-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung mit einer
Spanneinrichtung, die einen ersten Spannrahmen und einen zu dem
ersten Spannrahmen parallelen zweiten Spannrahmen aufweist, wobei
in den Spannrahmen jeweils eine Mehrzahl von Schneidelementen eingespannt
ist, die eine Hauptachse aufweisen, und mit einer Antriebseinheit zum
Antreiben des ersten und zweiten Spannrahmens in jeweils eine lineare,
reziproke Bewegung, die phasenverschoben zueinander sind.
-
Aus
DE 85 13 086 U1 ist
eine Schneidvorrichtung mit zwei Spannrahmen bekannt, mit denen Schneidelemente
zu einer reziproken und phasenverschobenen Bewegung zueinander gebracht
werden können.
Die Spannrahmen sind parallel nebeneinander angeordnet, so dass
ein zu schneidender Block zuerst von den Schneidelementen des in Schneidrichtung
stromaufwärts
liegenden Spannrahmens geschnitten und dann der Block auch von den Schneidelementen
des in Schneidrichtung stromabwärts
liegenden Spannrahmens geschnitten wird. Die Kraftwirkungen der
beiden aufeinander folgenden Schneidbewegungen sind einander entgegengesetzt,
so dass ein zu schneidender Materialblock eine oszillierende Schlingerbewegung
durchführt,
wenn keine Halte- und Führungsmittel
vorhanden sind.
-
Aus
DE 35 23 008 C1 ist
ebenfalls eine Schneidvorrichtung mit zwei Spannrahmen bekannt, in
denen Schneidelemente zu einer reziproken und phasenverschobenen
Bewegung zueinander gebracht werden können. Der Antrieb der Spannrahmen
erfolgt mit einer oszillierenden Antriebseinrichtung und mit Schraubenfedern.
Wenn mit einer solchen Schneidvorrichtung beispielsweise PUR-Schäume geschnitten
werden sollen, führt
auch ein bereits geringer Staubanteil sehr schnell zur Zusetzung
dieser Schraubenfedern, so dass eine zuverlässige Funktionsweise über einen
längeren
Zeitraum nicht gewährleistet
ist.
-
Aus
DE 145 710 C ist
eine Schneidvorrichtung ohne Spannrahmen bekannt, bei der Messer
in einer Messergruppe getrennt angeordnet sind und eine einander
entgegengesetzte Bewegung durchführen
können,
um Speckwürfel
zu schneiden. Auch aus einer solchen Schneidvorrichtung ist keine
Maßnahme
bekannt, eine durch eine entgegengesetzte Kraftwirkung hervorgerufene
Schlingerbewegung zu vermeiden.
-
Aus
der
DE 100 46 531
A1 ist eine Schneidvorrichtung bekannt, bei der ein flexibles
Schneidelement über
Umlenkrollen geführt
ist und zueinander parallele Schneidabschnitte aufweist, wobei das
flexible Schneidelement zu einer monodirektionalen Bewegung angetrieben
wird. Dadurch ist es möglich, mehrere
Platten gleichzeitig aus einem Materialblock auszuschneiden.
-
Allerdings
führt die
Verwendung eines einzelnen flexiblen Schneidelements, das über Umlenkrollen
geführt
ist, dazu, dass dieses bei längerer
oder zunehmender Beanspruchung reißt. Eine solche Vorrichtung
ist materialbedingt anfällig
und führt
in der Praxis zu erheblichen Standzeiten.
-
Die
vorliegende Erfindung hat daher die Aufgabe eine Schneidvorrichtung
zum Herausschneiden vorbestimmter Materialstücke aus einem Materialblock
zu schaffen, mit der in technisch einfacher Weise eine Mehrzahl
von Materialstücken
gleichzeitig aus dem Materialblock heraus geschnitten werden können.
-
Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
-
Mit
der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung
ist es möglich,
mehrere Schneidelemente gleichgerichtet aber phasenverschoben zu
bewegen, so dass aus einem Materialblock mehrere Materialstücke gleichzeitig
ausgeschnitten werden können. Die
Phasenverschiebung ermöglicht,
dass die in Bewegungsrichtung wirkenden Kräfte der einzelnen Schneidelemente
so dosiert werden können,
dass der Materialblock ruhig liegt oder eine vorbestimmte Bewegung
durchführt.
