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Technisches Gebiet und Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Verbesserung von Werkzeugmaschinen, bei denen mindestens eine mögliche Art der Verarbeitung eines zu bearbeitenden Werkteiles, vorzugsweise aber nicht grundsätzlich beschränkt auf plattenförmiges Material, darin besteht, das Material in einem Schneidspalt zu trennen. Das Schneidwerkzeug dazu ist in mindestens zwei Achsen zur Erzeugung einer Trennkontur gegenüber dem Material oder Werkstück bewegbar und vorzugsweise ein Strahlwerkzeug, verwendet also einen gebündelten Energie- und/oder hoch energetischen Materiestrahl, wie beispielsweise beim Laserschneiden, Plasmastrahlschneiden oder einem Abrasivschneidstrahl, beispielsweise aus Wasser, optional mit zusätzlichen Schneidmitteln, z. B. Quarzsand, versetzt. Die Erfindung ist aber anwendungsabhängig durchaus auch verwendbar bei anderen trennenden Bearbeitungsverfahren, beispielsweise mit einem bandförmig durchlaufenden, oszillierenden oder rotierenden Werkzeug, wie beispielsweise beim Sägen oder Fräsen, oder auch einem Verfahren, das zum Schneiden einen elektrisch erhitzten oder unmittelbar durch die Wirkung elektrisch geladener Teilchen wirksamen Schneiddraht verwendet.
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Bei Werkzeugmaschinen vorgenannter Art, besteht eine grundsätzliche Forderung darin, dass ein Werkstück zur präzisen Bearbeitung eine, gegenüber den während der Bearbeitung relativ zum Werkstück bewegten Werkzeugen, präzise definierbare Position einhält. Diese definierbare Position kann insbesondere bei einem Maschinenkonzept mit fixiertem Werkstück und geringen oder nicht vorhandenen Schneidkräften in Richtung der Schneidkontur, wie beispielsweise beim Laserschneiden, schon dadurch erreicht werden, dass das Werkstück auf einer geeigneten Auflage zum Schneiden abgelegt wird. Bei Bedarf kann das Werkstück zusätzlich an weiteren Anschlägen entlang gestützt oder eingespannt werden. Besonders die Auflage stellt jedoch ein potentielles Problem beim Schneiden dar, weil eine Beschädigung in vielen Anwendungsfällen nicht verhindert werden kann, da sonst eine sehr aufwendige Anpassung der Auflage an jede unterschiedliche Anwendung erfolgen müsste. Dies ist insbesondere bei großflächigen zu schneidenden plattenförmigen Materialien und sich häufig ändernden Schneidkonturen oft nicht möglich, da eine Unterstützung an vielen häufig wechselnden Punkten, um ein Durchbiegen oder gar Verkippen zu vermeiden, sei es durch die Wirkung der Gravitation oder durch die beim Schneiden auftretenden Kräfte, wie beispielsweise durch Schneidgase beim Laserschneiden, unwirtschaftlich wäre. So wird in der Praxis meist ein gewisses Maß an Beschädigung von Auflageelementen und auch damit einhergehenden Rückwirkungen auf die Qualität des Scheidergebnisses in Kauf genommen, wobei man das Problem meist durch verschiedene Formen von austauschbaren Auflageelementen sowie einer entsprechenden Planung von Schneidkonturen minimiert. Bei Werkzeugmaschinen mit bewegten Werkstück oder Material, insbesondere ebenfalls solchen zur Bearbeitung plattenförmiger Materialien, wird die besagte definierte Position des Materials meist durch das Material relativ kleinräumig zangenartig umgreifende, sogenannte Spannpratzen, erzeugt, die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem bewegten Material und dem Positionierungsantrieb, meist in ein oder zwei Achsen, herstellen. Es sind auch, insbesondere wenn plattenförmiges Material kontinuierlich oder in variablen Teilelängen von einer Rolle geschnitten wird, eine Reihe weitere Ausrichtungs-, Führungs- und Positionierungsverfahren bekannt, um die besagte definierte Position zu erzielen. Die Auflage erfolgt aber in jedem dieser Fälle meist auf Rollen, Kugeln oder Bürsten, seltener auch auf jeweils zur Bearbeitung geeigneten Fluidpolstern, so dass dem Material bei der Bewegung möglichst kein Schaden zugefügt wird und zugleich eine in ihrer Position und Lage präzise definierte, meist ebene, Materialoberfläche entsteht. Vorteilhaft bei einem bewegten Material ist, dass die Position der Werkzeuge fixiert oder nur relativ kleinräumig bewegt ist, so dass eine Beschädigung von Auflageelementen und sonstige negativen Rückwirkungen zwischen Schneidwerkzeug und Werkstück gewöhnlich nicht entstehen, weil das Material diesbezüglich problemlos viel kleinräumiger unterstützt werden kann. Vorteilhaft ist auch, dass eine Kombinationsbearbeitung mit Werkzeugen, die wegen ihrer Massen und/oder aufzunehmenden Kräfte, wie beispielsweise bei umformenden Verfahren, nur mit gossen Aufwand frei positionierbar wären, so wesentlich einfacher insbesondere mit einem Strahlwerkzeug in einer Werkzeugmaschine kombinierbar sind.
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Ein weiterer Vorteil einer nicht oder eher kleinräumig bewegbaren Bearbeitungsstelle, ist darin zu sehen, dass selbstverständlich auch alle Einrichtungen zur Abfuhr, mindestens von relativ kleinen Gutteilen, Restteilen, Abgasen sowie verbleibender Strahlenergie oder einem abströmenden Schneidmaterial, nur in einem kleineren Bereich vorhanden sein müssen.
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Dies alles kann anwendungsspezifisch ein weitaus bedeutenderer Vorteil sein, als der üblicherweise größere Platzbedarf und eine meist etwas langsamere Bearbeitung.
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Gerade bei der Strahlbearbeitung ist hier insbesondere die Problematik von Bedeutung, dass beim Trennen, als einem häufigen Bearbeitungsmodus, der an der Trennstelle wieder austretende Strahl oder abgelenkte Teile davon, meist noch über eine relativ große Strecke hinweg eine hohe Energie, mit weiterhin hohem Potential zu Beschädigung von unter der Bearbeitungsstelle befindlichen Teilen der Werkzeugmaschine besitzen, so dass sich dicht unterhalb der Bearbeitungsstelle möglichst keine Teile der Werkzeugmaschine befinden.
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Wenn ein bewegtes Werkstück über eine Bearbeitungsstelle hinweg geschoben wird, ist ein Schutz von Maschinenelementen daher selbst bei sehr aggressiven Schneidgasen und Reststrahlen relativ leicht erreichbar, während dies bei einer frei beweglichen Bearbeitungsstelle, schon bei einem verhältnismäßig ”harmlos” (also kurz) fokussierten Laserstrahl und wenig aggressiven Schneidgasen, nur mit einem großen Aufwand befriedigend lösbar ist.
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Allerdings bringt eine Maschinenkonzeption mit bewegtem Material, besonders bei plattenförmigen, eher dünnen Materialien, auch erhebliche Probleme mit sich: Zwischen Unterlage und Werkstück treten beim Verschieben Reibungskräfte auf, die je nach der Werkstoffpaarung und Struktur zu Bewegungshemmungen oder sogar Beschädigungen führen können. Dies versucht man mit geeigneten Werkstoff-/Strukturpaarungen zu vermindern oder sogar zu vermeiden indem beispielsweise durch geeignete druckbeaufschlagte Fluide weitgehend reibungsfreie Auflagezonen erzeugt werden. Dies ist jedoch aufwendig. Meist dienen deshalb Bürsten-, Rollen- oder Kugelauflagen zur Reibungsminderung.
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Sowohl durch die beschriebenen Reibungskräfte, als auch durch die Einleitung dynamisch wirksamer Beschleunigungskräfte, treten besonders bei plattenförmigen Werkstücken und in Fällen, wo das Werkstück oder bewegte Rohmaterial schon durch Entfernung von Teilen in der Struktur geschwächt wurde, Verformungen auf, die mindestens die Präzision wesentlich beeinträchtigen, oft aber auch eine geplante Bearbeitung, die bei ruhendem Material diesbezüglich völlig problemlos wäre, gänzlich unmöglich machen können.
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Besonders problematisch dabei ist, dass die Platten meist nur sehr kleinräumig geklemmt mit den Antrieben verbunden sind, was zu einer besonders ungleichmäßigen Kraftverteilung im Werkstück oder Material führt und somit starke Verformungen noch zusätzlich begünstigt. Hier können besonders ausgefeilte Bearbeitungsstrategien helfen, die möglichst ungünstige Massenverteilungen während der notwendigen Bewegung vermeiden, beispielsweise auch eine Bearbeitung beginnend, weit entfernt von den Klemmpratzen, wobei nicht benötigtes Material dort möglichst früh entfernt wird und eine entsprechend angepasste niedrig beschleunigte Bewegung, um Biegekräfte zu minimieren und somit die zuvor geschilderten Probleme auf ein praktisch handhabbares Maß zu reduzieren.
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Aufwendigere Methoden sehen beispielsweise auch die Einleitung von Kräften von mehreren Seiten vor, was aber wiederum sehr präzise und flexibel konfigurierbare Zusatzantriebe erfordert, und den Aufwand zum Antrieb leicht vervielfachen kann.
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Eine weitere bekannte Methode ist es, zu den Hauptachsenantrieben zur Bewegung des Werkstücks redundante Zusatzantriebe für ein Strahlwerkzeug, in einem verhältnismäßig kleinen Teilbearbeitungsbereich vorzusehen, die es immerhin ermöglichen, kleine Teile in einem Werkstück sehr viel schneller zu bearbeiten oder daraus zu entfernen, wobei die Beschleunigungsmöglichkeiten der redundanten Zusatzachsen, eine entsprechende Konzeption und Bewegungskoordination vorausgesetzt, auch die Beschleunigung der Bewegung bei größeren Bearbeitungsausschnitten bestimmt, da so immerhin die hoch beschleunigten Bewegungsanteile einer Gesamtbewegung von dem labilen Material ferngehalten werden können, ohne dass die Gesamtbewegung des Strahlwerkzeugs relativ zum Werkstück deshalb so niedrig wie das bewegte Material beschleunigt ist.
