DE10229080A1

DE10229080A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Zuschneiden schlauchförmiger Erzeugnisse

Info

Publication number: DE10229080A1
Application number: DE2002129080
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. Binder; Markus Dipl.-Ing. Berger; Rainer Dipl.-Ing. Oehl
Original assignee: ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Current assignee: ContiTech Luftfedersysteme GmbH
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-01-29
Also published as: DE10262016A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zuschneiden schlauchförmiger Erzeugnisse (10), insbesondere von Schlauchrollbälgen, mit zumindest einer Schneideinheit (12). Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit denen ein zuverlässiger Schnitt realisiert werden kann, das Erzeugnis geschont wird und eine schnelle Bearbeitung möglich ist. Erfindungsgemäß wird dies durch eine Halteeinrichtung (14, 15) zum Fixieren des Erzeugnisses (10) während des Schneidens mit der Schneideinheit (12) sowie ein anschließendes Entfernen des zugeschnittenen Erzeugnisses (10) aus der Schneideinheit (12) gelöst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zuschneiden schlauchförmiger Erzeugnisse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und dem Oberbegriff des Anspruchs 1 1. Die Vorrichtung und das Verfahren sind insbesondere beim Zuschnitt von Schlauchrollbälgen und anderer schlauchförmiger Erzeugnisse in vulkanisiertem und unvulkanisiertem Zustand geeignet.
Bei der Herstellung von schlauchförmigen Erzeugnissen wird Kunststoff oder Kautschuk auf einen Trägerdorn extrudiert und beispielsweise mit Festigkeitsträgern wie Aramidfasern, Fäden, Drähten, Geweben oder dergleichen belegt, um eine größere Festigkeit zu erzielen. Nach dem Entdornen der schlauchförmigen Erzeugnisse fallen diese aufgrund ihres relativ großen Durchmessers und ihrer im Verhältnis dazu geringen Wandstärke in sich zusammen und verlieren ihre Form. Der biegeschlaffe Rohling wird bislang manuell zugeschnitten, was einerseits eine erhebliche Belastung für den Wecker darstellt und andererseits eine große Streuung sowohl der Schnittlängen als auch der Schnittausführung mit sich bringt.
Ausgehend von diesem Zustand liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein zuverlässiger Schnitt durch ein schlauchförmiges Erzeugnis realisiert werden kann, mit dem das Produkt geschont wird und das effizient arbeitet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Durch die Halteeinrichtung wird das schlauchförmige Erzeugnis fixiert und ein Schnitt mit hoher Wiederholgenauigkeit kann durchgeführt werden.
Um eine präzise Länge des Zuschnittes zu bewirken, ist eine Messeinrichtung zur Erfassung der Vorschublänge vorgesehen, wobei die Zuführeinrichtung aufgrund der Messergebnisse steuerbar ist, das heißt, dass die tatsächlich erfolgte Vorschubbewegung des schlauchförmigen Erzeugnisses gemessen wird und in Abhängigkeit von dem Messergebnis ein weiterer Vorschub bewirkt oder dieser angehalten wird. Durch die Einfügung einer Zuführeinrichtung wird der Werker von der manuellen Arbeit entlastet und eine Automatisierung der Fertigung kann erfolgen.
Zur Bewirkung eines präzisen, vorzugsweise rechtwinkligen Schnittes ist es vorgesehen, dass das Schneidelement quer zur Zuführeinrichtung verfahrbar gelagert ist, so dass ein im wesentlichen rechtwinkliger Schnitt bezogen auf die Zuführeinrichtung oder Längserstreckung des Erzeugnisses erfolgt.
Die Verwendung des Ultraschallmessers in der Schneideinheit verhindert einerseits, dass die Schnittkanten aufgrund der Reibungswärme verschmolzen werden, das heißt, dass die zusammengedrückte obere und untere Schlauchwand im Bereich der Schnittkante miteinander verschweißt werden, andererseits wird keine Wärme von außen zugeführt, wie z. B. bei einem Laserschnittverfahren, so dass keine harten Schmelzränder entstehen, die bei der weiteren Verarbeitung der zugeschnittenen schlauchförmigen Erzeugnisse oder Schlauchrohlinge stören.