-
Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die Schneidelemente
derart phasenverschoben sein können,
dass die Summe der in Bewegungsrichtung wirkenden Kräfte im wesentlichen
Null ist. Dadurch wird ermöglicht,
dass ein Materialblock keine seitliche Verschiebung aus seiner vorgesehen
Vorschubbahn erfährt.
Die ganze Anlage bedarf keiner aufwändigen Dämpfung, z.B. durch pneumatische oder
hydraulische Zylinder.
-
Die
Phasenverschiebung kann vorteilhaft durch eine Nockenwelle erreicht
werden, die zwischen einer Antriebseinrichtung und den Schneidelementen
vorgesehen ist. Eine solche Nockenwelle weist eine Anzahl vorzugsweise
identischer Nocken auf, die in gleichen Winkelabständen zueinander
um den Umfang der Nockenwelle herum angeordnet sind.
-
Weitere
Vorteile ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
-
Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
-
1 eine
schematische Seitenansicht einer als Dreirahmengatter ausgebildeten
erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung
mit Spanneinrichtung; und
-
2 eine
schematische Vorderansicht auf Spannrahmen der Spanneinrichtung
aus 1.
-
In 1 ist
schematisch eine bevorzugte Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung 1 dargestellt.
Die Schneidvorrichtung 1 ist in der bevorzugten Ausführungsform
ein sogenanntes Dreirahmengatter. Die Schneidvorrichtung 1 weist
ein Untergestell 3 auf, das auf einem Untergrund waagerecht
ausgerichtet werden kann. Auf der vom Untergrund weg gerichteten
Oberseite 3.1 ist ein Tragteil 5 montiert. Das
Tragteil 5 weist in einer normalen Betriebsposition (1)
einen horizontalen Schenkel 5.1 auf, der auf der Oberseite 3.1 des Untergestells 3 aufliegt.
In einem Winkel zu dem ersten Schenkel 5.1 ist ein vertikaler
zweiter Schenkel 5.2 ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform
schließen
der erste und der zweite Schenkel 5.1 bzw. 5.2 somit
einen Winkel von 90° ein.
Es ist denkbar, dass das Tragteil 5 in anderen Ausführungsformen
anders ausgebildet ist, so dass die Schenkel 5.1 bzw. 5.2 in
einem anderen Winkel als 90° zueinander ausgerichtet
sind. Die Ausbildung des Tragteils 5 ist für die vorliegende
Erfindung nicht wesentlich und kann daher bedarfsweise konstruktiv
an andere Ausführungsformen
angepaßt
sein.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
ist auf dem ersten Schenkel 5.1 eine Antriebseinheit 7 abgestützt. Die
Antriebseinheit 7 ist in der vorliegenden Ausführungsform
vorzugsweise ein Elektromotor, der eine Drehzahl von 1400 U/min
erreicht oder übersteigen
kann.
-
An
dem zweiten Schenkel 5.2 ist winkelinnenseitig ein Linearlager 9 angebracht,
an welchem wiederum eine Spanneinrichtung 11 angebracht
ist. In der vorliegenden Ausfüh rungsform
umfaßt
die Spanneinrichtung 11 drei ineinander liegende Spannrahmen 11.1, 11.2 und 11.3 (siehe 2).
In der als Dreirahmengatter ausgebildeten, Ausführungsform sind die Spannrahmen
daher sogenannte Gatterrahmen. Sämtliche
Spannrahmen 11.1, 11.2, 11.3 liegen in
einer gemeinsamen Flächenebene,
die in 1 eine vertikale Flächenebene ist. Der Spannrahmen 11.1 umspannt
somit eine größere Fläche als
der Spannrahmen 11.2 und dieser umspannt wiederum eine
größere Fläche als
der Spannrahmen 11.3. Obwohl die Spannrahmen 11.1, 11.2, 11.3 eine
unterschiedliche Größe aufweisen,
haben sie in der vorliegenden Ausführungsform dennoch ein identisches Gewicht.
