DE9202023U1 - Auflage-Anordnung für eine Wasserstrahl-Bearbeitungsanlage - Google Patents

Description

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Jet Cut Systems AG, CH-6343 Rotkreuz

Auflage für eine Wasseratrahl-Beaxbeitungsanlage

Die Erfindung betrifft eine Auflage-Anordnung für das Werkzeug an einer Wasserstrahl-Bearbeitungsanlage, insbesondere einer Abrasiv-Schneidanlage, bei welcher ein Werkstück durch wenigstens einen Wasserstrahl beaufschlagt und bearbeitet wird.

Wa s s erstrahl-Bearbeitungsanlagen/ bei welchen ein dünner Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit (z.B. mit dreifacher Schallgeschwindigkeit) gegen ein Werkstück gerichtet wird und dieses z.B. trennt oder mit einer Oeffnung versieht, setzen sich in der Praxis immer mehr durch. Mit derartigen Wasserstrahl-Bearbeitungsanlagen werden die verschiedensten Materialien, wie z.B. Textilien, Esswaren, Gummi, Metallfolien und -platten etc. geschnitten. Eine derartige Bearbeitung ist staubfrei, es bilden sich keine Gase und der berührungslos arbeitende Wasserstrahl kennt kein verschmutzen und kein verkleben.

Bei bekannten Wasserstrahl-Schneidanlagen wird das Werkstück auf ein Waben-Gitter gelegt, das die Oberseite einer Wanne abdeckt. Der gegen das Werkstück gerichtete Wasserstrahl kann 2.B. vor dem Beginn der Bearbeitung neben dem Werkstück durch das Wabengitter durchtreten, wobei er entweder kurzzeitig abgelenkt und dabei zerstreut wird oder in der Wanne durch den Luftwiderstand aufgrund der grösseren Entfernung zum Wannenboden derart "aufgeweitet*· wird, dass der Wannenboden beim Auftreffen nicht zerstört wird.

Es sind auch sogenannte Abrasiv-Schneidverfahren bekannt, bei denen Abrasiv-Material, (z.B. Korund) feinster Körnung, dem Wasser beigemengt und durch den Waeserstrom beschleunigt ge-

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gen ein Werkstück gerichtet wird. Um Beschädigungen der Wanne durch den wesentlich energiereicheren Strahl einer Abrasiv-Schneidanlage zu vermelden, wurde bereits vorgesehen/ die Wanne teilweise mit Wasser zu füllen, so dass der Strahl gegen die Wasseroberfläche prallt und dabei gedampft wird.

Vor allem beim Abrasiv-Schneiden werden jedoch die Wabengitter, welche als Auflage für das Werkstück dienen, relativ schnell zerstört. Wabengitter sind relativ kompliziert im Aufbau und damit teure Verschleissteile. Ausserdem sind die öffnungen bei einem Wabengitter vorgegeben. Sie sind damit nicht an das Werkstück anpassbar. Dementsprechend wird auch bei einem grossen Werkstück ein Wabengitter mit kleinen öffnungen an einer Vielzahl von Stegen vom Wasserstrahl zerschnitten, obwohl das Werkstück bereits auf wesentlich weniger Stegen plan und stabil aufliegen könnte und damit die Anzahl der zerstörten Stege reduziert würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine Anordnung der eingangs genennten Art zu schaffen, die bei einfachem mechanischem Aufbau, guter Wartbarkeit und geringen Kosten die bei der Bearbeitung zerstörten Verschleissteile reduziert und gleichzeitig bessere Anpassung der Auflage an die Werkstückgrösse ermöglicht.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe in erster Linie gemäss Kennzeichen der Patentansprüche gelöst.

Statt eines Wabengitters schlägt die Erfindung also den Einsatz einzelner Träger-Elemente vor, die auswechselbar in HaI-tooinrichtungen befestigt sind. Wird eines dieser Träger-Elemente beschädigt, kann es einzeln und damit kostengünstig ausgetauscht werden. Ausserdem lässt sich je nach Werketückgrösse die Anzahl der Träger-Elemente verändern, so dass ge-

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rade nur soviel Träger-Elemente zum Einsatz kommen/ wie zur stabilen Halterung des Werkstücks erforderlich sind. Damit werden auch nicht unnötig viele Träger-Elemente durch den Wasserstrahl, vor allem durch einen Abrasiv-Strahl zerstört.