Zur Erreichung einer möglichst hohen Taktrate ist es vorgesehen, dass das üblicherweise einseitig schneidend ausgebildete Ultraschallmesser beidseitig schneidend ausgebildet ist, um sowohl bei der Hinbewegung als auch bei der Rückbewegung des Messers das schlauchförmige Erzeugnis zerschneiden zu können, so dass keine Leerbewegung des Ultraschallmessers erfolgt. Ebenfalls ist eine Anpassbarkeit der Winkelstellung des Messers vorgesehen, um verschiedenen Anforderungen hinsichtlich der Weiterverarbeitung der Erzeugniszuschnitte Rechnung zu tragen.
Zur sicheren Fixierung des Erzeugnisses während des Schneidens ist es vorgesehen, dass Niederhalter vor bzw. hinter dem Ultraschallmesser angeordnet sind, die das Erzeugnis auf einer Schneidunterlage fixieren, damit ein Verschieben des Erzeugnisses während des Schnittes nicht möglich ist.
Alternativ zu dem Zusammendrücken und Anpressen des Erzeugnisses auf die Schneidunterlage ist es vorgesehen, dass ein Innenhalter zum Öffnen und Offenhalten des Erzeugnisses während des Schneidens innerhalb des Erzeugnisses angeordnet ist, wodurch neben einer Fixierung ein Verkleben bzw. Verschweißen der Schnittflächen aneinander vermieden werden kann. Dazu ist vorgesehen,. dass der Innenhafter verfahrbare Spreizbacken aufweist, die nach Einführen des Innenhalters in das Erzeugnis auseinandergefahren werden und das Erzeugnis auflehnen.
Zur Gewährleistung eines stabilen und präzisen Schnittes ist es vorgesehen, dass unterhalb des Erzeugnisses, vorzugsweise in der Schneidunterlage, eine Führungseinrichtung für das Ultraschallmesser ausgebildet ist, so dass dieses eine ausreichende seitliche Führung erhält.
in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass zunächst das Erzeugnis relativ zu der Schneideinheit positioniert wird und dass anschließend die Schneideinheit aktiviert wird. In der Schneideinheit, ausgestattet mit einer Säge, einem Kreismesser oder einer anderen Trennvorrichtung, wird das Erzeugnis in einem festlegbaren Winkel zu dessen Längserstreckung in der gewünschten, vorgebbaren Länge geschnitten und anschließend aus der Schneideinheit entfernt, beispielsweise von einem Greifer gegriffen oder ausgeschoben. Anschließend wird das zugeschnittene Erzeugnis weiterverarbeitet, vorzugsweise der Vulkanisation zugeführt.
Bei der Verwendung eines Ultraschallmessers zum Schneiden des Erzeugnisses treten keine Verschmelzungen der Erzeugniszuschnitte auf, lediglich die Schnittkanten werden abgeschlossen, so dass keine Fasern oder dergleichen herausstehen.
Neben der alternativen Fixierung mittels eines oder mehrerer Niederhalter oder durch einen Innenhalter ist es vorgesehen, dass das Erzeugnis in einem Winkel von 90° bis 15° zur Horizontalen geschnitten werden kann. Die Horizontale wird dabei durch eine Schneidunterlage ausgebildet, auf der das Erzeugnis abgelegt und fixiert wird.
Nach jedem Schritt wird durch die Zuführeinrichtung das Erzeugnis um eine festgelegte Länge vorangeschoben, wobei die Vorschublänge des Erzeugnisses über eine Messeinrichtung bestimmt und in Abhängigkeit von der gemessenen Vorschublänge die Zuführeinrichtung entsprechend gesteuert wird.
Alternativ zu einer Längsbewegung der Schneideinheit ist es vorgesehen, dass das Erzeugnis von einem Trägerdorn um eine festlegbare Strecke herunterbewegt wird, um dadurch den abzuschneidenden Teil des Erzeugnisses festzulegen. Der überstehende Bereich des Erzeugnisses oder ein Teil davon wird von der Schneideinheit abgetrennt, beispielsweise indem das Erzeugnis gedreht wird oder die Schneideinheit eine entsprechende Schnittbewegung durchführt.
