DE10217288A1

DE10217288A1 - Cutting head for scratching glass plates has an oscillation compensation unit for partially compensating for oscillations arising on a scratching device during scratching

Info

Publication number: DE10217288A1
Application number: DE2002117288
Authority: DE
Inventors: Siegfried Glaser
Original assignee: Hegla Fahrzeug und Maschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Hegla Fahrzeug und Maschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-11-06

Abstract

Cutting head has an oscillation compensation unit (25) for partially compensating for oscillations arising on a scratching device (21, 23) during scratching. An Independent claim is also included for a process for operating the cutting head.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schneidkopf zum Schneiden von Glasplatten. The invention relates to a cutting head for cutting Glass plates.

Ein Großteil der industriell verwendeten Flachgläser wird heute maschinell geschnitten. Übliche Glasschneidmaschinen schneiden beispielsweise Flachglas zwischen 3 und 20 mm Glasstärke. Die Gläser können sich außer in ihren Abmaßen durch viele unterschiedliche Zusammensetzungen und Beschichtungen unterscheiden. Die umgangssprachlich mit Schneiden beschriebene Technologie des Trennens von Glas setzt sich dabei aus mehreren Teilprozessen zusammen. Üblicherweise wird über ein Hartmetallschneidrad zunächst über das Anritzen der Oberfläche eine Tiefenrißfront im Glas induziert und das Glas anschließend manuell oder mechanisch entlang dieser Soll-Bruch-Geometrie gebrochen. Die zum Einbringen der Tiefenrißfront notwendige Ritzkraft wird beispielsweise pneumatisch, über einen Schneidkolben, an dessen unterem Ende das Schneidrad an einem Schneidkopf befestigt ist, aufgebracht. Je nach Verwendungszweck des Glases muß in einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt die Glaskante im Anschluß an den Brechvorgang nachgeschliffen werden. Die Produktivität des Gesamtprozesses kann erhöht werden, wenn dieser Bearbeitungsschritt eingespart werden könnte. Bei dem beschriebenen Verfahren ist von Nachteil, daß der Rißverlauf ungleichmäßig ist und die Tiefenrißfronttiefe nicht optimal ist. Much of the flat glass used industrially today machine cut. Cut conventional glass cutting machines for example flat glass between 3 and 20 mm glass thickness. The Glasses can vary in size except in many different compositions and coatings differ. The technology of the colloquially described with cutting Cutting glass consists of several sub-processes together. Usually a carbide cutting wheel is used first of all by scratching the surface into a deep crack front Glass induced and then the glass manually or mechanically broken along this nominal fracture geometry. The for Introducing the deep tear front necessary scratching force, for example pneumatic, via a cutting piston, at its lower end the cutting wheel is attached to a cutting head. Depending on the intended use of the glass, an additional Processing step the glass edge after the Crushing process. The productivity of the Overall process can be increased if this processing step could be saved. In the described method is from Disadvantage that the crack course is uneven and the Depth of the crack front is not optimal.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schneidkopf zu schaffen, der einen gleichmäßigen Rißverlauf ergibt und eine verbesserte Tiefenrißausbreitung gewährleistet. The object of the invention is to provide a cutting head which gives an even crack pattern and an improved Deep crack propagation guaranteed.

Die Aufgabe wird mit einem Schneidkopf mit den Merkmalen des Anspruch 1 und einem Verfahren zum Betreiben des Schneidkopfs mit den Merkmalen des Anspruch 18 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet. The task is carried out with a cutting head with the characteristics of Claim 1 and a method for operating the cutting head solved with the features of claim 18. advantageous Further training is characterized in subclaims.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß durch die Übertragung von Maschinenschwingungen über das Schneidwerkzeug auf das Glas die Krafteinleitung beim Ritzen ungleichmäßig ist. Die Analyse hat gezeigt, daß abhängig vom eingestellten Schneiddruck die Schwingungen zu Ritzkraftschwankungen mit einer Amplitude von bis zu 20 N führen. Die Auswirkung dieser Schwingungen ist unter anderem auch an der Bruchkante des geschnittenen Glases deutlich zu erkennen. Erfindungsgemäß wird der Schneidkopf zur Vermeidung dieser Nachteile als aktiver Schneidkopf ausgebildet, wobei zur Entkopplung der qualitätsmindernden Einflüsse der Maschinenschwingungen direkt an der Wirkstelle Werkstück/Werkzeug die auftretenden Schwingungen aktiv gedämpft bzw. kompensiert werden. Hierbei ist von Vorteil, daß gegenüber einer ebenfalls denkbaren aktiven Dämpfung der gesamten Maschinenschwingung, daß die Schwingungsproblematik mit nur einer, lokal plazierten Baugruppe gelöst werden kann. Diese Baugruppe ist eine sogenannte adaptronische Baugruppe, wobei der adaptronische Schneidkolben aufgrund seiner Modularität für unterschiedliche Maschinen ähnlicher Bauart einsetzbar ist und nur geringe Eingriffe in den bisherigen Aufbau der Glasschneidmaschinen notwendig sind. Erfindungsgemäß wird ein Schneidkolben derart ausgebildet, daß ein sogenannter Piezostack in den Schneidkolben integriert wird, der sowohl aktorische wie auch sensorische Funktionen übernimmt. Dieser Piezostack wird mit Hilfe von Tellerfedern vorgespannt, um Zugkräfte aufnehmen zu können. Das Federpaket besteht aus einer Federsäule (Reihenschaltung) aus vier Federn. Die Federsteifigkeit der Federsäule und der eingekoppelten Masse ist dabei so hoch, daß die Einkopplung des Piezostacks als starr angenommen werden kann. Am unteren Ende des Piezostacks wird der Schneidradhalter befestigt, wobei eine Führung dafür sorgt, daß der Schneidradhalter in vertikaler Richtung beweglich ist und keine Torsionskräfte in den Piezostacks eingeleitet werden. According to the invention it was found that the transfer of Machine vibrations over the cutting tool on the glass Force transmission when scratching is uneven. The analysis has shown that depending on the set cutting pressure Vibrations to scratch force fluctuations with an amplitude of up to 20 N lead. The impact of these vibrations is below also clearly at the break edge of the cut glass detect. According to the invention, the cutting head is used for avoidance of these disadvantages formed as an active cutting head, with the Decoupling the quality-reducing influences of Machine vibrations directly at the working point of the workpiece / tool occurring vibrations actively damped or compensated become. The advantage here is that compared to one conceivable active damping of the entire machine vibration that the vibration problem with only one, locally placed Assembly can be solved. This assembly is a so-called adaptronic assembly, the adaptronic cutting piston due to its modularity for different machines Similar design can be used and only minor interventions in the previous construction of glass cutting machines are necessary. According to the invention, a cutting piston is designed such that a so-called piezo stack is integrated into the cutting piston, the takes over both actuator and sensory functions. This piezo stack is preloaded with the help of disc springs, to be able to absorb tensile forces. The spring package consists of a spring column (series connection) consisting of four springs. The Spring stiffness of the spring column and the coupled mass is so high that the coupling of the piezo stack as rigid can be accepted. At the bottom of the piezostack the cutting wheel holder is attached, whereby a guide ensures that the cutting wheel holder is movable in the vertical direction and no torsional forces are introduced in the piezostacks.

