidkopf (18), der mit einer Schneidscheibe (37), einem Antriebsmotor (34) zum Drehen der Scheibe und mit einer Einrichtung (42, 43) zum sequentiellen Schleifen der Scheibe ausgestattet ist;

- eine Horizontalantriebseinrichtung (14, 15) für den Schneidkopf (18), die diesen oberhalb des Tisches gemäß zwei orthogonalen Bewegungsachsen verfahren kann; und

- eine Drehantriebseinrichtung (26-30) für den Schneidkopf (18), um diesen um eine vertikale Tangentialsteuerungs-Achse zu drehen,

dadurch gekennzeichnet, daß

- der Tisch mit einem Trägerstoff abgedeckt ist, der eine vorbestimmte Dicke aufweist, damit die Scheibe (37) eindringen kann,

- der Schneidkopf (18) einem Schlitten (15) zugeordnet ist, mit dem er über eine Vertikal-Verstelleinrichtung (16) gekoppelt ist, mit deren Hilfe der Kopf verlagerbar ist zwischen einer oberen Stellung, in der die Scheibe (37) sich mit Abstand oberhalb des Tisches befindet, und einer unteren Stellung, in der die Scheibe mit einer vorbestimmten Eindringtiefe in den Trägerstoff eindringt,

- eine Vertikaleinstelleinrichtung (24) dazu ausgebildet ist, die untere Stellung des Schneidkopfs (18) und mithin die Eindringtiefe der Scheibe in den Trägerstoff zu justieren,

- der Antriebsmotor (34) zum Drehen der Scheibe (37) von dem Schneidkopf (18) getragen wird und die Scheibe mit einer Drehzahl von mehr als 5000 UpM anzutreiben vermag, wobei Motor und Scheibe mit einer Motorwelle bzw. einer Drehachse ausgestattet sind, die parallel und horizontal verlaufen,

- die Drehantriebseinrichtung (26-30) des Schneidkopfs (18) derart angeordnet ist, daß die tangentiale Steuerachse der Scheibe (37) in horizontaler Richtung um eine Strecke (D) gegenüber der Drehachse der Scheibe derart versetzt ist, daß die Scheibe in den Trägerstoff auf der Höhe eines vorderen Berührungspunkts eindringt, der in der Nachbarschaft der tangentialen Steuerachse liegt,

- eine Horizontaleinstelleinrichtung (54) dazu ausgebildet ist, den Abstand (D) zu justieren, welcher die tangentiale Steuerachse von der Drehachse der Scheibe (37) trennt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (34) zum Drehen der Scheibe (37) dazu ausgebildet ist, diese in gleicher Richtung anzutreiben, in der der Schneidkopf (18) verfahren wird, ferner mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die die Geschwindigkeit des Schneidkopfs übersteigt.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (34) zum Drehen der Scheibe (37) ein Drehmoment aufweist, das etwa zwischen 4 und 6 cm · N liegt und in der Lage ist, die Scheibe mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 10 m/s anzutreiben.

4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifeinrichtung aufweist:

- zwei Schleiforgane (42, 43), die jeweils mit einer Schleiffläche ausgestattet sind, und die jeweils einer Seite der Scheibe (37) gegenüber liegen, wobei eines der Schleiforgane (42) dazu dient, die Scheibe (37) mit deren Schneidwinkel auszustatten, und das andere Schleiforgan (43) dazu augebildet ist, die Fadenschneidfunktion zu gewährleisten,

- eine Verlagerungseinrichtung (48, 49) für die Schleiforgane (42, 43), um deren Schleiffläche in zeitlichen Abständen und während jeweils einer vorbestimmten Zeitspanne an die zugehörige Seite der Scheibe (37) zu bringen.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleiforgane (42, 43) derart angeordnet sind, daß ihre Schleifflächen einen jeweils anderen Neigungswinkel bezüglich der zugehörigen Seite der Scheibe (37) bilden, und die Berührungsfläche zwischen dem zum Schärfen dienenden Schleiforgan (42) und der Scheibe (37) kleiner ist als diejenige zwischen dem anderen Schleiforgan (43) und der Scheibe.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleiffläche des zum Schärfen dienenden Schleiforgans (42) begrenzt ist auf einen Winkel von etwa 20º bezüglich der entsprechenden Fläche der Scheibe (37), und die Schleiffläche des anderen Schleiforgans (43) auf einen Winkel von etwa 5º bezüglich der anderen Fläche der Scheibe begrenzt ist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungszone zwischen jeder Schleiffläche eines Schleiforgans (42, 43) und der zugehörigen Fläche der Scheibe (37) exzentrisch ist bezüglich der Mitte der jeweiligen Schleifflächen, so daß bei einer Berührung die Drehung der Scheibe zu einer Antriebsdrehung der Schleiforgane führt.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß

- jedes Schleiforgan durch einen Schleifkörper (42, 43) gebildet wird, der mit einem der Enden einer Achse (44, 45) in einer in dem Schneidkopf (18) gegenüber einer Seite der Scheibe (43) ausgebildeten Blindbohrung (46, 47) gelagert ist,

- wobei die Verlagerungseinrichtung für die Schleiforgane pneumatisch ausgebildet ist und eine Leitungsanordnung (48, 49) aufweist, die in jeder Blindbohrung (46, 47) mündet und in der Lage ist, das Schleiforgan (42, 43) aus der Bohrung auszutreiben.

9. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Verlagerungseinrichtung dazu ausgebildet ist, an das für die Fadenschneidfunktion vorgesehene Schleiforgan (43) Druckluft mit einem Druck zu liefern, der unterhalb desjenigen Drucks liegt, mit dem das zum Schärfen vorgesehene Schleiforgan (42) beaufschlagt wird.

10. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (18) aufweist:

- ein als festes Element bezeichnetes Element (32), getragen von dem Schlitten (15) mittels der Vertikal-Verstelleinrichtung (16), an dem der Antriebsmotor (34) zum Drehen der Scheibe (37) angebracht ist,

- ein als Schubteil bezeichnetes bewegliches Element (33), welches die Scheibe (37) trägt, und

- eine handbetätigte Einrichtung (54) für die Relativ-Versetzung des Schubteils (33) gegenüber dem festen Element (32), um die Strecke (D) zu justieren.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Scheibe (37) von einer Horizontalwelle (34) getragen wird, auf der eine Riemenscheibe (42) sitzt, und die sich entlang einer Achse erstreckt, die senkrecht auf der Verlagerungsachse des Schubteils (33) steht,

- der Antriebsmotor (34) zum Drehen der Scheibe (37) eine Motorwelle aufweist, auf der eine Riemenscheibe (35) sitzt, und die parallel zu der Welle der Scheibe (37) verläuft, und

- wobei ein Antriebsriemen (36) als Umlaufverbindung auf den Riemenscheiben sitzt.

12. Maschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (34) zum Drehen der Scheibe (37) einen Geschwindigkeitssteller aufweist.

13. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (37) achteckige Form aufweist, bestehend aus vier kreisbogenförmigen Seiten, die jeweils paarweise durch lineare Seiten verbunden sind.

14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Tisch durch ein Endlosband (1) gebildet wird, welches eine obere Lagerfläche aufweist und welches auf zwei Walzen (2, 3) gelagert ist,

- der Trägerstoff auf der gesamten Oberfläche des Bandes angebracht ist, und

- eine Antriebseinrichtung dazu dient, einen gegebenen Längenabschnitt des Bandes (1) gesteuert durchlaufen zu lassen.

15. Maschine nach Anspruch 14, bei der die Horizontalantriebseinrichtung für den Schneidkopf (18) aufweist:

- eine Brücke (14), die das Band (1) in Querrichtung überspannt, und zu der eine Antriebseinrichtung gehört, mit der sie oberhalb des Bandes in Längsrichtung verlagert werden kann, und

- einen Schlitten (15), der von der Brücke (14) getragen wird, und zu dem eine Antriebseinrichtung gehört, um ihn in Längsrichtung entlang der Brücke zu verlagern.

16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

- der Brücke (14) ein Druckstab (7) zugeordnet ist, der mit Vertikalversetzungsmitteln (8) ausgestattet ist, um gegen das Band (1) gelegt werden zu können, und

- die Antriebseinrichtung der Brücke (14) und die des Bandes (1) dazu ausgebildet sind, das Band und die Brücke synchron zu bewegen.

17. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:

- eine Lagerungseinrichtung (6) für eine Walze (5) zum Abspulen einer flexiblen Materialbahn (4), damit die Bahn dem Band (1) zugeführt werden kann,

- Detektiermittel (9) am Seitenrand der dem Band (1) zugeführten flexiblen Materialbahn (4), und

- eine Querverlagerungseinrichtung (11-13) der Lagerungseinrichtung (6) für die Abspulwalze (5), welche dazu ausgebildet ist, die Walze in Abhängigkeit von Informationen zu positionieren, die von den Detektiermitteln zugeführt werden.

18. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine numerische Steuereinheit aufweist, um insbesondere die Versetzungen des Bandes (1) zu digitalisieren.

19. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerstoff durch eine Schaumstofflage gebildet wird, beispielsweise aus Polyurethanschaum.

20. Verfahren zum Regulieren der Stellung der Schneidscheibe (37) einer Schneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist:

- Festlegen einer gegebenen Eindringtiefe durch Justieren der Einstelleinrichtung (24) für die untere Stellung des Schneidkopfs (18),

- Verfahren der Scheibe (37) an den unteren Anschlag, wobei sie drehend angetrieben wird, um eine erste Auftrefflinie zu erhalten,

- erneutes Hochfahren der Scheibe (37) und Verdrehen des Schneidkopfs (18) um 90º,

- erneutes Absenken der Scheibe (37) bis zum unteren Anschlag, während die Scheibe gedreht wird, um dadurch eine zweite Auftrefflinie senkrecht zu der ersten Linie zu erhalten,

- Untersuchen der Auftrefflinien, um die Länge dieser Linien festzustellen, die sich von ihrem Kreuzungspunkt aus erstrecken, und

- in-Betrieb-Setzen der Horizontaleinstelleinrichtung (54) in der einen oder der anderen Richtung in der Weise, daß eine Länge der Auftrefflinien ausgehend von deren Kreuzungspunkt etwa zwischen 0,5 mm und 2 mm liegt.