Ersichtlicherweise können dabei auch die Halteainrichtungen für die Träger-Elemente so auswechselbar sein, dass durch sie der Auflageabstand veränderbar ist und dass auch einzelne beschädigte Halteeinrichtungen separat ausgetauscht werden können.

Praktisch lässt sich die Erfindung besonders vorteilhaft realisieren, wenn wenigstens ein Teil der Halteeinrichtungen und/oder die Träger-Elemente aus einem streifenförmigen, steifen Material, insbesondere aus Blechstreifen bestehen. Derartige Streifen lassen sich z.B. in Schlitze/ zwischen kammartige Halter oder in andere (auch verstellbare) Halteanordnungen einspannen. Besonders bewährt im praktischen Einsatz haben sich Blechstreifen aus nicht rostendem Stahl. Je nach Anwendungsfall sind auch andere Träger-Elemente, z.B. auch aus Legierungen, aus stabilem Kunststoff, aus Keramik oder aus anderem Material denkbar.

Besonders einfach lassen sich die Träger-Elemente stabil fixieren, wenn die Träger-Elemente und wenigstens ein Teil der Halteeinrichtungen durch Einsteck-Schlitze miteinander verbunden sind, die an den Halteeinrichtungen und/oder auch an den Träger-Elementen selbst ausgebildet sein können.

Besondere einfach modular aufbaubare, wieder zerlegbare und auch stabile Anordnungen ergeben sich, wenn die Träger-Elemente kreuzweise angeordnete Materialstreifen, insbesondere Blechstreifen sind, die durch Einsteck-Schlitze miteinander verbunden sind. Dabei können zusätzlich zu den Träger-Elementen noch Halteelemente vorgesehen sein. Die Träger-Ele-

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men te können aber auch an die Stelle der Halteelemente treten.

Vor allem beim Abrasivschneiden hat es sich bewährt/ wenn wenigstens ein Teil der Halteeinrichtungen in einem Wasserbad angeordnet ist. Wenn dabei die Halteeinrichtungen und die Träger-Elemente unterschiedlich hoch ausgebildet sind, können die Halteeinrichtungen derart unter der Oberfläche des Wasserbads angeordnet werden, dass sie durch den Schneidstrahl nicht beschädigt werden und damit nur die Träger-Elemente der Zerstörung durch den Schneidstrahl ausgesetzt sind.

Wenn das zu bearbeitende Werkstück nicht feuchtigkeitsempfindlich ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn sowohl die Träger-Elemente als auch die Halteeinrichtungen unter Wasser angeordnet sind und somit vor der Zerstörung durch den Schneidstrahl geschützt sind.

Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 Die schematische Darstellung einer Anordnung mit den Merkmalen der Erfindung,

Figur 2 ein Teilschnitt aus Figur 1 im vergrösserten Mass-B tab,

Figur 3 die perspektivische Darstellung der Auflage-Anordnung gemäss Figur 1 und 2,

Figur 4 einen Ausschnitt aus Figur 3,

Figur 5

bis 8 verschiedene Anordnungen von Träger-Elementen mit den Merkmalen der Erfindung, und

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Figur 9 ein abgewandeltes Ausführungebeispiel der Rahmen-Anordnung gemüse Figur 2 und 3.

Gemäss Figur 1 bis 3 weist eine schematisch dargestellte Wasserstrahl-Bearbeitungsanlage 1 einen Wasserstrahl-Schneidkopf 2 auf, der an einem dreidimiuensional verfahrbaren Halter 3 befestigt ist. Vom Schneidkopf 2 ist ein Wasserstrahl 4 gegen ein Werkstück 5 gerichtet, das durch den Wasserstrahl 4 geschnitten wird. Das Werkstück 5 liegt auf einer Auflage 6 auf, durch welche der Wasserstrahl vertikal hindurchtreten kann. Die Gesamtanordnung ist auf einer Wanne 7 mit Füssen 8 befestigt.