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Zusätzlich zum Vorteil der erhöhten Bearbeitungsgeschwindigkeit ergeben sich durch Zusatzachsen, mit denen ein Schneidwerkzeug bewegt wird, eine ganze Reihe weiter Vorteile und Möglichkeiten, wie z. B. die Möglichkeit des Freischneidens von Werkstücken oder Restteilen, ohne dass dabei das Werkstück oder Material bewegt werden muss.
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Für viele Anwendungen ist dies daher letztlich eine weitaus vorteilhaftere Kombination von Vor- und Nachteilen, als beispielsweise bei der Flachbettbearbeitung mittels eines über dem ganzen Werkstück oder Material hinweg bewegbaren Strahlwerkzeugs. Weiter kann dieses Verhältnis noch verbessert werden, wenn der Flächenbedarf, den allein ein zweidimensional bewegtes Werkstück oft mit sich bringt – abstrakt gesehen mindestens das vierfache der nutzbaren Bearbeitungsfläche, gegenüber einer Maschine mit völlig unbewegten Material – grob auf die Hälfte sinkt, indem lediglich eine Bewegung des Materials in einer Achsrichtung vorgesehen ist, meist entlang der längeren Seite des Arbeitsraums. Die schon eingangs genannten Vorteile des bewegten Materials bleiben dabei weitgehend erhalten, wobei der Aufwand zunächst einmal sogar geringer ist, weil dann meist nur noch eine redundante Zusatzachse in Richtung der Materialbewegung vorgesehen sein muss, um eine schon recht dynamische Bearbeitung zu realisieren. Die Bewegungsdynamik des Strahlwerkzeugs relativ zum Material und quer zur Bewegungsrichtung des Materials ist in diesem Fall ohnehin nicht durch die strukturell bedingten Beschränkungen des bewegten Materials begrenzt.
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Darüber hinaus kann das eigentliche Schneid- und Bearbeitungssystem, mit einem solchen meist als ”hybrid” bezeichneten Aufbau, praktisch unverändert auch in Fertigungssystemen für die Produktion genutzt werden, in der die Zuführung von plattenförmigem Material von einer Rolle oder aus sonstigen Gründen in linear durchlaufender Weise erfolgt, was den Aufbau von modularen Bearbeitungskomponenten für umfangreichere Systeme erleichtert.
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Es gibt jedoch auch Nachteile: Wenn der Arbeitsbereich der Zusatzachse, ob nun aus Gründen der erzielbaren Bewegungsdynamik als auch der flexiblen Bearbeitung (z. B. zum flexiblen Freischneiden) immer verfügbar sein soll, dann reicht hierzu weder ein schmaler Schneidspalt, wie von vielen derartigen ”hybriden” Maschinenkonfigurationen schon ohne Zusatzachsen bekannt, oder ein eher kleinräumiger Ausschnitt für eine entsprechend kleinräumige Bewegung eines Strahlwerkzeugs mit besagten Zusatzachsen, sondern es liegt ein sehr langer Spalt, entsprechend der Breite des Bearbeitungsbereiches, vor, der seinerseits mindestens die Breite des Arbeitsbereiches, der zur verbliebenen Materialbewegungsrichtung redundant bewegbaren Zusatzachse aufweisen muss, wenn diese sinnvoll nutzbar sein soll. Zur klareren funktionalen Differenzierung wird ein aus den genannten Gründen verbreiterter ”Schneidspalt” im folgenden ”Schneidgraben” genannt.
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Solch ein Schneidgraben führt wiederum zu einer Reihe von Problemen, die mit entsprechenden technischen Mitteln auf ein tolerierbares Maß begrenzt werden müssen, um die Vorteile des bewegten Werkstücks oder Werkmaterials auch mittels einer solchen hybriden Werkzeugmaschinenkonfiguration mit ihrem weitaus geringeren Flächenbedarf und auch besser in einen linearen Materialfluss integrierbaren Aufbau, auch praktisch möglichst weitgehend nutzbar zu machen. Einige wesentliche Probleme sind nachfolgend aufgeführt.
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Durch den breiteren Spalt entsteht, besonders bei dünnem oder schon durch Ausschnitte geschwächtem Material, die Problematik, dass sich das Material darin biegt, was ohnehin schon eine präzise Bearbeitung nahezu ausschließt aber auch durch eingeklemmtes Material wegen herunterhängenden Kanten, zu Schäden an Werkstück und Maschine führt. Besonders kritisch hierbei wäre es beispielsweise einen länglichen Ausschnitt parallel zur Richtung des besagten Schneidgrabens ausführen zu wollen, was selbst bei relativ starkem Plattenmaterial zu Problemen führen und bei dünnerem Material völlig undenkbar wäre.
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Zur Lösung dieses Problems ist es bekannt, das plattenförmige Material über dem Schneidgraben mit den gleichen oder ähnlichen Auflageelementen abzustützen, wie sie auch auf den Auflagetischen verwendet werden, nur dass diese hierfür nun längs des Schneidgrabens beweglich sind, sei es als einzelne oder beispielsweise in einem Faltenbalg verbundene verschiebbare Stege mit entsprechenden Auflageelementen oder in Form eines oder mehrerer großflächigerer Träger für solche Auflageelemente, für die insgesamt vorzugsweise gilt, dass sie so verfahren werden, dass zwischen zwei dieser bewegbaren Auflageelementträger oder innerhalb eines solchen Auflageelementträgers permanent eine Öffnung passend zum Schneidwerkzeug verbleibt, durch die das Schneidmittel wirken kann, ohne dass ein Maschinenteil beschädigt wird oder den Schneidprozess beeinflusst.
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Solche verfahrbaren Elemente, insbesondere auch mit einer gegen das unkontrollierte Austreten von Schneidgasen wirksamen Abdeckung und Strömungsführung für Luft und Schneidgase im besagten Schneidgraben, helfen auch dieses und weitere Probleme einer solchen Maschinenkonfiguration zu lösen. Dabei ist meist keine unbedingte Dichtigkeit erforderlich, sondern es reicht üblicherweise für die meisten Anwendungen aus, dass der Querschnitt für in den Schneidgraben einströmende Luft durch die besagten Abdeckungen soweit vermindert wird, dass mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand eine ausreichendes Druckgefälle zustande kommt, um ein Austreten relevanter Schadstoffmengen aus dem Schneidgraben zu verhindern.
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Selbstverständlich sollte auch berücksichtigt sein, dass neben dem Absaugen von Schneidgasen und ggf. dem Auffangen der Restenergie von Schneidstrahlen auch ein möglichst prozesssicheres separierbares Abführen von Gut- und Restteilen aus dem Schneidgraben möglich sein sollte, wenn dies von der Größe der Teile her möglich ist.
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Hierfür können unterhalb des möglichen Bewegungsbereichs des Strahlwerkzeugs bewegbar und für entsprechende Funktionalitäten ausgerüstete, bekannte Einrichtungen aus dem Bereich der Maschinen mit zweidimensional bewegten Material, vorgesehen sein vorzugsweise, da notwendigerweise bewegbar, möglichst leichtgewichtig ausgeführt.
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All diese grundlegenden Fakten und Erfordernisse sind, soweit bis hierher beschrieben, aus dem Stand der Technik bekannt. Als beispielhaft können hier die derzeit aktuellen deutschen Patentanmeldungen
DE 10 2013 226 816 A1 ,
DE 10 2013 226 818 A1 und
DE 10 2013 226 821 A1 gelten, die alle hier aufgeführten Punkte auf mindestens eine Weise, oft auch in mehreren beschriebenen Varianten, berücksichtigen sollen.
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Wenn jedoch alle dort aufgeführten Punkte gemäß dem hierdurch mutmaßlich definiertem aktuellen Stand der Technik behandelt werden, dann bleiben dennoch wesentliche Forderungen, die an eine besonders effiziente Lösung der geschilderten Konzeption zu stellen sind, bisher noch unzureichend berücksichtigt.
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So wird in jeder dieser Patentanmeldungen ein nicht unerheblicher instrumenteller Aufwand getrieben, um ein Verbiegen oder Verkippen, insbesondere, von mittleren und kleinen Werkstücken, vorm und beim Freischneiden, also dem Durchtrennen des letzten Halts zum plattenförmigen Restwerkstück, zu vermeiden.
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Dazu werden überwiegend große Maschinenteile – in fast allen Beispielen wesentlich größer, als Werkstücke, die dort selbst als ”mittelgroß” bezeichnet werden – nach teils komplizierten Regeln in fast jeder denkbaren Achsrichtung verfahren, um eine günstige Position zwischen den dort verwendeten Unterstützungsmitteln und den zu unterstützenden Werkstücken zu erzielen. Nach eingehender Analyse aller dort dargestellten Methoden konnte bisher aber keine gefunden werden, die gerade bei dem Grossteil der kritischen freizuschneidenden kleinen und ”mittleren” Werkstücke ein durchgehendes Schneiden der Konturen, ohne Absetzen und zusätzlichen Verfahrwege von Unterstützungselementen, mit den dadurch bedingten Verzögerungen und Fehlerquellen, ermöglicht. Auch die als am meisten geeignet erscheinenden Varianten aus dem Stand der Technik führen in einen Konflikt zwischen engmaschiger Unterstützung des Werkstücks oder Materials und zügiger kontinuierlicher Bewegung des Strahlwerkzeugs, weil eine eng an der Schneidposition befindliche Unterstützung, beispielsweise beim Freischneiden, meist angestrebt wird, andererseits aber diese Position auch während des Schneidens zügig erreicht werden muss. Kurz vorm Freischeiden muss also das unterstützende Element in die notwendige Position gebracht werden, kann dort aber nur durch ein Verfahren entlang des zu unterstützenden Teils hingelangen, was entweder zu einer potentiell schädlichen Wirkung auf das zu unterstützende Teil führt, weil das Anfahren der Unterstützungsposition erst spät stattfindet, wenn das Teil schon labil ist, und damit in Gefahr durch diese Verfahrbewegung verformt zu werden, oder die besagte Verfahrbewegung findet schon relativ früh statt, was aber bedeutet, dass der offene, nicht unterstützte, Bereich relativ großflächig sein muss, damit das Schneidwerkzeug bezüglich seiner Bewegungsgeschwindigkeit entlang einer Schneidkontur, nicht von der Fahrgeschwindigkeit eines unterstützendes Elements abhängt.