Zur Erreichung eines sauberen Schnittes ist es weiterhin vorgesehen, dass das Erzeugnis auf einem Trägerdorn mit zumindest einer eingearbeiteten, umlaufenden Nut positioniert ist und sich die Schneideinheit bei auf dem Trägerdorn aufliegendem Rohling in die Nut hineinbewegt. Durch Ausführen einer entsprechenden Schnittbewegung (Rotation) wird das Erzeugnis getrennt und der abgetrennte Abschnitt kann von dem Trägerdorn entnommen werden. Eine Möglichkeit der Durchführung der Schnittbewegung besteht darin, dass der Trägerdorn einen geringeren Durchmesser als das Erzeugnis hat, und das Erzeugnis über eine Anpressrolle angetrieben wird und auf dem Trägerdorn entlanggleitet. Die Schneideinheit dringt in die Nut ein und das Erzeugnis wird an dem Messer vorbeigeführt, wobei der Stoffzusammenhang aufgehoben wird. Alternativ dazu kann das Erzeugnis mitsamt dem Trägerdorn gedreht werden. Über eine Anpressrolle wird das Erzeugnis relativ zu der Schneideinheit auf dem Trägerdorn fixiert, wodurch definierte Schnittbedingunyan realisiert werden können.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche Bauelemente. Es zeigen:
1 – eine Seitenansicht einer Schneidvorrichtung;
2 – eine Schneidvorrichtung gemäß der 1 entlang des Schnittes A-A; sowie
3 – eine Schnittansicht durch ein schlauchförmiges Erzeugnis gemäß einer alternativen Ausgestaltung.
Die 1 zeigt eine Vorrichtung zum Schneiden schlauchförmiger Erzeugnisse 10 in einer Seitenansicht, bei der über eine Zuführeinrichtung 11 ein von einem Trägerdorn entferntes schlauchförmiges Erzeugnis 10 durch eine Fördereinheit positioniert wird und durch Antreiben der Zuführeinrichtung 11 in Richtung auf eine Schneideinheit 12 vorangeschoben wird. Zur Durchführung des Schnitte wird die Schneideinheit 12 an einer Linearführung 22 quer zur Längserstreckung des schlauchförmigen Erzeugnisses geführt. In der 1 sind zwei Schneideinheiten 12 hintereinander angeordnet, wobei die zweite entlang der Längserstrekkung des Erzeugnisses 10 verschieblich gelagert ist, um zwei Abschnitte gleichzeitig bei variabler Länge schneiden zu können. Neben einem Zuschnitt eines Erzeugnisses 10 ist selbstverständlich ein Zuschneiden vulkanisierter, schlauchförmiger Erzeugnisse möglich und vorgesehen. Die nachfolgenden Ausführungen gelten für vulkanisierte und unvulkanisierte, schlauchförmige Erzeugnisse, beispielsweise für Schlauchrohlinge.
Beide Schneideinheiten 12 weisen ein Ultraschallmesser 20 auf, dessen Schneiden beidseitig wirksam ausgebildet sind, so dass durch eine alternierende Bewegung quer zur Zuführeinrichtung oder Längserstreckung des schlauchförmigen Erzeugnisses 10 dieser in entsprechende Abschnitte zugeschnitten werden kann.
Das Messer 20 wird in einer Führungseinrichtung 16 geführt, die in dem vorliegenden Beispiel als eine Rille innerhalb der Schneidauflage 18 ausgebildet ist. Um einen präzisen Schnitt zu erhalten, ist es vorgesehen, dass vor und hinter den Ultraschallmessern 20 Niederhalter 14 als Halteeinrichtung vorgesehen sind, die das Erzeugnis 10 auf einer Schneidunterlage 18 fixieren. Das Fixieren sowie eine alternative Möglichkeit des Haltens während des Schneidens wird anhand der 2 und 3 später erläutert werden.
Die Schneideinheit 12 arbeitet kraft- und weggesteuert, vorzugsweise quer zur Vorschubrichtung des Erzeugnisses 10. Nach dem erfolgten Schnitt taktet die Zuführeinrichtung 11 um die zu schneidende Länge vor, bevor ein neuer Schnitt durchgeführt wird. Dies erfolgt, indem die Schneideinrichtung 12 das Ultraschallmesser 20 in die entgegengesetzte Richtung bewegt, so dass pro Hub ein Schnitt durchgeführt wird und kein Leerhub entsteht. Um insbesondere bei kurzen Längen schnell genug schneiden zu können, ist es möglich, die beiden Messer 20 hintereinander einzusetzen, wodurch bei einem doppelten Vorschub zwei Zuschnitte erfolgen können. Zur Einstellung der Abstände können die Schneideinheiten 12 und damit die Messer 20 zueinander verschoben werden.