Die Piezostacks bestehen aus einer Mehrzahl von aufeinander gestapelten Piezoelementen, die gemeinsam mit einer Spannung beaufschlagt werden. Die Länge der Piezostacks und damit die Anzahl der übereinander gestapelten Piezoelemente bestimmt die erreichbare Amplitude bzw. Auslenkung. The piezostacks consist of a plurality of one another stacked piezo elements together with a voltage be charged. The length of the piezo stack and thus the The number of the stacked piezo elements determines the achievable amplitude or deflection.

Die Schwingung der Maschine bzw. der Verfahrbrücke oder des Portals des Schneidradhalters wird - vorzugsweise in der Nähe des Schneidkopfes - mit entsprechenden Aufnehmern aufgenommen und in ein elektrisches Signal derart umgewandelt, daß die Piezostacks eine die Schwingung kompensierende Bewegung ausführen. Die Kompensation der Schwingung erfolgt dabei derart, daß die Piezos mit einer Grundspannung beaufschlagt werden, die eine definierte Längung (Auslängung, Dehnung) hervorruft. Durch die Höhe der angelegten Spannung kann die Dehnung erhöht oder verringert werden. Die jeweilige Verringerung oder Erhöhung der Dehnung läuft der jeweiligen Maschinen-, Schneidbrücken- bzw. Portalschwingung entgegen und kann diese dadurch kompensieren. The vibration of the machine or the travel bridge or the Portal of the cutting wheel holder is - preferably nearby of the cutting head - recorded with appropriate sensors and converted into an electrical signal such that the Piezostacks perform a movement that compensates for the vibration. The compensation of the vibration takes place in such a way that the Piezos are charged with a basic voltage, the one defined elongation (elongation, elongation). Through the The amount of tension applied can increase or decrease the elongation be reduced. The respective decrease or increase in Elongation runs the respective machine, cutting bridge or Portal vibration and can compensate for this.

Bei der Erfindung ist von Vorteil, daß durch die Kompensation der von außen auf das Schneidrad einwirkenden Schwingungen eine verbesserte Rißausbildung erfolgt, welche zu Kanten mit höherer Qualität und Gleichmäßigkeit führt. Hierdurch können nachfolgende Kantenbearbeitungsschritte wegfallen oder zumindest vermindert werden. In the invention it is advantageous that the compensation of vibrations acting on the cutting wheel from the outside improved crack formation takes place, which leads to edges with higher Quality and uniformity leads. This can subsequent edge processing steps are omitted or at least can be reduced.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen dabei: The invention is exemplified with reference to a drawing explained. It shows:

Fig. 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Schneidkopf mit einer piezoelektronischen Schwingungskompensation; Fig. 1 shows schematically a cutting head according to the invention with a piezoelectric vibration compensation;

Fig. 2 eine weitere Ausführungsform des Schneidkopfs nach Fig. 1; FIG. 2 shows a further embodiment of the cutting head according to FIG. 1;

Fig. 3 schematisch einen erfindungsgemäßen Schneidkopf mit einer piezoelektronischen Schwingungskompensationseinrichtung benachbart zum Schneidkopf; Fig. 3 schematically shows a cutting head according to the invention with a piezo electronic vibration compensation device adjacent to the cutting head;

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Schneidkopfes nach Fig. 1, wobei eine piezoelektronische Schwingungskompensationseinrichtung im Schneidradhalter und eine Schwingungskompensationseinrichtung an einem pneumatischen Stellzylinder angeordnet ist; FIG. 4 shows a further embodiment of a cutting head according to FIG. 1, wherein a piezoelectronic vibration compensation device is arranged in the cutting wheel holder and a vibration compensation device is arranged on a pneumatic actuating cylinder;

Fig. 5 schematisch eine weitere Auführungsform eines erfindungsgemäßen Schneidkopfes, wobei für die Schneidradpositionierung und/oder Schwingungskompensation ein Linearmotor vorhanden ist; Figure 5 schematically shows a further Auführungsform of a cutting head according to the invention, wherein a linear motor is available for the Schneidradpositionierung and / or vibration compensation.