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Selbst die gezeigten Beispiele sind zu einem Teil in sich widersprüchlich und der Aufwand erscheint in allen gezeigten Konfigurationen nicht unerheblich, durch zahlreiche teils lineare und teils rotierende Bewegungsachsen, mit all den vielen verschiedenen Teilen eines jeweils kompletten Systems, aus Führungen, Antrieben und Messmitteln, die für eine ausreichend flexibel nutzbare Minimalkonfiguration aus Unterstützungsmitteln und zur Abführung von Werkstücken oder Restteilen benötigt würden. Selbst zwingend notwendige Einrichtungen werden aber leider in den Zeichnungen häufig nicht einmal symbolisch repräsentiert, und ihre Anordnung kaum irgendwo beispielhaft beschrieben, so dass oft unklar bleibt, wie alle die genannten, teils sogar aufeinander aufbauenden, Führungen und Antriebe für alle ausdrücklich aufgezählten Teilfunktionen praktisch zusammen wirken können, ohne dass der mechanische Aufwand, neben den entstehenden Abmessungen und Kosten, auch zu hohen bewegten Massen führt, die eine sehr dynamische Schneidbearbeitung als dann kaum erreichbar erscheinen lassen.
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Für die Effizienz der Planung von Bearbeitungen mittels solcher Maschinen und der Bearbeitung selbst, scheint es auch nachteilhaft, dass die Prozessschritte Konturschneiden und Freischneiden in einer Vielzahl denkbarer Situationen, wenn nicht gar in der Mehrzahl aller Anwendungsfälle, oft unterbrochen werden müssen, durch Verfahrbewegungen der teils recht komplexen Umpositionierungen für die dort gezeigten Unterstützungselemente. Eine kontinuierliche dynamische Bewegung des Schneidwerkzeugs, die sowohl vorteilhaft bezüglich der Bearbeitungsgeschwindigkeit, als auch der Bearbeitungsqualität wäre, scheint nach dem Stand der Technik selten möglich, wenn zugleich eine flexible Unterstützung für freizuschneidende Werkteile oder Ausschnitte erzielt werden soll, was wiederum für die Prozesssicherheit und somit auch für die regelmäßig erzielbare Qualität und letztlich somit auch die Wirtschaftlichkeit der Arbeitsergebnisse, von erheblicher Bedeutung ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine flexibler und effektiver nutzbare Vorrichtung zur Unterstützung des Materials in einem besagten Schneidgraben oder auch einer anderen flächenmäßig, im Bereich von vorzugsweise bis etwa einem Quadratmeter und vorzugsweise einer eher länglichen Form vorliegenden, Schneidbearbeitungsfläche anzubieten, als dies nach dem Stand der Technik bisher möglich wäre.
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Ein grundlegend zu lösendes Problem der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bei den in der Beschreibung des Standes der Technik dargestellten und ähnlich gelagerten Fällen, zur Notwendigkeit einer Unterstützung eines zu schneidenden Materials, also besonders in den kritischen Phasen des Freischneidens oder Abführens von Werkteilen oder Ausschnitten, sehr häufig den Bearbeitungsfluss störende Bewegungsabläufe der beteiligten mechanischen Elemente notwendig sind, weil es den bekannten, an wechselnde Bearbeitungssituationen anpassbaren und/oder bewegbaren Unterstützungselementen an Flexibilität, Agilität und einfacher Planbarkeit geeigneter Bewegungsabläufe mangelt. Insbesondere sollte auch die Bewegung von Unterstützungselementen quer zur Unterstützungsrichtung minimiert, also soweit möglich ganz vermieden werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Zur Lösung der beschriebenen Problematik wird erfindungsgemäß, eine dem Hauptanspruch der vorliegenden Erfindung entsprechende adaptive Auflagevorrichtung vorgeschlagen, die entsprechend den in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausführungsformen weiter modifiziert und an zahlreiche verschiedene Anwendungsfälle angepasst werden kann.
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Dies wird ermöglicht indem die verwendeten Unterstützungselemente so gestaltet sind, dass sie an Haltearmen schwenkbar oder verschiebbar ausgeführt sind, mindestens in zwei Endlagen, wobei die erste Endlage (O für ”offen für das Schneidwerkzeug”) den Weg für Strahl- oder sonstige Schneidwerkzeuge zum Schneiden des besagten Materials freigibt und in der anderen Endlage (U) eine Unterstützung des besagten Materials erfolgt.
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Kennzeichen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass Gruppen derartiger Elemente entweder ein quadratisches, rechteckiges oder sonstiges viereckiges Muster von mindestens drei Reihen parallel zur längeren Seite des jeweiligen Schneidbereiches und mindestens drei Spalten quer dazu, bilden, z. B. ausgerichtet an einem quadratischen Bearbeitungsbereich, oder ein rundes oder ovales Muster aus vorzugsweise einem zentralen Element, mindestens aber fünf konzentrisch dazu oder ohne zentrales Element angeordneten Elementen, z. B. ausgerichtet an einem runden oder ovalen Ausschnitt eines Bearbeitungsbereiches.
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Solche minimalen Grundmuster einer erfindungsgemäßen Anordnung besagter Unterstützungselemente abwandelnd und erweiternd, werden erfindungsgemäß vorzugsweise Muster aus Unterstützungselementen gebildet, die aus weitaus mehr Elementen bestehen, beispielsweise 10 Elementen pro Reihe und 5 Elementen pro Spalte in einer rechteckigen Anordnung, wobei auch in einer rechteckigen Anordnung die Elemente von Reihe zu Reihe oder Spalte zu Spalte gegeneinander versetzt sein können, um beispielsweise bei runden Stützelementen eine bessere Flächenabdeckung zu erzielen. Oder um ein einzelnes oder in mehrere Teile aufgeteiltes Zentralelement herum werden drei Ringe aus Elementen konzentrisch angeordnet, wobei pro Ring von innen nach außen je 6, 12 und nochmals 12 Elemente so verteilt werden, dass sich eine innen relativ feine und außen etwas gröbere Unterteilbarkeit der Unterstützungsfläche ergibt.
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Alle diese Elemente können von beliebigen meist festen Positionen aus, um den jeweiligen Bearbeitungsbereich herum, wo sich die Befestigungsbasis für ihren jeweiligen Haltearm und dessen Antrieb befindet, wie beschrieben und jedes einzeln für sich, bewegt werden. Beispielsweise können alle Elemente des erwähnten Rechtecks aus 50 Elementen, gemeinsam von einer Seite eines Schneidgrabens aus, aber erfindungsgemäß jedes für sich darin zu einem Zeitpunkt bestimmt, ob eine offene oder unterstützende Position angestrebt ist, in eine jeweils offene oder unterstützende Position bewegt werden oder verbleiben. Erfindungsgemäß ist es jedoch bevorzugt, insbesondere bei einer größeren Zahl von insgesamt in einem Schneidbereich verwendeten Elementen, deren Ausgangspositionen bzw. Befestigungsbasen um den jeweiligen Bearbeitungsbereich herum zu verteilen.
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Bei einem länglichen Schneidbereich, wie einem besagten Schneidgraben, kann auch vorzugsweise eine Verteilung besagter Befestigungsbasen allein entlang der beiden langen Seiten, beispielsweise auch nur entlang eines Abschnittes des Schneidgrabens oder auf einem entlang des Schneidgrabens bewegbaren Träger hierfür, vorgesehen sein.
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Der Vorteil einer Verteilung der Befestigungsbasen auf mehrere Seiten, liegt ersichtlich darin, dass so eine höhere Variabilität des Unterstützungsmusters im jeweils offenen Schneidbereich erzielbar ist, da die Bewegungsmöglichkeiten des Schneidwerkzeugs weniger häufig durch Haltearme der Unterstützungselemente eingeschränkt sind. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn sich der Unterstützungsbereich verschiedener Unterstützungselemente überschneidet, so dass alternativ verschiedene Elemente, zur Unterstützung an einer Position nutzbar sind. Besonders wenn diese alternativ verwendbaren Elemente zu Gruppen gehören, die sich gegenüber an einem Schneidgraben oder einer anderen Bearbeitungsfläche befinden, ergibt sich so die Möglichkeit, für Schneid- und Unterstützungspositionen, die sich innerhalb eines solchen Überscheidungsbereich befinden, günstigstenfalls sogar völlig von solchen Unterstützungspositionen umgeben sind, und die mit alternativ nutzbaren Stützelementen betrieben werden können, bei fortlaufend enger Unterstützung des Materials und ohne dies zu bewegen, auch komplizierte Schnitte um kritische Stellen herum ausführen zu können.