In anderen Ausführungsformen
können
die Spannrahmen 11.1, 11.2 und 11.3 auch
nicht ineinanderlaufend angeordnet sein, das heißt, in jeweils eigenen Flächenebenen
nebeneinander und parallel zueinander liegen. In den Spannrahmen 11.1, 11.2, 11.3 sind
Schneidelemente 15 eingespannt. Diese Schneidelemente 15 sind
in der vorliegenden Ausführungsform
flexible Schneidelemente, wie z. B. Drähte. In anderen Ausführungsformen
können
die Schneidelemente 15 auch eine höhere Biegesteifigkeit haben,
wie z. B. Sägeblätter. Die
Schneidelemente 15 sind in der vorliegenden Ausführungsform sowohl
rahmenweise als auch insgesamt parallel zueinander angeordnet und
weisen eine Hauptachse auf. Es ist aber denkbar, dass die parallele
Anordnung bedarfsweise einmal aufgehoben sein kann. Die Schneidelemente 15 sind
auch in gleichem Abstand zueinander angeordnet. Es kann aber eine Stelleinrichtung
(nicht dargestellt) vorgesehen sein, um die Schneidelemente 15 im
jeweiligen Spannrahmen 11.1, 11.2, 11.3 zu
verstellen und dadurch den Abstand zu variieren. Es können dann
z. B. Platten unterschiedlicher Dicke ausgeschnitten werden.
-
Zwischen
der Antriebseinrichtung 7 und der Spanneinrichtung 11 ist
eine Nockenwelle 13 angeordnet. Die Nockenwelle 13 weist
in der vorliegenden Ausführungsform
drei Nocken 13.1, 13.2 und 13.3 auf,
die in gleichem Winkelabstand von 120° zueinander auf der Nockenwelle 13 angeordnet
sind. In anderen Ausführungsformen
kann eine beliebige Anzahl von Nocken > 2 vorgesehen sein, solange die Nocken
in einem gleichen Winkelabstand zueinander um den Umfang der Nockenwelle 13 herum
angeordnet sind. Die Höhe
der Nocken 13.1, 13.2 und 13.3 ist identisch
und liegt vorzugsweise in einem Bereich von 20 mm bis 50 mm. Jeder
Nocken 13.1, 13.2, 13.3 ist einem Spannrahmen 11.1, 11.2 und 11.3 zugeordnet
und mit diesem konstruktiv verbunden. Anstelle einer Nockenwelle 13 kann
auch eine Kurbelwelle oder ein beliebiges anderes Bauteil mit ähnlichen Funktionsmerkmalen
eingesetzt werden.
-
Wenn
die Antriebseinheit 7 eingeschaltet wird, beginnt die Nockenwelle 13 zu
drehen, so dass der Nocken 13.1 den Spannrahmen 11.1 in
eine vorbestimmte Richtung bewegt, der Nocken 13.2 den Spannrahmen 11.2 in
eine vorbestimmte Richtung bewegt und der Nocken 13.3 den
Spannrahmen 11.3 in eine vorbestimmte Richtung bewegt.
Aufgrund des zwischen den Nocken 13.1, 13.2, 13.3 liegenden Winkelabstandes
setzten sich die Spannrahmen 11.1, 11.2 und 11.3 jeweils
um 120° phasenverschoben
in Bewegung. Die Phasenverschiebung ändert sich mit der Anzahl der
Nocken 13.1, 13.2, 13.3 und den entsprechend
größer oder
kleiner werdenden Winkelabständen.
-
Die
vorbestimmten Richtungen verlaufen entlang der Hauptachse der in
den jeweiligen Spannrahmen 11.1, 11.2 und 11.3 eingespannten
Schneidelementen 15. Die Bewegungen der Spannrahmen 11.1, 11.2, 11.3 sind
also vorzugsweise alle gleichgerichtet. In der vorliegenden Ausführungsform
soll die Bewegungsrichtung der Spannrahmen 11.1, 11.2, 11.3 horizontal
verlaufen. Es ist aber in anderen Ausführungsformen denkbar, dass
die Bewegungsrichtung vertikal verläuft oder in jeder anderen beliebigen Richtung.
-
Das
Tragteil 5 ist an seinem ersten Schenkel 5.1 drehbar
auf der Oberseite 3.1 des Untergestells 3 gelagert.