Fig. 6 schematisch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schneidkopfes, wobei für die Schneidradpositionierung und/oder die Schwingungskompensation eine elektromagnetische Einrichtung vorhanden ist; Fig. 6 shows schematically another embodiment of a cutting head of the invention, in which an electromagnetic device is provided for the Schneidradpositionierung and / or the vibration compensation;

Fig. 7 eine erfindungsgemäße Schwingungskompensationseinrichtung in einer pneumatischen Schneidradpositionierung in einem Längsschnitt. Fig. 7 shows a vibration compensation device according to the invention in a pneumatic cutting wheel positioning in a longitudinal section.

Ein erfindungsgemäßer Schneidkopf 1 (Fig. 1 bis 4) besitzt ein Schneidkopfgehäuse 2. In dem Schneidkopfgehäuse 2 ist eine zylindrische Bohrung oder Ausnehmung 3 vorhanden. In der Bohrung 3 ist ein Pneumatikzylinder 4 mit zwei Lagern 5 um die Bohrungslängsachse drehbar antreibbar gelagert. Der Pneumatikzylinder 4 ist hohlzylindrisch mit einer Zylindermantelwandung 8 und mit Zylinderstirnwandungen 9 ausgebildet. Die Lager 5 sind insbesondere am oberen und unteren Ende der durchgehenden Bohrung 3 angeordnet. In dem Pneumatikzylinder 4 ist ein Kolben 10 längsverschieblich gelagert. Der Kolben 10 umfasst eine Kolbenstange 11 und einen Kolbenkörper 12. Der Kolbenkörper 12 ist zylindrisch ausgebildet und im wesentlichen formschlüssig im Zylinder 4 mit einer Zylindermantelwandung 13 an der Zylindermantelwandung 8 anliegend eingepasst. A cutting head 1 according to the invention ( FIGS. 1 to 4) has a cutting head housing 2 . A cylindrical bore or recess 3 is present in the cutting head housing 2 . In the bore 3 , a pneumatic cylinder 4 with two bearings 5 is rotatably driven about the longitudinal axis of the bore. The pneumatic cylinder 4 is of hollow cylindrical design with a cylinder jacket wall 8 and with cylinder end walls 9 . The bearings 5 are arranged in particular at the upper and lower ends of the through bore 3 . A piston 10 is mounted in a longitudinally displaceable manner in the pneumatic cylinder 4 . The piston 10 comprises a piston rod 11 and a piston body 12 . The piston body 12 is cylindrical and is fitted essentially in a form-fitting manner in the cylinder 4 with a cylinder jacket wall 13 lying against the cylinder jacket wall 8 .

Die Kolbenstange 11 erstreckt sich längs der Bohrungsachse und durchgreift die Zylinderstirnwandungen 9, wobei die Kolbenstange 11 in den Zylinderstirnwandungen 9 längsverschieblich gelagert ist. Der Kolbenkörper 12 und der Zylinder 4 begrenzen somit zwei Druckräume 15, welche durch die Längsverschiebung des Kolbens 10 unterschiedliche vom Betriebszustand abhängige Größen bzw. Volumina aufweisen. Die Verschiebung des Kolbens 10 erfolgt dabei entsprechend dem Füllungsgrad bzw. Luftdruck in den Druckräumen 15. Die Druckräume 15 besitzen hierfür Pneumatikanschlüsse (nicht gezeigt). The piston rod 11 extends along the axis of the bore and extends through the cylinder end walls 9 , the piston rod 11 being mounted in the cylinder end walls 9 so as to be longitudinally displaceable. The piston body 12 and the cylinder 4 thus delimit two pressure spaces 15 which, due to the longitudinal displacement of the piston 10, have different sizes or volumes depending on the operating state. The piston 10 is displaced in accordance with the degree of filling or air pressure in the pressure chambers 15 . For this purpose, the pressure chambers 15 have pneumatic connections (not shown).

Die Kolbenstange 11 ist hohl bzw. röhrenförmig ausgebildet mit einem zylindrischen Hohlraum 18. Der zylindrische Hohlraum 18 ist an einem Ende 19 der Kolbenstange 11 fest verschlossen. Am gegenüberliegenden Ende 20 der Kolbenstange 11 ist ein an sich bekannter Schneidradhalter 21 in der Kolbenstange 11 verdrehfest gelagert. Der Schneidradhalter 21 erstreckt sich dabei mit einem zylindrischen Führungsteil 22 axial verschieblich und formschlüssig ein Stück in die hohlzylindrische Kolbenstange 11 hinein. Am Schneidradhalter 21 ist dem zylindrischen Führungsteil 22 axial gegenüberliegend in an sich bekannter Weise ein Schneidrad 23 angeordnet. The piston rod 11 is hollow or tubular with a cylindrical cavity 18 . The cylindrical cavity 18 is firmly closed at one end 19 of the piston rod 11 . At the opposite end 20 of the piston rod 11 , a cutting wheel holder 21 , known per se, is rotatably mounted in the piston rod 11 . The cutting wheel holder 21 extends with a cylindrical guide part 22 axially displaceably and positively into the hollow cylindrical piston rod 11 . A cutting wheel 23 is arranged axially opposite the cylindrical guide part 22 on the cutting wheel holder 21 in a manner known per se.