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Dennoch kann im Einzelfall auch eine nur einseitige Ausgangsposition vorteilhaft sein, weil beispielsweise auf der anderen Seite eines Schneidgrabens ein Funktionselement, beispielsweise eine spezielle Ausschleuseinrichtung angebracht sein kann, an oder bei der eine Anbringung von erfindungsgemäßen Unterstützungselementen nicht sinnvoll erscheint. Auch kann es fallweise sinnvoll erscheinen, eine Gruppe von Unterstützungselementen gemeinsam mit einem einseitig neben dem Schneidgraben geführten Träger für ihre Befestigungsbasen, entlang dem Schneidgraben zu bewegen. Insgesamt ist es also wenig sinnvoll eng definierte Regeln aufstellen zu wollen, welche Ausgangspositionen bzw. Positionen von erfindungsgemäßen Befestigungsbasen für die Bewegung besagter Haltearme vorzuziehen wären.
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Die Erfindung ermöglicht eine fast unübersehbare Fülle von Ansätzen und Detaillösungen. Gemeinsam ist allen erfindungsgemäßen Anordnungen, dass ein flexibel an die jeweiligen Erfordernisse adaptierbares Muster aus Unterstützungselementen im Schneidbereich erzeugt werden kann, wobei eine kontinuierliche und hoch dynamische Schneidbearbeitung bei gleichzeitig hoher Prozesssicherheit, in wesentlich mehr Bearbeitungssituationen besonders effektiv ermöglicht werden kann, als nach dem bisherigen Stand der Technik.
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Dies ist auch darauf zurückzuführen, dass die Anregung einer Querbewegung des aufliegenden Materials durch häufige Neupositionierung von relativ großflächigen und massiven Unterstützungselementen, insbesondere entlang eines besagten Schneidgrabens, auf ein Minimum vermindert oder sogar ganz vermieden werden kann, ohne dass es hierzu besonders kompliziert aufgebauter und aufwendiger angetriebener Komponenten bedarf.
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Zu beachten ist, wie schon erwähnt, dass vorzugsweise nur solche Unterstützungsmuster erzeugt werden, die eine kontinuierliche Strahlbewegung ermöglichen, ohne die Haltearme einem Risiko der Beschädigung durch die Schneidwerkzeuge auszusetzen. Dies wird erleichtert, indem die Ausgangsposition und Befestigungsbasis der mittels Haltearmen schwenkbaren oder verschiebbaren Unterstützungselemente möglichst gleichmäßig verteilt, von verschiedenen Seiten um die von ihnen abzudeckende Fläche herum gruppiert sind, wodurch meist mehr Elemente zu einem Zeitpunkt in einer der Bearbeitungsposition nahen Unterstützungsposition bleiben können. Insbesondere sind so sehr einfach, vom Innenbereich des gesamten Schneidbereiches ausgehend, sehr flexibel geformte offene Flächenmuster dynamisch realisierbar, besonders, wenn, wie ebenfalls schon erwähnt, zudem eine Überschneidung der beteiligten Gruppen aus Unterstützungsmustern, mindestens in einem besagten Innenbereich, vorgesehen ist.
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Statt einem der Vorstellung zunächst naheliegenden quadratischen oder rechteckigen Raster, in dem die Elemente in ihrer Unterstützungslage angeordnet sind, können neben den schon erwähnten kreisförmigen oder ovalen Mustern auch beliebige andere Muster, aus gleich geformten und/oder bezüglich einer jeweils zugeteilten Unterstützungsfläche gleich großen Unterstützungselementen gebildeten werden, oder aber auch aus beliebigen unterschiedlichen Elementen, beispielsweise in runden, konzentrischen Gruppen, mit den kleinsten Elementen mittig oder in der Art von Bienenwaben oder trapezförmig angeordnet. Unabhängig von der gewählten Form der zu unterstützenden Gesamtfläche, können die Elemente in versetzten Reihen angeordnet sein, beispielsweise um ein aneinander vorbei Bewegen der Haltearme bei einer zugleich effizienten Flächenabdeckung zu erzielen.
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Auch kann der Abdeckungsgrad der Teilfläche eines darin befindlichen Stützelementes sehr unterschiedlich sein, da von Anwendung zu Anwendung unterschiedliche Prioritäten zu beachten sein können. Während eine möglichst gleichmäßige flächige Unterstützung in einer Anwendung zur Vermeidung von Kratzern oder dem Verbiegen durch Unterstützungselemente, besonders beispielsweise wenn eher feine Bürsten benutzt werden, sinnvoll sein kann, besteht auch die Möglichkeit, dass besonders leichtes zu bearbeitendes Material, durch den Luftzug und Druckschwankungen von schnell bewegten und großflächigen Unterstützungselementen, temporär verbogen oder sogar dauerhaft seitlich versetzt werden kann. In einem solchen Fall wären vorzugsweise höchstens in der Spitze weiche, ansonsten feste aber kleinräumige, also eher stabförmige, Unterstützungselemente vorteilhaft, weil sie sich ohne störende Druckwellen und Strömungen zu verursachen, in dem entsprechenden gasförmigen oder flüssigen Umgebungsmedium des Schneidbereichs bewegen können, und somit nicht selbst zur Ursache von Ungenauigkeiten oder sogar Fehlfunktionen werden.
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Auch ist es daher, wenn eine erfindungsgemäß ausgestattete Maschine für verschiedene Anwendungen genutzt wird, vorzugsweise vorzusehen, dass Unterstützungselemente, oder mindestens der Teil von ihnen, der mit dem zu unterstützenden Material in Kontakt kommt, auf möglichst einfache Weise, vorzugsweise mittels der Steuerung der jeweiligen Werkzeugmaschine aktiviert, austauschbar sind, wozu sie vorzugsweise in entsprechenden Wechselmagazinen vorgehalten und mittels bekannter Vorrichtungen zum automatischen Lösen und Befestigen von Werkzeugen oder Werkzeugteilen ausgetauscht werden können.
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Besagte Haltearme, mittels derer besagte Unterstützungselemente bewegt werden, besitzen vorzugsweise eine Form und/oder einen entsprechenden Drehpunkt außerhalb des zu unterstützenden Gesamtbereiches, oder einen durch eine passende Gelenkmechanik bestimmten Bewegungsverlauf, der eine möglichst kurze Bewegungsstrecke in einem möglichst kompakten Bewegungsbereich des Unterstützungselementes zwischen besagten Endlagen U (unterstützend) und O (offen) erlaubt. Dabei kann berücksichtig sein, dass je nach Entfernung des Unterstützungselements in seiner Unterstützungsposition vom Rand des Gesamtbereiches, unterschiedliche mechanische Konfigurationen zu einem erwünschten Ergebnis führen können, also auch in einer Anwendung unterschiedliche mechanische Konfigurationen vorkommen können. Grundsätzlich sollte erwähnt werden, dass ein Unterstützungselement und ein Haltearm auch als ein in sich abgeschlossenes Bauteil aufgefasst werden können, also die getrennte Bezeichnung der Anschaulichkeit dient, und nicht zwingend zwei getrennte Elemente meint.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Haltearme, mindestens einer Reihe von besagten Unterstützungselementen, möglicherweise, je nach gewählten Teilanordnungen, auch von mehreren Reihen, die von einer Seite der erfindungsgemäß nutzbaren Unterstützungsfläche aus eingeschwenkt oder eingeschoben werden, auf einer gemeinsamen Achse oder auf einer gemeinsamen Führungsstruktur, welche vorzugsweise längst zu jener Seite der zu unterstützenden Gesamtfläche angeordnet sind, aus einer solchen Gruppe selektiert und die ausgewählten Elemente bzw. deren Haltearme gemeinsam auf besagter Achse verschwenkt oder entlang besagter Führungsstruktur verschoben werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn besagte gemeinsame Achse oder Teile besagter gemeinsamer Führungsstruktur, beispielsweise in Form eines gemeinsamen Schiebers, zugleich auch als gemeinsamer Antrieb eines Teiles oder vorzugsweise aller auf ihm drehbaren oder mit ihm verschiebbaren Haltearme ausgelegt ist.
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Der selektive Antrieb von Haltearmen kann auf sehr unterschiedliche Weise umgesetzt sein.
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Vorzugsweise ist ein elektrisch aktivierbares Element für jedes einzeln steuerbare Unterstützungselement vorzusehen, das eine in Richtung der beabsichtigten Bewegung formschlüssige Verbindung zwischen besagter Welle oder Schieber und dem jeweiligen Haltearm eines Unterstützungselements herstellt.
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Dies kann für besagte Welle beispielsweise mechanisch besonders robust und einfach aufgebaut erfolgen, indem besagte Antriebswelle ebenfalls vorzugsweise zwei Endlagen in ihrem Drehwinkel aufweist, und parallel zu jedem auf der Welle frei schwenkbaren Haltearm ein entsprechender Mitnehmer fest mit der Welle verbunden ist. Besagter Mitnehmer besteht vorzugsweise aus einem parallel zum Haltearm ausgerichteten Arm, das so geformt ist, dass in einer angenommen Ausgangslage, in der sich sowohl besagte Welle als auch besagter Haltearm in einer Endlage O (für offene Fläche) befinden, sich ein auf dem Mitnehmer fest oder, quer zum Mitnehmer verschiebbar angebrachter Verbinder, unmittelbar über einer passenden Öffnung des Haltearms befindet. Wird nun vor der Drehung besagter Welle, ein vorzugsweise sehr einfach aufgebauter und klein dimensionierter, unmittelbar neben dem besagten Verbinder, in besagter Endlage, fest eingebauter Aktuator betätigt, dann wird von diesem der Verbinder in die dafür vorgesehen Öffnung des Haltearms gedrückt, entweder durch Biegen eines in dieser Richtung flexiblen Mitnehmers, oder Verschieben des besagten verschiebbaren Verbinders, mit einer Kraft bzw. Energie die sehr gering sein kann, im Verhältnis zur möglichen Kraft bzw. Energie, die besagter Verbinder in Richtung, der Armbewegung übertragen kann.