Figur 2 zeigt die Wanne 7 im Schnitt. Wie dargestellt ist in der Wanne 7 ein äusseres Rahmenteil 9 angeordnet, an welchem Halteeinrichtungen 10 befestigt sind. Die Halteeinrichtungen 10 sind mit einer Reihe von vertikalen Einsteck-Schlitzen 11 versehen, in die Träger-Elemente 12 eingesteckt sind. Die Wanne 7 ist mit Wasser bis zur gestrichelt angedeuteten Oberfläche 13 gefüllt, welche die Halteeinrichtungen 10 abdeckt. Dadurch werden die Halteeinrichtungen vor einer Zerstörung durch den Wasserstrahl 4 geschützt.

Wie aus Figur 2 bis 4 gut hervorgeht, sind gemäss Ausführungsbeispiel nur in jedem zweiten Schlitz 11 in den Halteeinrichtungen 10 Träger-Elemente 12 eingesteckt. Der Abstand genügt voll, um das Werkstück 5 gemäss Figur 1 plan zu halten. Kommen grössere Werkstücke zum Einsatz, kann ohne weiteres eine grössere Zahl von Schlitzen 11 zwischen den Träger-Elementen 12 freigelassen werden. Wird ein kleineres Werkstück bearbeitet, kann es erforderlich sein, ganz oder wenigstens in einem Teilbereich der Auflage 6 ein Träger-Element 12 in jeden der Schlitze 11 einzustecken. Ersichtlicherweise lässt sich die Auflage 6 beliebig und ohne jeden grossen Aufwand an die Werkstückgrösse anpassen. Ausserdem

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lassen sich einzelne der Träger-Elemente 12 einfach austauschen, sofern sie durch den Schneidstrahl beschädigt wurden, ohne dass dadurch ein Austausch der gesamten Anordnung erforderlich ist. Durch die Ausbildung des Rahmens 9, der die gesamte Auflage 6 in der Wanne 7 trägt, kann aber auch die Gesamtanordnung beliebig aus der Wanne 7 herausgenommen, z.B. gereinigt oder ersetzt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die Halteeinrichtungen 10a, 10b, 10c ebenfalls in Schlitzen 14 in der Stirnseite 9a und in der Rückseite 9b (nicht sichtbar) des Rahmens 9 austauschbar eingesteckt sind. Damit lassen sich bei Bedarf auch die Halteeinrichtungen 10a, 10b und 10c einzeln austauschen oder z.B. auch durch Halteeinrichtungen mit einer anderen Schlitzteilung ersetzen, sofern dies im Hinblick auf die Grosse des Werkstücks 5 erforderlich ist.

Wie aus Figur 2 und 3 ersichtlich ist, befindet sich im Rahmen 9a ein Gitter 15, welches das Absinken von geschnittenen Teilen verhindert. Zum Entfernen der Teile können die einzelnen Träger-Elemente 12 und die Halteeinrichtungen 10a, 10b, 10c nach oben entfernt werden, um das Gitter 15 freizugeben. Alternativ kann auch der gesamte Rahmen 9 mittels einer Hebevorrichtung aus der Wanne 7 gehoben werden.

Eine solche Hebevorrichtung kann gemäss Figur 9 Hydraulikzylinder 25 aufweisen, die an allen vier Ecken des Rahmens 9 derart befestigt sind, dass bei Zufuhr einer Hydraulikflüssigkeit durch nicht dargestellte Zuführechläuche Kolben 26 nach unten herausgepresst werden. Der Rahmen 9 steht analog Figur 1 und 2 auf dem Boden der Wanne 7 auf, von der in Figur 9 der Übersichtlichkeit halber die Stirnseite und die rechte Seite nicht gezeichnet sind. Wenn die Kolben 26 nach unten aus den Zylindern 25 herausgepresst werden, stehen sie ereichtlicherweise auf dem Boden der Wanne 7 auf und heben da-

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mit den gesamten Rahmen 9 mit Halteeinrichtungen und Träger-Elementen über die Wasseroberfläche 13 an. Dadurch sind sowohl die einzelnen Träger-Elemente 12 als auch die Halteeinrichtungen 10 gut zugänglich oberhalb des Wasserspiegels 13.