Zwischen einer hohlraumseitigen Stirnfläche 24 des Führungsteils 22 und dem fest verschlossenen Ende 19 der Kolbenstange 11 befindet sich in dem Hohlraum 18 ein länglich zylindrischer Piezostack 25. Dieser Piezostack 25 ist am Ende 19 und an der Stirnfläche 24 derart angeordnet, daß sich Längenänderungen des Piezostacks 25 auf den Schneidradhalter 21 übertragen. Hierbei ragt das Führungsteil 22 je nach Länge des Piezostacks 25 mehr oder weniger tief in den Hohlraum 18 der Kolbenstange 11. Die Länge des Piezostacks 25 kann unterschiedlich sein (Fig. 1, 2) und hängt von der gewünschten Amplitude der Längenänderung ab. Um eine gewünschte Amplitude zu verwirklichen, kann auch eine Mehrzahl von hintereinander angeordneten Piezostacks 25 (Fig. 7) vorhanden sein. Der oder die Piezostacks 25 verfügen je über elektrische Anschlüsse (nicht gezeigt), über die sie mit einer vorbestimmten Spannung beaufschlagbar sind. Between an end face 24 of the guide part 22 on the cavity side and the firmly closed end 19 of the piston rod 11 there is an elongated cylindrical piezo stack 25 in the cavity 18 . This piezo stack 25 is arranged at the end 19 and on the end face 24 such that changes in length of the piezo stack 25 are transmitted to the cutting wheel holder 21 . Depending on the length of the piezo stack 25 , the guide part 22 projects more or less deeply into the cavity 18 of the piston rod 11 . The length of the piezo stack 25 can be different ( FIGS. 1, 2) and depends on the desired amplitude of the change in length. In order to achieve a desired amplitude, a plurality of piezostacks 25 ( FIG. 7) arranged one behind the other can also be present. The piezo stack (s) 25 each have electrical connections (not shown) via which a predetermined voltage can be applied to them.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (Fig. 3) ist am schneidradseitigen Ende 20 der Kolbenstange 11 eine Einrichtung 30 zur Schwingungskompensation vorhanden, wobei die Einrichtung 30 zwischen dem Ende 20 und dem Schneidradhalter 21 angeordnet ist. Die Einrichtung 30 verfügt über zwei - beispielsweise plattenartige - Aufnahmen 31, zwischen denen eine oder mehrere Piezostacks 32 angeordnet sind. Eine Aufnahme 31 ist dabei fest am Ende 20 und die andere Aufnahme 31 fest am Schneidradhalter 21 derart befestigt, daß sich eine Längenänderung der Piezostacks 32 auf den Schneidradhalter 21 überträgt. Eine Kombination dieser Ausführungsform mit der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist ohne weiteres möglich. In a further advantageous embodiment ( FIG. 3), a device 30 for vibration compensation is provided on the cutting wheel end 20 of the piston rod 11 , the device 30 being arranged between the end 20 and the cutting wheel holder 21 . The device 30 has two — for example plate-like — receptacles 31 , between which one or more piezostacks 32 are arranged. A receptacle 31 is fixed at the end 20 and the other receptacle 31 is fixedly attached to the cutting wheel holder 21 such that a change in length of the piezo stack 32 is transferred to the cutting wheel holder 21 . A combination of this embodiment with the previously described embodiment is easily possible.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Schneidkopfes 1 (Fig. 4) kann eine Bewegung nicht nur axial, also längs der Kolbenstange 11, sondern senkrecht hierzu erfolgen. Hierfür sind die Lager 5 drehbar am Zylinder 4 jedoch mit einem Abstand 34 bzw. Spalt 34 zum Gehäuse 2 angeordnet. Die Weite des Spalts 34 ist zumindest im Bereich eines Lagers derart gewählt, daß zwischen dem Gehäuse 2 und den Lagern 5 Piezoeinheiten 35 bzw. kurze Piezostacks 35 derart angeordnet sind, daß der Zylinder 4 in der Ausnehmung 3 aufgrund einer Längenänderung der Piezoeinheiten 35 radial verschieblich ist. Die Piezostacks 35 können sowohl an einem als auch an beiden gelagerten Enden des Zylinders 4 vorhanden sein, wobei die Steuerung derart erfolgt, daß sich die Längenänderung gegenüberliegender Piezostacks 35 kompensiert. Dies bedeutet, daß sich bei einer Längung des einen Piezostacks 35 der gegenüberliegende Piezostack 35 entsprechend verkürzt. Beispielsweise sind um ein ringförmiges Lager 5, insbesondere Kugellager, vier radial gleichmäßig voneinander beabstandete Piezostacks 35 angeordnet. Dies ermöglicht eine radiale Bewegung des Zylinders 4 in jede radiale Richtung. Diese Ausführungsform ist mit einer oder beiden der zuvor beschriebenen Ausführungsform ohne weiteres kombinierbar. In a further advantageous embodiment of the cutting head 1 ( FIG. 4), a movement can take place not only axially, that is, along the piston rod 11 , but perpendicularly thereto. For this purpose, the bearings 5 are rotatably arranged on the cylinder 4 but at a distance 34 or gap 34 from the housing 2 . The width of the gap 34 is selected at least in the region of a bearing such that the bearings 5 piezo units 35 and short piezoelectric stacks 35 are arranged between the housing 2 and that the cylinder 4 in the cavity 3 due to a change in length of the piezoelectric units 35 radially displaceably is. The piezostacks 35 can be present on one as well as on both mounted ends of the cylinder 4 , the control taking place in such a way that the change in length of opposing piezostacks 35 is compensated for. This means that when the one piezo stack 35 is elongated, the opposite piezo stack 35 is shortened accordingly. For example, four piezostacks 35 are arranged radially evenly spaced from one another around an annular bearing 5 , in particular ball bearings. This enables the cylinder 4 to move radially in any radial direction. This embodiment can be easily combined with one or both of the previously described embodiment.