Eine Drehachse D verläuft
horizontal und quer zum Tragteil 5. In anderen Ausführungsformen kann
die Drehachse D auch in einer anderen Richtung verlaufen. Vorzugsweise
liegt die Drehachse D in 1 in der gleichen vertikalen
Ebene wie die Spanneinrichtung 11. Der zweite Schenkel 5.2 des Tragteils 5 ist
mit einer Führungseinrichtung 17 verbunden,
die auf einer Rückseite
des zweiten Schenkels 5.2 auf der Oberseite 3.1 des
Untergestells 3 montiert ist. Die Führungseinrichtung 17 weist
eine zu der Drehachse D konzentrischen Führungskanal 17.1 auf,
in den ein am zweiten Schenkel 5.2 montiertes Führungsteil
(nicht dargestellt) eingreift. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, das
gesamte Tragteil 5, einschließlich Antriebseinrichtung 7,
Nockenwelle 13 und Spanneinrichtung 11 zu schwenken
(in 1 nach links). Die gewünschte Schwenkposition kann dann
mit Hilfe einer Feststellschraube an der Führungsschiene 17.1 festgestellt
werden, so dass eine stufenlose Verschwenkung zwischen der in 1 dargestellten
normalen Betriebsposition in einer um einen Winkel verstellte Betriebsposition
stufenlos festlegbar ist. Der Winkelbereich ist nicht auf den in 1 dargestellten
Bereich von ca. 45° beschränkt. Es
ist in anderen Ausführungsformen
durchaus denkbar, eine Verschwenkung um bis zu 90° vorzusehen. Die
Anpassung des Tragteils 5 an das Untergestell 3 für einen
derartigen Schwenkvorgang ist für
den Fachmann allgemein bekannt. Durch die Verschwenkung des Tragteils
kann die Stärke
der aus einem Materialblock heraus zu schneidenden Platte variiert werden.
-
Die
Antriebseinheit 7 kann auf dem ersten Schenkel 5.1 verstellbar
angeordnet sein, so dass eine ggf. variierende Anzahl von Spannrahmen 11.1, 11.2, 11.3 und
eine ggf. entsprechend variierende Länge der Nockenwelle 13 ausgeglichen
werden kann.
-
Der
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung geht dahin, dass mehrere
Spannrahmen 13.n derart angetrieben werden, dass die Summe der in Bewegungsrichtung
wirkenden Kräfte
im wesentlichen Null wird. Die Kräfte sollen sich also aufheben. Dadurch
ist es möglich,
einen Materialblock bei hoher Schneidleistung auf einer vorbestimmten
Bewegungsbahn durch die Schneidvorrichtung 1 hindurch zu
führen,
ohne dass die Schneidvorrichtung aufwändig gedämpft werden muß.
-
Dieses
Antriebsprinzip läßt sich
auf sehr viele Schneidvorrichtungen übertragen. So ist z.B. denkbar,
dass in anderen Ausführungsformen Schneidelemente
nicht in einem Spannrahmen eingespannt sind sondern in einer anderen
Spanneinrichtung oder aber direkt konstruktiv mit einer Nockenwelle
verbunden sind. Es ist auch denkbar für die Phasenverschiebung ein
anderes Bauteil als eine Nockenwelle 13 vorzusehen. Solche
phasenverschiebenden Bauteile sind dem Fachmann allgemein bekannt.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
sollen die Spannrahmen 11.1, 11.2, 11.3 jeweils
ein identisches Gewicht haben. Ferner soll die Anzahl der Schneidelemente 15 in
jedem Spannrahmen 11.1, 11.2, 11.3 gleich
sein. Es ist aber in anderen Ausführungsformen auch denkbar,
die Anzahl der Schneidelemente 15 und die Gewichte der
Spannrahmen 11.1, 11.2, 11.3 unterschiedlich
zu wählen.
In diesem Fall müßte ein
Ausgleich durch entsprechende Gestaltung der Nockenwelle 13 bzw.
eines anderen Betätigungselements
erfolgen, um die Bedingung zu erfüllen, dass die Summe aller
Kräfte
der Schneidelemente in Bewegungsrichtung im wesentlichen gleich Null
sein sollen.