Anstelle der hydraulischen Hebeanordnung lässt sich selbstverständlich auch eine andere Form der Hebeanordnung vorsehen, wie z.B. pneumatische Zylinder/ motorisch betriebene Hebeanordnungen, mechanische Hebeanordnungen mit Kraftverstärkern und dergleichen, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde.

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel/ bei dem identische Träger-Elemente 12 mit Einsteck-Schlitzen 11 wabenartig zusammengesteckt sind. Eine solche Anordnung kann z.B. in einen Rahmen 9 gemäss Figur 3 oder aber auch in einen beliebigen anderen Rahmen eingesetzt werden. Analog dem AusfUhrungsbeispiel gemäss Figur 1 bis 4 lassen sich aber auch bei Anordnung gemäss Figur 5 sowohl einzelne Träger-Elemente 12 austauschen, als auch das Raster durch Auslassen von Einsteck-Schlitzen 11 verändern.

Das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 6 zeigt abgewandelte Halteeinrichtungen 1Od, die etwa kammartig aufgebaut und mit nach oben weisenden Halte-Fingern 17 versehen sind. Der Abstand der Haltefinger 17 kann an die Anforderungen der Auflage-Fläche angepasst werden. Zwischen jeweils zwei der Finger 17 können quer Träger-Elemente 12 eingesteckt werden, wie dies in Figur 6 angedeutet ist. Diese Anordnung ermöglicht einerseits besonders dichtes Stecken der Träger-Elemente 12 und schafft andererseits eine Halteeinrichtung, welche dem Schneidstrahl äusserst geringe Angriffsfläche bietet und die dementsprechend verschleissfest ist.

Figur 7 zeigt ein Aueführungsbeispiel, bei welchem am Rahmen-

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teil 9 vertikale Halterippen 18 vorgesehen sind, in welchen Träger-Elemente 12 gehalten werden.

Beim AusfUhrungsbeispiel gemäsa Figur 8 eind in die Halterippen 18 zickzackartig verlaufende Träger-Elemente 12 eingespannt/ die bei manchen Anwendungen und Werkstück-Konfigurationen besonders gute Halterung ergeben.

Ersichtlicherweise lassen sich die verschiedenen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele ohne weiteres miteinander kombinieren, ohne dass dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde.

Claims (8)

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1. Auflage-Anordnung für das Werkstück (5) an einer Wasser-Bearbeitungsanlage (I)_x insbesondere einer Abrasiv-Schneidanlage, bei welcher ein Werkstück durch wenigstens einen Wasserstrahl (4) beaufschlagt und dabei bearbeitet wird/ dadurch gekennzeichnet, dass die Auflage (6) wenigstens zwei parallel zum Wasserstrahl (4) angeordnete Träger-Elemente (12) aufweist/ die auswechselbar in Halteeinrichtungen (10, 10a, 10b, 10c, 1Od, 17, 18) befestigt sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Halteeinrichtungen (10a, 10b, 10c, 1Od, 17) auswechselbar angeordnet sind.

3. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Halteeinrichtungen (10a, 10b, 10c) und/oder die Träger-Elemente (12) aus einem streifenförmigen steifen Material, insbesondere aus Blechstreifen bestehen.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger-Elemente (12) und wenigstens ein Teil der Halteeinrichtungen (10a, 10b, 10c) durch Einsteck-Schlitze (11) miteinander verbunden sind, die an den Halteeinrichtungen (10a, 10b, 10c) und/oder den Träger-Elementen (12) ausgebildet sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger-Elemente (12) kreuzweise angeordnete Materialstreifen, insbesondere Blechstreifen sind, die durch Einsteck-Schlitze (11) miteinander verbunden sind.

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6. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Träger-Elemente (12) und die Halteeinrichtungen (10, 10a, 10b, 10c, lOd) in einem Wasserbad (20) angeordnet sind und vom Wasser bedeckt sind.

7. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Halteeinrichtungen (10, 10a, 10b, 10c, 1Od, 18) unter der Oberfläche (13) des Wasserbads (20) und wenigstens die Oberkanten der Träger-Elemente (12) über der Oberfläche des Wasserbads (20) angeordnet sind.

8. Anordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hubanordnung (25, 26) zum Anheben des Rahmens (9) aus dem Wasserbad (20) vorgesehen ist.