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Der Verbinder und die ihn aufnehmende Öffnung sind vorzugsweise so geformt, dass im nächsten Funktionsschritt, also wenn die Antriebswelle in Richtung der Endlage U (für Unterstützung) bewegt wird, diese Armbewegung eine mindestens kraftschlüssige, vorteilhafterweise formschlüssige Verbindung, bzw. Kopplung bewirkt, die verhindert, dass der Verbinder durch besagten elastischen Mitnehmer, oder durch sonstige Störkräfte wieder aus besagter Öffnung herausbewegt wird, bevor der Haltearm die Endlage U erreicht hat. In der Endlage U, befindet sich neben dem Verbinder vorzugsweise ebenfalls ein fest eingebauter Aktuator, der je nach ausführungsspezifischer Verbindungsart auch eine Funktion beim Entkoppeln des besagten Verbinders vom besagten Haltearm erfüllt, und falls später eine umgekehrte Bewegung erwünscht ist, dann analog aktiviert werden kann, um eine Verbindung zwischen Haltearm und Verbinder herzustellen. Die Fixierung des Unterstützungselementes in den Endlagen kann beispielsweise durch ähnliche Verbindungsmittel erfolgen, wie zu den besagten Mitnehmern, die bei geeigneter Anordnung vorzugsweise auch mit den selben Aktuatoren betätigt werden können, indem besagte Aktuatoren in Ruhelage diesen Verbinder jeweils schließen und aktiviert öffnen, also genau umgekehrt, wie für die Verbinder zu den Mitnehmern. Bei einer derartigen Ausführungsform ist darauf zu achten, insbesondere wenn besagte Unterstützungselemente relativ massereich sind, oder, je nach Anwendungsfall, auch mit einer höheren Last beaufschlagst sein können, dass besagte Verbindungselemente dann nur unter Überwindung einer wesentlichen Reibungskraft vom Haltearm gelöst werden könnten, da sie während dieses Vorgangs den Haltearm weiter stützen würden. Daher ist für die verschleißarme ”Übergabe” einer derartigen Stützlast vorzusehen, dass eine zeitliche Entkopplung zwischen dem Abstützen durch den Mitnehmer und dem Abstützen in der Endlage möglich ist, indem beispielsweise der Mitnehmer den Haltearm in der Endlage solange stützt, bis die Verbindung zwischen einem Verbindungsmittel in der Endlage belastbar aufgebaut ist, dann dies Verbindungsmittel belastet, indem die Stützkraft durch den Mitnehmer entfällt und dann die somit entlastete Verbindung zwischen Haltearm und Mitnehmer gelöst wird. Der Betrieb beider Verbindungsmittel ist sowohl mit separaten Aktuatoren, aber in vielen. Ausführungsformen auch mittels eines gemeinsamen Aktuators möglich, wie im abschließenden Ausführungsbeispiel noch gezeigt wird.
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Eine grundsätzlich an der vorstehenden Beschreibung orientierte Ausführungsweise der Erfindung ist besonders vorteilhaft, weil mit nur wenigen relativ aufwendigen Teilen, wie beispielsweise einem passenden Antrieb für besagte Antriebswelle, beispielsweise als einem über einen Hebelarm oder eine Zahnstange wirkenden Linearantrieb, einem Pneumatikzylinder oder konventionellen Getriebemotor oder vorzugsweise einen sog.
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Torque-Motor, zugleich eine große Anzahl erfindungsgemäßer Unterstützungselemente, vorzugsweise auch sehr dynamisch und gut definiert, bewegt werden können, weil deren Lage mittels sehr einfach und kostengünstig zu fertigenden Bauteile, dennoch verschleißarm und damit über viele Bewegungszyklen präzise, bestimmt werden kann.
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Statt zur Selektion der jeweils bewegten Unterstützungselemente, möglichst jeweils nur einen Aktuator in den jeweiligen Endlagen eines Haltearms vorzusehen, kann es aber erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass, beispielsweise zur Erzielung eines möglichst geringem mechanischen Aufwands oder einer besonders präzise arbeitenden Ausführung, dass für jedes der besagten Verbindungselemente getrennte Aktuatoren, wahlweise neben den besagten Endlagen oder auf den bewegten Elementen vorgesehen sind, um besagte Verbindungselemente zu betätigen, beispielsweise in der Form von miniaturisierten Hubmagneten, piezoelektrischen Aktoren oder anderen bekannten, vorzugsweise klein und leicht realisierbaren Antriebsmitteln für derartige Antriebsaufgaben.
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Gegebenfalls kann in jeder Ausführungsform der Erfindung die Tatsache genutzt werden, dass in einer erfindungsgemäßen Anwendung der besagten Unterstützungselemente, die besagten Haltearme bei einer sogenannten ”hybriden” Achskonfiguration, ausschließlich in der Bewegungsrichtung des bewegten Materials nennenswerten Reibungskräften ausgesetzt sind, aber quer dazu keine hohe Stabilität erforderlich ist, was sehr schmale Bauformen für die Haltearme erlaubt und somit eine flexible flächige Unterstützung im jeweiligen Bearbeitungsbereich erleichtert.
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Die beschriebnen Erfindungsausführungen können selbstverständlich vom Fachmann mit üblichen Kenntnissen in vielerlei Weise abgewandelt werden, ohne damit die Grenzen der vorliegenden Erfindung zu überschreiten. So wäre es weiter denkbar die Endlagen allein oder zusätzlich mittels fixer oder steuerbarer Reibungsmittel zu definieren, oder mit Hilfe von magnetisch wirksamen Einrichtungen.
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Auch Ware es möglich, die Drehbewegung besagter Antriebswelle nur in Richtung einer Endlage wirken zu lassen, so dass ein entsprechender Mitnehmer sich immer nur in einer Richtung bewegt, und die Bewegung in die andere Richtung beispielsweise durch eine Feder bewirkt wird und beispielsweise die Endlage durch entsprechende Anschläge, die auch zur Dämpfung des Anschlags gefedert oder gepolstert sein könnten. Letzteres wäre auch in anderen und schon beschriebenen Ausführungsformen möglich.
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Weiter kann für die Ausführungsvariante mit einem linear bewegten Antriebsschieber erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, die Verschiebung der Haltearme mit einer Auswahl von Möglichkeiten umzusetzen, wie sie analog schon für eine Ausführung mit Antriebswelle beschrieben wurden, also beispielsweise entsprechenden, ggf. auch elastisch federnden Mitnehmern, Verbindern und Aktuatoren und in einer ganzen Reihe von naheliegend denkbaren Antriebsvarianten für den Antriebsschieber, beispielsweise durch einen Getriebemotor, mittels Zahnstangenantrieb oder auch einem pneumatischen Zylinder.
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Selbstverständlich ist es aber im Rahmen der Erfindung auch möglich, zur Bewegung der Haltearme von jedem oder beliebigen einzelnen Unterstützungselementen einen, dann vorzugsweise besonders einfach aufgebauten, separaten Antrieb vorzusehen, beispielsweise pneumatische oder hydraulische Linear- oder Schwenkantriebe, oder entsprechende elektrische Ausführungen, insbesondere auch als besonders einfach aufgebaute Dreh- und Hubmagnete.
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Das würde zwar den Gesamtaufbau wegen der zahlreichen Einzelantriebe aufwendiger gestalten, aber beispielsweise eine flexiblere Steuerung, von zeitlich unabhängigen individuellen Zwischenstellungen gegenüber den Endlagen oder auch einen einfacheren Austausch von Teilen im Fehlerfall, in einigen denkbaren Ausführungsformen, ermöglichen.
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So wäre dies im schon erwähnten Fall einer kreisförmigen Anordnung von Stützelementen möglicherweise oft sinnvoller, als Gruppen solcher Elemente mit gemeinsamen Antrieben vorzusehen, was aber auch grundsätzlich denkbar ist, wenn sie mittels entsprechender Getriebe und/oder Gelenke, so miteinander verbunden werden, dass ein oder wenige Hauptantriebe die Bewegungen aller Elemente, wie schon vorstehend am Beispiel von geraden Reihen oder rechteckigen Anordnungen ausgeführt, antreiben.
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So erstrebenswert es funktional sicherlich wäre einen gesamten Schneidbereich, auch größerer (also beispielsweise in Ausrichtung eines Schneidgrabens besonders breiter) Werkzeugmaschinen, mit Hunderten oder gar Tausenden von erfindungsgemäß sehr dynamisch bewegbaren Unterstützungselementen abdecken zu können, so dürfte dies doch in vielen Fällen, trotz der vorstehend dargestellten sehr effizienten denkbaren Bauformen, auf vielerlei Hemmnisse stoßen, mindestens bevor entsprechend optimierte Bauteile sehr wirtschaftlich in rationeller Serienfertigung hergestellt werden.
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Auch ist eine solche Ausführung nicht für alle Anwendungen optimal, wenn beispielsweise weitere Funktionselemente im Schneidgraben vorhanden sind oder sein sollen, die mit einer völligen Abdeckung der Seitenbereiche des Schneidgrabens durch eine erfindungsgemäße Auflagevorrichtung kollidieren würden.
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Hierfür werden daher Lösungen benötigt, die Funktionalität und Vorteile der Erfindung auch kurzfristig zu geringeren Kosten und/oder flexibler mit anderen (insbesondere vorhandenen und im Einsatz befindlichen) Funktionselementen kombinierbar, verfügbar zu machen. Als eine Lösungsmöglichkeit ist es in bestimmten Varianten der Erfindung vorgesehen, eine erfindungsgemäße Anordnung von bewegbaren Stützelementen auf einem oder mehrere im Schneidgraben, entlang der Ausrichtung des Schneidgrabens, verfahrbare Träger für eine erfindungsgemäße Anordnung anzubringen, so dass es möglich ist, bei einem jeweils anwendungs- oder bearbeitungsabschnittskritischen Unterstützungsbedarf, besagten Träger in den passenden Bereich zu verfahren, der dort vorzugsweise während des kritischen Bearbeitungsprozesses unbeweglich bleibt und eine Anpassung der jeweils offenen Fläche an das Voranschreiten des Bearbeitungsvorgangs, vorzugsweise in möglichst großen Bearbeitungsabschnitten, allein mittels der erfindungsgemäßen Stützelemente, wie schon beschrieben, stattfindet.