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Schneidkopfes 1 (Fig. 5) wird die Kolbenstange 11 und damit das Schneidrad 23 axial nicht pneumatisch, sondern elektromotorisch positioniert. Hierfür ist der Kolbenkörper 12 als Anker 38 ausgebildet, während sich im Innern des Zylinders 4 an der Mantelwandung 8 anliegend eine zylindrische Spule 39 oder ein Paket aufeinanderfolgender zylindrischer Spulen 39 befindet. Je nach Stromrichtung und Stärke wird die Position des Ankers 38 im Zylinder 4 innerhalb des Hohlraums der Spule 39 bestimmt. Abhängig von der Reaktionszeit des aus dem Anker 38 und der oder den Spulen 39 gebildeten Linearmotors kann auf die Ausbildung der Kolbenstange 11 mit Piezostacks 25 verzichtet werden. Sind Piezostacks 25 in den bereits zuvor beschriebenen Arten und Weisen vorhanden, kann der Linearmotor ausschließlich für die Positionierung aber auch zusätzlich zur Schwingungskompensation verwendet werden. In a further advantageous embodiment of the cutting head 1 ( FIG. 5), the piston rod 11 and thus the cutting wheel 23 are not axially positioned pneumatically but by an electric motor. For this purpose, the piston body 12 is designed as an armature 38 , while there is a cylindrical coil 39 or a packet of successive cylindrical coils 39 in the interior of the cylinder 4, against the jacket wall 8 . Depending on the current direction and strength, the position of the armature 38 in the cylinder 4 within the cavity of the coil 39 is determined. Depending on the reaction time of the linear motor formed from the armature 38 and the coil (s) 39 , the design of the piston rod 11 with piezo stacks 25 can be dispensed with. If piezo stacks 25 are available in the ways already described above, the linear motor can be used exclusively for positioning but also additionally for vibration compensation.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist anstelle eines Linearmotors eine Kombination aus zwei Elektromagneten vorhanden. Im Zylinder 4 ist an einer Stirnseite 9 bzw. Stirnwandung 9 von innen anliegend ein ringförmiger Elektromagnet 40 angeordnet, der über eine mittige Ausnehmung (nicht gezeigt) verfügt, die von der Kolbenstange 11 durchgriffen wird. An der Kolbenstange 11 ist ein zweiter ringförmiger Elektromagnet 41 fest angeordnet. Werden die Magnete mit entsprechenden Strömen beaufschlagt, kann der Abstand zwischen ihnen verkleinert oder vergrößert werden, womit die Kolbenstange 11 im Zylinder 4 bewegt wird. Gegebenenfalls kann zwischen der dem Magnet 40 gegenüberliegenden Stirnwandung 9 des Zylinders 4 und dem Magneten 41 um die Kolbenstange 11 herum eine Zugfeder 42 angeordnet sein, die gegen die Zugkraft der Magneten 40, 41 wirkt. Abhängig von der Reaktionszeit dieser aus den Magneten 40, 41 und ggf. der Zugfeder 42 gebildeten elektromagnetischen Einrichtung kann auf die Ausbildung der Kolbenstange 11 mit Piezostacks 25, 32, 35 verzichtet werden. Sind Piezostacks 25, 32, 35 in bereits beschriebener Art und Weise vorhanden, kann die elektromagnetische Einrichtung ausschließlich für die Positionierung oder zusätzlich zur Schwingungskompensation verwendet werden. In a further advantageous embodiment, a combination of two electromagnets is present instead of a linear motor. Arranged in the cylinder 4 on an end face 9 or end wall 9 from the inside is an annular electromagnet 40 which has a central recess (not shown) through which the piston rod 11 passes. A second annular electromagnet 41 is fixedly arranged on the piston rod 11 . If appropriate currents are applied to the magnets, the distance between them can be reduced or increased, whereby the piston rod 11 is moved in the cylinder 4 . If appropriate, a tension spring 42 can be arranged between the end wall 9 of the cylinder 4 opposite the magnet 40 and the magnet 41 around the piston rod 11 , which spring acts against the tensile force of the magnets 40 , 41 . Depending on the reaction time of this electromagnetic device formed from the magnets 40 , 41 and possibly the tension spring 42 , the design of the piston rod 11 with piezo stacks 25 , 32 , 35 can be dispensed with. If piezo stacks 25 , 32 , 35 are present in the manner already described, the electromagnetic device can be used exclusively for positioning or in addition for vibration compensation.