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Der vorstehende Abschnitt enthält die Beschreibung einer ganze Anzahl möglicher Ausführungsformen der Patentansprüche. Den Patentansprüchen sind durch den Fachmann aber noch weitaus mehr, teils extrem unterschiedliche, einfachere und komplexere Ausführungsvarianten der Erfindung entnehmbar, die nicht im Rahmen einer noch überschaubaren Patentanmeldung dargestellt werden können, so dass die vorstehende Beschreibung und das nachfolgende Beispiel keine Beschränkung der Anwendungsbereiches der Erfindung bedeuten soll, die sich somit vor allem aus der problemlösungsbezogenen Interpretation der Patentansprüche durch einen Fachmann im Bau und/oder der Konstruktion der insgesamt erwähnten Arten und Klassen von Werkzeugmaschinen ergibt, ggf. auch unter Zuhilfenahme der vorliegenden Beschreibung.
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Abschließend soll eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen, beispielhaft erläutert werden. Es wird dazu von einem Schneidgraben einer Laserschneidanlage ausgegangen, so wie sie u. a. aus dem schon genannten Stand der Technik hinreichend bekannt ist, womit sich die Darstellung einer speziellen Maschine erübrigt. Der Schneidgraben als Bearbeitungsbereich der Beispielmaschine soll rechteckig, 15 cm breit und mit 210 cm Länge angenommen sein, wobei letzteres für die Darstellung ebenfalls unwesentlich ist, weil sich der dargestellte relativ kurze Abschnitt des Schneidgrabens, in längeren Ausführungsformen der dargestellten Art, weitestgehend entsprechend wiederholt.
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1 zeigt einen Querschnitt durch einen Seite eines Schneidgrabenabschnitts mit einer Gruppe von 3 Unterstützungselementen, soweit es die zum Verständnis hilfreichen Teile der hier behandelten speziellen Ausführungsform der Erfindung betrifft.
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2 zeigt einige Teile aus 1, jedoch in einer Ansicht von der rechten Seite in 1 aus, so dass die betreffenden Teile hierdurch besser verständlich erscheinen.
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3 bis 5. zeigen einen Querschnitt durch den Abschnitt des Schneidgrabens mit zwei gegenüberstehenden Gruppen von Unterstützungselementen, in unterschiedlichen hypothetischen Bearbeitungssituationen.
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1 zeigt den oberen Teil der rechten Seite eines angenommenen Schneidgrabens (1) im Querschnitt, wobei eine Gruppe von drei Unterstützungselementen (11, 12, 13) die jeweils einem Bereich des Schneidgrabens von 3 cm Breite und 4 cm Länge zugeordnet sind, für die rechte Seite des Schneidgrabens abgebildet werden, wo sich ihre Befestigungsbasis unterhalb des rechten Auflagetisches (2) einer Laserschneidmaschine, auf der rechten Seite des Schneidgrabens (1) befindet. Die Gruppe der Unterstützungselemente wird von einer Welle (51) durchzogen, entlang der noch weitere solcher Gruppen angeordnet sind und die einerseits als Lagersitz für die Haltearme der Unterstützungselemente (11, 12, 13) dient und zugleich auch als Antriebswelle für die mit ihr fest verbundenen Mitnehmer (71, 72, 73), von denen hier, da sie sich alle synchron bewegen, und wegen der Übersichtlichkeit, nur der mittlere (72) dargestellt wird. Zur Bewegung der Unterstützungselemente (11, 12, 13) zwischen deren Unterstützungslage (U) und der offenen Lage (O), müssen deren Haltearme durch Verbindungsmittel die zu 2 noch näher erläutert werden, mit dem zugehörigen Mitnehmer, hier (72), verbunden werden, damit sich die Winkelbewegung der Welle (51) auf die Unterstützungselemente hier (12), überträgt.
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In der abgebildeten Ausführungsform der Erfindung ist, wenn aktuell keine solche Bewegung vorgesehen ist, also die Unterstützungselemente, unabhängig von ihrer Lage, nicht mit der Welle (51) bewegt werden sollen, vorgesehen, dass Drehmagnete mit einem gabelartigen Schwenkelement (111–123), als Aktoren, mit denen besagte Verbindungsmittel in eine Verbindungsposition gebracht werden können, ebenso genutzt werden, um Haltearme in ihren Endlagen zu fixieren, was ebenfalls zu 2 noch im Detail erläutert wird. Besagte Drehmagnete mit einem gabelartigen Schwenkelement werden im weiteren als Gabelaktor bezeichnet, zunächst weil es kürzer ist aber auch weil es nicht dargestellte Ausführungsformen bezeichnend umfassen soll, die beispielsweise durch Linearaktoren angetrieben werden, wie beispielsweise Hubmagnete, aber ebenso eine der Zeichnung weitgehend entsprechende gabelartige Struktur in vielerlei denkbaren Varianten, aber dennoch funktional passend, antreiben und bewegen können, ohne dass die hiermit vorliegenden Zeichnungen wesentlich verändert werden müssten um dies darzustellen. Drehmagnete wurden für dieses Beispiel ausgewählt, weil sie zum aktuellen Zeitpunkt der Patentanmeldung in einer passenden Bauform am Markt erhältlich sind und wichtige Teile einer Führungsstruktur für die ”Gabel” enthalten, was eine kompakte Ausführungsweise der Erfindung, mit einer minimalen Anzahl von Aktoren ermöglicht, wobei vorteilhaft im Vergleich zu vielen alternativen Ausführungsformen der Erfindung ist, dass die Anfertigung spezieller Komponenten praktisch allein auf, mit relativ wenig Aufwand und weit verbreiteten Mitteln herzustellende, Mechanik beschränkt ist.
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Die Unterstützungselemente (11, 12, 13) sind in verschiedenen Arbeitslagen dargestellt, die tatsächlich so auch zu einen bestimmten Zeitpunkt gemeinsam vorliegen könnten. Das längste Element (13), das einem Bereich in der Mitte des Schneidgrabens zugeordnet ist, befindet sich in der offenen Endlage (O), außerhalb des Schneidgrabens, wo es mittels einem dieser Endlage zugeordnetem Gabelaktor (123) fixiert ist. Das Element (12), das dem mittleren Bereich dieser Gruppe von Elementen zugeordnet ist, befindet sich in einer Bewegung in Richtung der Endlage (U), wobei die Drehbewegung der Welle (51) durch den Mitnehmer (72), der durch ein Verbindungsmittel mit dem Haltearm des Elementes (12) verbunden ist, auf diesen übertragen wird. Das Element (11) befindet sich in der unterstützenden Endlage (U), wo es mittels einem dieser Endlage zugeordnetem Gabelaktor (111), dargestellt hinter zwei anderen, fixiert ist.
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2 zeigt überwiegend wesentliche, zum Verständnis hilfreiche Teile aus 1 in einer Ansicht von rechts, so dass insbesondere die besagten Gabelaktoren (111, 123) in ihrer Funktion anschaulicher verständlich werden.
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Dazu ist die Teildarstellung der dort dargestellten Gabelaktoren (111, 123) und ihrer unmittelbaren funktionalen Umgebung, gegenüber ihrer Stellung in 1 nochmals in die Senkrechte gedreht, so dass die Lage aller funktional wesentlichen Teile, unabhängig von ihrer tatsächlichen Lage, leichter erkennbar ist. In dieser Ansicht ist weiterhin auch das besagte Verbindungsmittel zwischen dem Haltearm für das mittlere Element (12) und dem zugehörigen Mitnehmer (72) erkennbar, sowie entsprechende Mitnehmer (71) und (73) und Verbinder zu den Haltearmen der Unterstützungselemente (11) und (13). Im Bereich der Verbinder sind die Mitnehmer und Haltearme im Schnitt dargestellt, um die Funktionsweise und jeweilige Position der Verbinder besser zu verdeutlichen.
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Tatsächlich wären, wie zum in 1 dargestellten Zeitpunkt, alle Mitnehmer (71, 72, 73) immer in exakt der gleichen Lage, so dass also 2, anders als 1, insgesamt keinen bestimmten Zeitpunkt repräsentiert, sondern alle Mitnehmer und Verbindungselemente jeweils zu einem anderen Zeitpunkt zeigt, wenn die Mitnehmer (71, 72, 73) jeweils neben den in den in 1 gezeigten Positionen der Haltearme der Elemente (11, 12, 13) stehen. Dies ist notwendig um mögliche Positionen der Verbinder, die am Mitnehmer befestigt sind, zu verschiedenen Zeitpunkten in einer Abbildung gemeinsam darstellen zu können.
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Wie schon erwähnt ist hier derart also auch der in 1 dargestellte Zeitpunkt repräsentiert, zu dem der dort dargestellte Mitnehmer (72) durch das besagte Verbindungsmittel mit dem Haltearm des Elements (12) verbunden ist. Auf jedem Mitnehmer ist hierzu eine stabil mit diesem verbundene Buchse angebracht, in dem ein stiftartiger Verbinder so verschiebbar gelagert ist, dass er eine verbundene und eine nicht verbundene Position einnehmen kann. In dieser speziellen Ausführung soll eine undefinierte Position verhindert werden, indem durch einen im Schaft des Verbindungsstifts integrierten Stabmagneten sowie hierdurch magnetisierbare Endstücke des Verbinders und magnetisierbares Material für den äußeren Teil der Führungsbuchse bewirkt wird, dass in den Endpositionen des Verbinders eine ausgeprägtere magnetische Haltekraft wirkt, wodurch ein bistabiles Verhalten vorliegt, was beispielsweise verhindert, dass der Verbindungsstift, durch Störkräfte, besonders während der Bewegung zwischen den Endlagen des Elementes (12), seine Position verliert und wodurch auch eine sichere Funktion in der Phase der ”Übergabe” eines Haltearms von einem Mitnehmer zum Fixierungsmechanismus in den Endlagen vereinfacht wird.