Die erfindungsgemäße Kolbenstange 11 (Fig. 7) ist bevorzugt derart ausgebildet, daß die Piezostacks 25 mit einem Federdruck beaufschlagt werden, der der Längung derselben entgegenwirkt. Die Kolbenstange 11 besitzt beispielsweise zwei axial hintereinander angeordnete Piezostacks 25. Diese sind durch eine Führungsbuchse 45 im Stoßbereich verbunden, welche zylindrisch ausgebildet ist und der Sicherung eines radialen Abstandes und der Veränderung von Ausweichbewegungen der Enden der Piezostacks 25 dient. The piston rod 11 according to the invention ( FIG. 7) is preferably designed such that the piezo stacks 25 are subjected to a spring pressure which counteracts their elongation. The piston rod 11 has, for example, two piezo stacks 25 arranged axially one behind the other. These are connected by a guide bush 45 in the butt region, which is cylindrical and serves to secure a radial distance and to change evasive movements of the ends of the piezo stack 25 .

Um die Piezostacks 25 entsprechend vorzuspannen, ist zwischen dem mit einem Schraubbolzen 46 verschlossenen Ende 19 und dem anliegenden Piezostack 25 eine Aufnahme bzw. Führung 47 angeordnet. Gegenüberliegend ist das Führungsteil 22 angeordnet. Das Führungsteil 22 schließt anliegend an den anderen Piezostack 25 mit einer auf das Führungsteil 22 aufgeschraubten oder anderweitig befestigten Führungsbuchse 48 ab. Die Führungsbuchse 48 besitzt einen Durchmesser, der dem Innendurchmesser der Kolbenstange 11 entspricht, während das Führungsteil 22 zylindrisch ausgebildet ist und einen geringeren Durchmesser aufweist. Das Führungsteil 22 wird in einer hohlzylindrischen Führung 49 axial beweglich geführt. Zwischen der dem Piezostack 25 gegenüberliegenden ringförmigen Stirnwandung 50 der Führungsbuchse 48 und einer dieser zugewanden ringförmigen Stirnwandung 51 der hohlzylindrischen Führung 49 ist ein Tellerfederpaket 52 vorhanden. Die Federkraft des Tellerfederpaketes 52 ist derart gerichtet, daß das Tellerfederpaket 42 bestrebt ist die Führungsbuchse 48 und die hohlzylindrische Führung 49 auseinanderzudrücken. In order to preload the piezo stacks 25 accordingly, a receptacle or guide 47 is arranged between the end 19 , which is closed with a screw bolt 46 , and the adjacent piezo stack 25 . The guide part 22 is arranged opposite. The guide part 22 adjoins the other piezo stack 25 with a guide bush 48 screwed onto the guide part 22 or fastened in some other way. The guide bush 48 has a diameter which corresponds to the inside diameter of the piston rod 11 , while the guide part 22 is cylindrical and has a smaller diameter. The guide part 22 is guided in an axially movable manner in a hollow cylindrical guide 49 . Between the piezoelectric stack 25 opposite the annular end wall 50 of the guide sleeve 48 and an annular end wall 51 facing towards this, the hollow cylindrical guide 49 is a plate spring packet 52 exist. The spring force of the plate spring assembly 52 is directed such that the plate spring assembly 42 strives to push the guide bush 48 and the hollow cylindrical guide 49 apart.

Die hohlzylindrische Führung wird entgegen der Federkraft von einer auf die Kolbenstange 11 am Ende 20 aufgeschraubten Schraube 53 axial von der Kolbenstange 11 gehalten, wobei die hohlzylindrische Führung 49 vorzugsweise verdrehfest gelagert ist. Das Führungsteil 22 durchgreift die Schraube 53 längsverschieblich und schließt mit einer Aufnahme 56 für einen Schneidrädchenhalter 21 (nicht gezeigt) ab. Das Führungsteil 22 verfügt über eine Verdrehsicherung derart, daß ein Querbolzen 54 das Führungsteil 22 im Bereich der hohlzylindrischen Führung 49 durchgreift und axial aber nicht radial oder drehend verschieblich in einer axialen Nut 55 der hohlzylindrischen Führung 49 ruht. The hollow cylindrical guide is held axially against the spring force by a screw 53 screwed onto the piston rod 11 at the end 20 by the piston rod 11 , the hollow cylindrical guide 49 preferably being mounted in a rotationally fixed manner. The guide part 22 passes through the screw 53 in a longitudinally displaceable manner and ends with a receptacle 56 for a cutting wheel holder 21 (not shown). The guide part 22 has an anti-rotation device in such a way that a cross bolt 54 passes through the guide part 22 in the region of the hollow cylindrical guide 49 and rests axially but not radially or rotatably in an axial groove 55 of the hollow cylindrical guide 49 .

Im folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Schneidköpfe erläutert. The following is the operation of the invention Cutting heads explained.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor die Schwingungen, die eine Glasbearbeitungsmaschine bzw. eine Bearbeitungsbrücke bzw. ein Bearbeitungsportal auf den Schneidkopf 1 überträgt, mit einem an sich bekannten Aufnehmer zu erfassen. Die Signale des Aufnehmers werden ggf. verstärkt und/oder gefiltert und in Steuersignale für die Piezostacks und/oder die elektromotorische Einrichtung und/oder die elektromagnetische Einrichtung umgewandelt. Im Betrieb wird zum Schneiden einer Glasplatte das Schneidrädchen entweder mit der Pneumatik oder elektromotorisch oder elektromagnetisch abgesenkt und mit einem vorbestimmten Druck beaufschlagt. Die Piezostacks werden hierbei mit einer Vorspannung beaufschlagt, die eine mittlere Längung der Piezostacks herbeiführt. Abhängig von den Steuersignalen, die die Piezostacks erreichen, findet eine gegenüber der durch die Vorspannung hervorgerufenen Länge weitere Verlängerung oder bei einem Spannungsabfall Verkürzung statt. Die Steuerung erfolgt dabei derart, daß die von außen eingeleiteten Schwingungen durch die Längung oder Verkürzung der Piezostacks kompensiert wird, d. h. daß die Bewegung der Piezostacks den eingetragenen Schwingungen entgegenläuft. The method according to the invention provides for the vibrations, which a glass processing machine or a processing bridge or a processing portal transmits to the cutting head 1 , to be recorded using a sensor known per se. The signals of the pickup are optionally amplified and / or filtered and converted into control signals for the piezostacks and / or the electromotive device and / or the electromagnetic device. In operation, to cut a glass plate, the cutting wheel is lowered either by pneumatics or by an electric motor or electromagnet and is subjected to a predetermined pressure. The piezostacks are subjected to a pretension, which causes the piezostacks to be elongated to a medium extent. Depending on the control signals that reach the piezostacks, there is a further extension compared to the length caused by the pretension or a shortening in the event of a voltage drop. The control takes place in such a way that the vibrations introduced from the outside are compensated for by the lengthening or shortening of the piezostacks, ie the movement of the piezostacks counteracts the vibrations entered.