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In der gleichen Ansicht, wie erläutert aber einen anderen Zeitpunkt repräsentierend, ist bei dem Gabelaktor (123), der hier gut erkennbar, als Drehmagnet mit einem gabelartigen Schwenkelement ausgeführt ist, dargestellt, wie dieser den Verbindungsstift zwischen dem Mitnehmer (73) und dem Haltearm von Element (13) in die verbundene Position gebracht hat, während hierdurch zugleich eine Verbindung zwischen der rechten Seite der Gabel und besagtem Haltearm gelöst wurde, so dass in dem derart dargestellten Moment eine Bewegung des besagten Haltearms von Element (13) durch den Mitnehmer (73) erfolgen würde, wenn die Welle (51) entsprechend angetrieben und gedreht wird. Vergleichsweise wird der hinter der (hierzu durchschnittenen) Welle (51) befindliche Gabelaktor (111), (wieder einem anderen Zeitpunkt repräsentierend) so dargestellt, dass er den Verbindungsstift zwischen dem Mitnehmer (71) und dem Haltearm von Element (11) in eine nicht verbundene Position gebracht hat, so dass sich der Mitnehmer (71), angetrieben von Welle (51) bewegen kann, ohne zugleich das Element (11) zu bewegen. Entsprechend ist dargestellt, dass nun das gabelartige Schwenkelement, (an dem, wie beim Gabelaktor (123) erkennbar) zwei Verbindungselemente angebracht sind, eine Verbindung zwischen dem Haltearm des Elements (11) und dem Gabelaktor (111) hergestellt hat, die hier, und entsprechend auch bei den anderen Gabelaktoren, eine Fixierung der jeweiligen Haltearme, und somit der zugehörigen Stützelemente, in den jeweiligen Endlagen erlaubt.
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Nicht dargestellt, sollte vorgesehen sein, insbesondere, wenn die Elemente (11, 12, 13) als Unterstützungselemente einer wesentlichen Stützlast ausgesetzt sein können, die Achse der als Drehmagnete ausgebildeten Aktoren, vor oder auch beidseitig des gabelartigen Schwenkelements mittels zusätzlicher Lager abzustützen, so dass auch hohe Stützlasten aufgefangen werden können, ohne die Mechanik der Drehmagnete zu überlasten.
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In der hier dargestellten speziellen Ausführungsform ist zudem berücksichtigt, dass im Haltearm, neben der Öffnung für besagten stiftartigen Verbinder zum jeweiligen Mitnehmer, noch zwei weitere Öffnungen vorgesehen sind, für jeweils ein Verbindungselement in jeder Endlage, dass am besagten gabelartigen Schwenkelement angebracht ist und zum Fixieren des jeweiligen Haltearms in der jeweiligen Endlage dient. Zur besseren Unterscheidung wird dieses Verbindungselement in der weiteren Beschreibung kurz als Fixierer bezeichnet. Wie schon erwähnt und bei den Gabelaktoren (111, 123) auch zu sehen, sind auf der rechten Seite des gabelförmigen Schwenkelements zwei Verbindungselemente angebracht, wobei allerdings nur das obere, der sog. Fixierer, ein eigentliches Verbindungselement ist. Das andere am Schwenkelement befindliche ”Verbindungselement”, kann zwar insgesamt als Element zum Verbindungsmechanismus gezählt werden, so dass die Bezeichnung grundsätzlich passt, aber mit ihm selbst wird nichts verbunden, sondern dieses Element dient zum Ausschieben des mit einem Mitnehmer verbundenen Verbindungsstifts aus der entsprechenden Öffnung am Haltearm, genauso wie der gegenüberliegende Arm der Gabel zum Einschieben des Verbindungsstifts in die entsprechenden Öffnung an einem Haltearm dient.
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Da jedoch beispielsweise ein gleichzeitiges Einschieben eines Fixierers während des Ausschieben eines Verbindungsstiftes, an einem zugleich unter Last stehenden Haltearm zu starkem Verschleiß und einer unzuverlässigen Funktionsweise führen würde, ist es notwendig, die Übergabe der auf dem Haltearm wirkenden Last (Kraft) vom Mitnehmer auf den Gabelaktor oder umgekehrt, in einem Funktionsablauf zu organisieren, der insbesondere eine Bewegung der beweglichen Verbindungselemente unter Last in den Öffnungen am Haltearm vermeidet und zugleich möglichst schnell abläuft. Besagter Fixierer und besagter Verbindungsstift sollten also nur dann bewegt werden, wenn die Last des Haltearms von dem jeweils anderen Verbindungselement aufgenommen wird.
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Bevor mit der Beschreibung des hierzu notwendigen Funktionsablaufes begonnen wird, sind noch einige mechanische Details zu berücksichtigen, die es ermöglichen den besagten Funktionsablauf mittels nur eines Aktuators in jeder Endlage eines Haltearms auszuführen. Wie noch zu erkennen sein wird, ist es dazu zunächst notwendig, die Bewegbarkeit beider auf der rechten Seite eines Gabelaktores (111, 123), befindlichen Verbindungselemente, voneinander unabhängig, elastisch gegenüber der Antriebswelle des Drehmagneten bewegbar zu machen. Dies wird im vorliegenden Beispiel so umgesetzt, dass auf der Achse des Drehmagneten des besagten Gabelaktors ein fest mit ihr verbundener topfartiger Grundkörper für die gabelartig angeordneten Teilelemente angebracht ist, Die Außenseite besagter Topfstruktur, die beispielsweise als gefrästes Aluminium- oder Messingteil ausgeführt sein kann, umfasst vorzugsweise zusätzliche Strukturen, die eine Befestigung von weiteren noch aufgeführten Elementen des Gabelaktors erleichtern oder funktional verbessern, bzw. sogar schon ein solches Teilelement darstellen kann, wie in der Zeichnung der linke Gabelarm, der dort gezeigten Gabelaktoren (111, 123), der, unmittelbar mit der Achse des Drehmagneten bewegbar, ohne eine elastische Verbindung ausgeführt ist. Besagter linker Gabelarm dient, wie schon erwähnt, dazu, den schon beschriebenen Verbindungsstift des jeweiligen Mitnehmers, soweit dieser noch nicht mit dem jeweiligen Haltearm verbunden ist, in die dazu vorgesehene Öffnung des Haltearms einzuschieben. Dessen Gegenspieler, als Teil der rechten Seite der Gabelaktoren (111, 123) dient entsprechend dazu, besagten Verbindungsstift bei Bedarf wieder aus besagter Öffnung des Haltearms herauszuschieben, so dass der Haltearm nicht durch den jeweiligen Mitnehmer, und somit auch nicht durch die Welle (51) bewegt wird.
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Besagter Ausschieber ist über eine Federstahlzunge mit besagtem Grundkörper verbunden, der dazu eine entsprechende Aufnahme aufweist und an seinem unteren Ende mit einem eigenen Stift, zum Ausschieben des besagten Verbindungsstifts ausgeführt ist. Der nun noch unerwähnte Fixierer kann nicht derart am besagten Grundkörper angebracht werden, weil zwar auch eine elastische Bewegbarkeit gegenüber der Antriebsachse des Drehmagneten notwendig ist, aber es in Verbindung mit besagten Haltearm unter Last zu erheblichen Kräften längst des entsprechenden Gabelarms kommen kann, die zu einer Straffung einer besagten Federstahlzunge, wie sie beim Ausschieber verwendet wird, führen würde, womit aber deren Elastizität praktisch völlig verloren geht. Damit die funktional geforderte Elastizität der Schwenkbewegung des Fixierers gegenüber der Antriebsachse dennoch erzielbar ist, ist die Außenwand des besagten topfartigen Grundkörpers, wie in der Zeichnung sichtbar, nach unten hin durchbrochen, so dass ebenfalls auf der Antriebsachse des Drehmagneten, jedoch dort separat drehbar gelagert, ein eigenes Armelement für den Fixierer angebracht ist, und besagte Elastizität gegenüber der Antriebsachse des Drehmagneten vorzugsweise, und auch so dargestellt, durch eine Feder hergestellt wird, die sowohl am besagten topfartigen Grundkörper als auch am besagten Armelement befestigt ist und den Kern des Armelementes, innerhalb des topfartigen Grundkörpers mindestens teilweise umschlingt, was eine kompakte und zugleich robuste Auführung des besagten Gabelaktors ermöglicht.
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Die Öffnungen am Haltearm, sowohl für den Verbindungsstift zum Mitnehmer als auch für den Fixierer sind, abhängig von jeweils anwendungsspezifischen Toleranzen, vorzugsweise ein wenig größer gewählt, als für diese Elemente exakt passend. Die Öffnung für den Fixierer ist vorzugsweise so gewählt, dass sich das zugehörige Unterstützungselement exakt in der Sollposition befindet, wenn der Haltearm am Fixierer unter Last eingehängt ist. Die Position der Öffnung für besagten Verbindungsstift wird so gewählt, dass er sich in der zuvor definierten Sollposition möglichst reibungsarm, innerhalb der zugehörigen Öffnung idealer Weise ohne relevante Reibung, bewegen lässt. Sind vorgenannte Voraussetzungen gegeben, ist auch eine hoch belastbare Übergabe eines Haltearms von einem Mitnehmer in eine der Endlagen (U oder O) folgendermaßen möglich:
Ein mit einem Haltearm verbundener Mitnehmer wird durch die Drehung der gemeinsamen Antriebswelle (51), ausgehend von einer hohen Geschwindigkeit, so abgebremst, dass er die jeweilige Endlage mit sehr geringer Geschwindigkeit erreicht. Noch wird der Haltearm durch den Mitnehmer gestützt. Mit besagter geringer (Rest-)Geschwindigkeit bewegt sich der Haltearm eine sehr geringe Strecke, gewöhnlich etwa 1/10 bis 2/10 mm, weiter als zur besagten Sollposition notwendig. Der Gabelaktor wird dann derart aktiviert, dass besagter Fixierer in Richtung der zugehörigen Öffnungen im Haltearm bewegt wird. Durch die leichte Überhöhung der Position gegenüber der Sollposition kann der Fixierer, reibungsarm, oder wie schon erwähnt praktisch reibungsfrei, in die entsprechende Öffnung eingeführt werden. Zugleich drückt nun der Ausschieber auf den Verbindungsstift, der jedoch durch die noch bestehende Unterstützung des Haltearms durch den Mitnehmer, zunächst in seiner Position verbleibt, was wiederum dazu führt, dass besagte Federstahlzunge, mit der besagter Ausschieber mit besagtem Grundkörper verbunden ist, durch die Bewegung des Gabelaktors entsprechend gebogen und vorgespannt wird. Wird nun durch eine Gegenbewegung, bzw. Wegfall der Kraftwirkung der Antriebswelle (51), der Fixierer belastet, befindet sich der Haltearm exakt in der Sollposition der entsprechenden Endlage und der Verbindungsstift wird entsprechend entlastet, was dazu führt das sich die besagte Federzunge entspannt und mittels des Ausschiebers den Verbindungsstift aus dem Haltearm herausschiebt, wobei idealer Weise lediglich die erwähnte Haltekraft des besagten magnetisch bistabilen Elements überwunden werden muss, damit der Verbindungsstift sich in seine andere stabile Position, also den Haltearm freigebend, bewegt, so dass der Mitnehmer und damit die Antriebswelle (51) keinen Einfluss mehr auf die Bewegung des jeweiligen Unterstützungselementes hat.
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Beim ”Abholen” eines Haltearms aus einer der Endlagen, läuft dieser Vorgang exakt umgekehrt ab: Der Mitnehmer bewegt sich sonst genau entsprechend, wie schon zuvor beschrieben. Wenn besagte Sollposition erreicht ist, wird besagter Gabelaktor in die Position für ”verbunden” bewegt. Der auf der Abbildung linke Gabelarm drückt nun, wie schon erwähnt als Einschieber, auf das runde Endstück des Verbindungsstifts, der sich dadurch nun ebenfalls in die Position für ”verbunden” bewegt. Während dessen wird besagte innere Feder im Gabelaktor so bewegt, dass eine Zugkraft auf den Fixierer, aus der Öffnung des Haltearms heraus, entsteht. Unmittelbar darauf erfolgt durch die inzwischen stattgefundene Verbindung von Mitnehmer und Haltearm sowie ein leichtes Überschreiten der Sollposition, eine Entlastung des Fixierers, der von der gespannten inneren Feder aus dem Haltearm herausgezogen wird, während sich die Bewegungsrichtung des Haltearms umkehrt. Ab diesem Moment ist das entsprechende Unterstützungselement (11, 12, 13) mit dem Haltearm über den Mitnehmer (71, 72, 73) mit der Antriebswelle (51) fest verbunden und wird durch dieses in seiner Bewegung bestimmt.
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Der beschriebene Ablauf bleibt im Grunde gleich, wenn anstelle des einen Drehmagneten mit den hier dargestellten gefederten Elementen, mehrere getrennte Aktoren treten, die in der dargestellten Abhängigkeit und Reihenfolge, im Zusammenspiel mit den entsprechenden Bewegungen des Mitnehmers, durch die Welle (51), die verschiedenen Bewegungen der beteiligten Verbindungselemente, mindestens teilweise, separat ausführen.
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Unabhängig davon, ob der dargestellte Gabelaktor, ein anders angetriebener, beispielsweise mitttels eines Hubmagneten, aber mit ähnlichen federnden Elementen ausgestatteter Gabelaktor wäre, oder Bewegungen von Verbindungselementen teilweise oder völlig durch jeweils separate Aktoren ausgeführt werden, kann durch sorgfältige Berücksichtigung der notwendigen Bewegungsabläufe und auftretenden Kräfte in der Form und Auslegung der Verbindungselemente, insbesondere der besagten Fixierer und Verbindungsstifte, aber auch der besagten Öffnungen im besagten Haltearm, sowie einer passenden Auslegung der verwendeten Federn, im Zusammenspiel mit einer Steuerung, bzw. deren Programmierung, bei der alle auftretenden mechanischen Vorgänge, zeitlich ausreichend genau aufgelöst, berücksichtigt sind, ein als praktisch ”fließend” wahrgenommener Ablauf der geschilderten Vorgänge, auch in regelmäßiger schneller Wiederholung, erfolgen.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten und hier im Detail behandelten Variante ist ein besonders kritischer Punkt die reibungsarme Führung des besagten Verbindungsstifts, der am Mitnehmer befestigt ist, da insbesondere für das Einschieben, wegen der funktional notwendigen Federzunge im betreffenden Arm des Gabelaktors, bei den üblichen am Markt erhältlichen Drehmagneten noch etwa 20 bis 50 mN Restkraft verfügbar wären. Dies reicht zwar problemlos, um den Verbindungsstift, der im Beispiel etwa ein Gewicht von einem halben Gramm aufweist, innerhalb 10 ms passend zu verschieben, was entsprechend in besagter Steuerung leicht zu berücksichtigen ist und auch eine schnelle Umstellung der Endlage eines Unterstützungselementes nicht spürbar hemmt. Allerdings bietet eine solche eher geringe Kraft kaum noch Reserven um eine wie auch immer geartete größere Reibung am besagten Verbindungsstift zu überwinden. Auch um den Verschleiß niedrig zu halten, ist selbstverständlich Reibung zwischen aneinander bewegten Teilen zu minimieren, wozu in der dargestellten Ausführung vorzugsweise eine Hülse oder Beschichtung aus PTFE auf besagtem Verbindungsstift angebracht ist. Zu beachten ist hierbei, das der in dieser Ausführungsform relativ hoch belastete Verbindungsstift nicht von einer so starken PTFE Schicht, insbesondere als Hülse, umgeben ist, dass hierdurch eine übermäßige elastische Schrägstellung des Verbindungsstiftes unter Belastung möglich wird, die zu einem sehr konzentrierten Druck auf die Kante der Lagerbuchse im Mitnehmer und somit zu einem extrem erhöhten Verschleiß sowie entsprechenden Störungen und Schäden führen kann.
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Aber unabhängig davon, ob die Bewegung der erfindungsgemäßen Unterstützungselemente fast fließend und sehr schnell stattfindet, oder eher langsam abläuft und alle Schritte zeitlich deutlich separiert abgearbeitet werden: Wenn die vorstehend aufgeführten Punkte beachtet werden, bleiben in der gesamten Mechanik der dargestellten Ausführungsform der Erfindung die besonders schädlichen Reibungskräfte und entsprechend der Verschleiß, besonders auch weitgehend unabhängig von der Belastung der Unterstützungselemente, gering, so dass ein sehr störungsarmer Betrieb über längere Zeit möglich ist. Dazu trägt bei der dargestellten Ausführung mit besagten Gabelaktoren bei, dass die Anzahl der Aktoren minimiert wird und keinerlei Energieleitungen auf bewegte Elemente zu führen sind, was wiederum den Aufbau sowie die Installation von Baugruppen vereinfacht und ebenfalls Störungen vermeidet.
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Ein den hier erläuternden Zeichnungen entsprechender Aufbau ist auch mit den in der Darstellung gezeigten relativ einfachen Mitteln kompakt realisierbar, so dass er wie in 1 dargestellt, in einem Gehäuse (3) unter dem Rand eines Auflagetisches Platz findet. Das gezeigte Gehäuse (3) kann entsprechend der Anzahl der hintereinander entlang einem Schneidgraben angebrachten Baugruppen, die mittels einer Welle (51) angetrieben werden, verlängert werden und ist im Betrieb nur nach unten, vorzugsweise nur in Form von Schlitzen geöffnet, in denen die schmalen Haltearme der Unterstützungselemente bewegt werden. Auch dies trägt zu einem störungsarmen Betrieb bei, weil so leicht ein Überdruck aus einem genügend reinen Luftvolumen heraus, im besagtem Gehäuse (3) erzeugt werden kann, der schon durch eine mäßige Luftströmung in Richtung des Schneidgrabens, für eine weitgehende Schmutzfreiheit und ausreichende Kühlung im Gehäuse (3) sorgt.
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Solch ein mit erfindungsgemäßen Baugruppen bestücktes, dann vorzugsweise auch entsprechend stabiles, Gehäuse (3) kann selbstverständlich auch als bewegbare Einheit, vorzugsweise zur Bewegung entlang eines besonders langen Schneidgrabens ausgeführt werden, so dass die Vorteile einer erfindungsgemäßen adaptiven Auflagevorrichtung auch in Anwendungsfällen mit mehreren Metern langen Schneidgraben, in Verbindung, kombiniert und/oder als Alternative zum bekannten Stand der Technik nutzbar sind.
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Auf dem zweiten Zeichnungsblatt mit den 3 bis 5 sind abschließend noch drei mögliche Stellungen von Unterstützungselementen dargestellt, die in der zuvor beschriebenen Art, dort einen Schneidgraben (1) von 15 cm Breite in zwei gegenüberliegenden Gruppen überspannen, die sich in der Endlage (U) ihres jeweils längsten Elementes überschneiden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013226816 A1 [0022]
- DE 102013226818 A1 [0022]
- DE 102013226821 A1 [0022]