Bei einer Ausführungsform, bei der mit zusätzlichen Piezostacks der Zylinder bzw. der Kolben auch radial bewegt werden können, können entsprechende Aufnehmer zusätzlich zu den bezogen auf das Schneidrädchen bzw. die Glasoberfläche vertikalen Schwingungen auch quer dazu laufende Schwingungen erfassen und somit einer Auslenkung des Schneidrädchens zur Seite durch diese Schwingung entgegenwirken. In one embodiment, in the case of additional piezostacks the cylinder or the piston can also be moved radially, corresponding sensors in addition to those related to the Cutting wheel or the glass surface vertical vibrations also detect transverse vibrations and thus one Deflection of the cutting wheel to the side by this vibration counteract.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann die Bewegung der Piezostacks alternativ oder zusätzlich durch den Linearmotor oder die beschriebene elektromagnetische Einrichtung überlagert oder ersetzt werden, wobei bei einer elektromagnetischen oder elektromotorischen Positionierung des Schneidrädchens in vertikaler Richtung diese beiden Einrichtungen auch aufgrund ihres Aufbaus ohne die Schwingung aktiv zu kompensieren, eine Dämpfung der von außen eingebrachten Schwingungen erreichen können, so daß die Auslenkung der Piezostacks die Ringe wählen können. In a further advantageous embodiment of the method the movement of the piezo stack can alternatively or additionally by the linear motor or the electromagnetic described Facility to be overlaid or replaced, with one electromagnetic or electromotive positioning of the Cutting wheel in the vertical direction these two Facilities also actively due to their structure without the vibration compensate, a damping of the externally introduced Vibrations can reach, so that the deflection of the piezo stack can choose the rings.

Bei der Erfindung ist von Vorteil, daß die Kanten des angeritzten Glases nach dem Brechen erheblich sauberer ausgebildet sind, wobei die Tiefenrißfront, die beim Anritzen unterhalb der eigentlichen Ritzlinie erfolgt, erheblich stärker ausgeprägt ist als beim Einsatz eines herkömmlichen Schneidkopfes, d. h. daß die Tiefenrißfronten länger, zusammenhängender und auch tiefer werden, wodurch das Aufbrechen erleichtert wird und qualitativ bessere Bruchkanten entstehen. In the invention it is advantageous that the edges of the scratched glass are considerably cleaner after breaking, the deep tear front, which is scratched below the actual scoring line takes place, is significantly more pronounced than when using a conventional cutting head, d. H. that the deep tear fronts are longer, more coherent and also deeper be, which makes the breakup easier and qualitative better breaklines arise.

Claims

1. Cutting head for a device for scoring glass sheets or the like with a device for applying a scratch mark to a glass sheet, which is mounted on or in a cutting head housing, characterized by a vibration compensation device ( 25 ; 31 , 32 ; 35 ; 38 , 39 ; 40 , for at least partial compensation of the scoring means (21, 23) transmitted during the scribing and / or the scoring means (21, oscillations 41, 42) 23) occurring.

2. Cutting head according to claim 1, characterized in that the vibration compensation device ( 25 ; 31 , 32 ; 35 ; 38 , 39 ; 40 , 41 , 42 ) is a system vibrating with a preset frequency.

3. Cutting head according to claim 1 or 2, characterized in that a device for detecting and determining the on the cutting head housing ( 2 ) and / or the device ( 21 , 23 ) for applying a scoring track from the outside vibrations is present.

4. Cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration compensation device is an electromagnetically operated device ( 40 , 41 , 42 ) and / or electromotive, in particular as a linear motor operated device ( 38 , 39 ) and / or a piezoelectronic device ( 25 , 35 ) is.

5. Cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 21 , 23 ) for applying a scratch mark to a piston ( 10 ) is arranged, the vibration compensation device ( 31 , 32 ; 38 , 39 ; 40 , 41 , 42 ) is arranged to act on the piston ( 10 ).

6. Cutting head according to one of claims 1 to 4, characterized in that the vibration compensation device ( 25 ) is arranged in the piston ( 10 ), the device ( 21 , 23 ) for applying a scratch mark normal to a machining surface on the piston ( 10 ) is movably arranged and the vibration compensation device ( 25 ) is arranged to act on the device ( 21 , 23 ) for applying a scratch mark.

7. Cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that a vibration compensation device ( 35 ) between the cutting head housing ( 2 ) and a piston ( 10 ) receiving device ( 4 ) is arranged such that the vibration compensation device ( 35 ) parallel to a machining surface is arranged to act on the piston ( 10 ).

8. Cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that in the cutting head housing ( 2 ) there is a cylindrical bore or recess ( 3 ), wherein in the bore ( 3 ) a pneumatic cylinder ( 4 ) is rotatably supported about the longitudinal axis of the bore and in the pneumatic cylinder (4) of the piston (10) is longitudinally displaceably mounted, said piston (10) comprises a piston rod (11) and a piston body (12) and is arranged enclosed the piston body (12) is substantially form-fitting manner in the cylinder (4) , wherein the piston rod ( 11 ) extends through the bore axis through cylinder end walls ( 9 ), the piston rod ( 11 ) being mounted in the cylinder end walls ( 9 ) in a longitudinally displaceable manner, and wherein the piston rod ( 11 ) is hollow or tubular and in a cylindrical cavity ( 18 ) the device ( 21 , 23 ) for applying a scratch track with a guide part ( 22 ) is axially displaceable and rests in a form-fitting manner, a piezo stack being located in the cavity ( 18 ) between a cavity-side end face ( 24 ) of the guide part ( 22 ) and a firmly closed end ( 19 ) of the piston rod ( 11 ) as a piezoelectric vibration compensation device ( 25 ) such that Changes in length of the piezo stack ( 25 ) on the cylindrical guide part ( 22 ) and thus the device ( 21 , 23 ) for applying a scratch track.

9. Cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that the means (21, 23) for applying a score line on a glass plate a cutting wheel (21) and arranged on the cutting wheel (21) cutting wheel (23).

10. Cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that at a cutting wheel end ( 20 ) of the piston rod ( 11 ) there is a device ( 30 ) for vibration compensation, the device ( 30 ) between the end ( 20 ) and the cutting wheel holder ( 21 ) is arranged, the device ( 30 ) having receptacles ( 31 ), between which one or more piezo stacks ( 32 ) are arranged, one receptacle ( 31 ) at the end ( 20 ) and the other receptacle ( 31 ) at Cutting wheel holder ( 21 ) is arranged such that a change in length of the piezo stack ( 32 ) is transferred to the cutting wheel holder ( 21 ).

11. Cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that (35) or short piezo-stacks (35) are arranged for a compensation of vibrations perpendicular to the piston rod (11) between the cutting head housing (2) and pivot bearings (5) for the piston-cylinder unit piezo units that the cylinder ( 4 ) of the Koblen cylinder unit in the recess ( 3 ) is radially displaceable due to a change in length of the piezo units ( 35 ), the piezo stacks ( 35 ) being provided on one or both mounted ends of the cylinder ( 4 ).

12. Cutting head according to claim 11, characterized in that on the circumference of the cylinder ( 4 ) a plurality of piezo stacks ( 35 ) is arranged distributed.

13. Cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that in an electromotive vibration compensation, the piston body ( 12 ) is designed as an armature ( 38 ), while in the interior of a cylinder ( 4 ) on the jacket wall ( 8 ) adjacent one or more cylindrical coils ( 39 ) or a package of cylindrical coils ( 39 ) is arranged so that a movement of the armature ( 38 ) between the coils ( 39 ) is transmitted to the device ( 21 , 23 ) for applying a scratch mark.

14. Cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that in the cylinder ( 4 ) on an end face ( 9 ) or end wall ( 9 ) from the inside an annular electromagnet ( 40 ) is arranged, which has a central recess which is penetrated by the piston rod (11), wherein a second annular electromagnet (41) is fixed to the piston rod (11) such that on approach of the electromagnet (41) to the electromagnet (40), this movement or an opposite movement in the device ( 21 , 23 ) is transmitted.

15. Cutting head according to claim 14, characterized in that between a magnet ( 40 ) opposite end wall ( 9 ) of the cylinder ( 4 ) and the magnet ( 41 ) around the piston rod ( 11 ) around a tension spring ( 42 ) is arranged acts against a tensile force of the magnets ( 40 , 41 ).

16. Cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that the piston rod ( 11 ) is designed such that the piezo stack ( 25 ) mounted in the cavity ( 18 ) or a plurality of piezo stack (s) connected in series and in the cavity ( 18 ) ( 25 ) are subjected to a spring pressure which counteracts the elongation of the piezostacks ( 25 ).

17. Cutting head according to claim 16, characterized in that a receptacle or guide ( 47 ) is arranged between the closed end ( 19 ) of the piston rod ( 11 ) and the adjacent piezo stack ( 25 ) and the guide part ( 22 ) is located opposite, wherein the guide part ( 22 ) adjoins the other piezo stack ( 25 ) with a guide bush ( 48 ) screwed or otherwise fastened onto the guide part ( 22 ), the guide bush ( 48 ) having a diameter which corresponds to the inside diameter of the piston rod ( 11 ) corresponds, while the guide part ( 22 ) is cylindrical and has a smaller diameter and the guide part ( 22 ) is guided in an axially movable manner in a hollow cylindrical guide ( 49 ) and between the annular end wall ( 50 ) of the guide bushing ( 50 ) opposite the piezo stack ( 25 ) 48 ) and an annular end wall ( 51 ) facing the hollow cylindrical one n guide ( 49 ) there is a plate spring assembly ( 52 ), the spring force of the plate spring assembly ( 52 ) being directed such that the plate spring assembly ( 52 ) strives to push the guide bushing ( 48 ) and the hollow cylindrical guide ( 49 ) apart and to bias the piezo stacks in this way.

18. A method for operating a cutting head, in particular a cutting head according to one of the preceding claims, characterized in that the vibrations transmitted to a cutting head ( 1 ) by a machine for separating glass are detected and converted into signals, the signals being amplified and if necessary / or filtered into control signals for vibration compensation devices ( 25 ; 31 , 32 ; 35 ; 38 , 39 ; 40 , 41 , 42 ) arranged in front of a device ( 21 , 23 ) for introducing a scratch track into a glass plate, the conversion taking place in this way that the vibration compensation devices ( 25 ; 31 , 32 ; 35 ; 38 , 39 ; 40 , 41 , 42 ) are excited to movements and in particular to vibrations, which are directed in such a way that the measured vibrations recorded are at least partially compensated by the vibration of the vibration compensation devices become.

19. The method according to claim 18, characterized in that for vibration compensation piezoelectric units ( 25 , 35 ) and / or electromotive devices, in particular one or more linear motors ( 38 , 39 ) and / or electromagnetically operated devices ( 40 , 41 , 42 ) be used.

20. The method according to claim 18 or 19, characterized in that the piezoelectronic device ( 25 ; 31 , 32 ; 35 ) and / or the electromotive vibration compensation device ( 38 , 39 ) and / or the electromagnetic vibration compensation device ( 40 , 41 , 42 ) with a bias voltage is applied such that a medium elongation of the vibration compensation devices is achieved so that opposite movements with predetermined frequencies and amplitudes can be achieved by reducing or increasing the input voltage.

21. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that to compensate for vibrations of vibrations parallel to the processing surface corresponding transducers detect transverse to the glass surface vibrations and the piezoelectric device ( 35 ) are controlled with corresponding control signals and thus corresponding movements or vibrations parallel to the processing surface To run.

22. The method according to claim 21, characterized in that in opposing, on a device ( 21 , 23 ) for introducing a scratch track acting piezo stack ( 35 ) or piezoelectronic units ( 35 ) are controlled such that the elongation of one of two opposite Piezostacks is compensated for by shortening the opposite piezo stack ( 35 ).