In der 2 ist ein Schnitt entlang A-A der 1 dargestellt, wobei der Niederhalter 14 das Erzeugnis 10 dergestalt auf der Schneidunterlage 18 fixiert, dass dessen Längsseiten nicht aufeinander gepresst werden, damit im Seitenbereich das Erzeugnis 10 nicht abgequetscht wird. Dazu ist es vorgesehen, dass die Anpressfläche des Niederhalters 14 schmaler als das schlauchförmige Erzeugnis 10 ist.
In der 2 befindet sich die Schneideinheit 12 mit dem Ultraschallmesser 20 in einer Wartestellung; sobald die Niederhalter 14 das Erzeugnis 10 fixiert haben, wird das Ultraschallmesser 20 aktiviert und die Schneideinheit bewegt sich entlang der Linearführung 22 des Ultraschallmessers 20 und zertrennt das Erzeugnis 10.
Neben einem dargestellten Schnitt senkrecht zu der Vorschubrichtung des Erzeugnisses 10 sowie senkrecht zu der Schneidunterlage 18 ist es vorgesehen, einen Schnitt in einem Winkel von 15° bis 90° zur Horizontalen, also zur Schneidauflage 18 durchzuführen oder auch in einem Winkel von 15° bis 70° zur Vorschubrichtung des Erzeugnisses 10 durchzuführen. Je nach vorgesehener Weiterverarbeitung des Zuschnittes können solche Schnitte in einem entsprechenden Winkel durchgeführt werden.
Neben der dargestellten Anordnung zweier Schneideinheiten 12 können auch eine beliebige Anzahl an Schneideinheiten 12 hintereinander angeordnet werden.
Falls ein Anfangsschnitt erforderlich ist, so ist dieser möglich, indem zunächst der Erzeugnisanfang über die Messeinrichtung erfasst wird, die Zuführeinrichtung 11 einen festgelegten Betrag weiterverfährt und anschließend das Ultraschallmesser 20 aktiviert wird, um so einen Anfangsschnitt zu erhalten, der als Referenzgröße für die weitere Bestimmung der Vorschublänge einzusetzen ist.
Alternativ zu einer Fixierung mittels eines oder mehrerer Niederhalter 14 als Halteeinrichtung ist es vorgesehen, dass in das schlauchförmige Erzeugnis 10 ein Innenhalter 15 mit zugeordneten Spreizbacken 25 eingeführt wird, wie in der 3 in einer Schnittdarstellung gezeigt ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass das schlauchförmige Erzeugnis 10 in sich zusammenfällt und in einer flachen Form auf der Zuführeinrichtung 1 1 bzw. Schneidunterlage 18 aufliegt. Durch das Offenhalten des schlauchförmigen Erzeugnisses 10 während des Schneidens wird erreicht, dass die Schnittkanten nicht miteinander verschweißen.
Falls das anhand der 2 beschriebene Verfahren eingesetzt wird, müssen Verfahrensschritte und Maßnahmen getroffen werden, die Zuschnitte zu öffnen, wozu beispielsweise ein mechanische Öffnungsvorrichtung oder ein Vakuumsauger vorgesehen ist.
Die Verwendung eines Ultraschallmessers 20 hat den Vorteil, dass aufgrund der Ultraschalltechnik eine sehr begrenzte Wärmeentwicklung während des Schneidens entsteht, und somit ein Zusammenkleben benachbarter Abschnitte und der oberen und unteren Wandung des schlauchförmigen Erzeugnisses im Bereich der Schnittkante eines schlauchförmigen Erzeugnisses nach dem Zuschneiden vermieden wird.
Nach dem Schneiden der Erzeugnisse 10 werden die Zuschnitte über eine geeignete Transporteinrichtung 30 zur nächsten Bearbeitungsstation abtransportiert. Die nicht weiterverarbeitbaren Abschnitte bzw. der Anfangsschnitt wird automatisch der Entsorgung zugeführt.

Claims

Vorrichtung zum Zuschneiden schlauchförmiger Erzeugnisse (10), insbesondere von Schlauchrollbälgen, mit zumindest einer Schneideinheit (12), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Halteeinrichtung (14, 15) zum Fixieren des Erzeugnisses (10) während des Schneidens mit der Schneideinheit (12) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung (1 1) zum Zuführen des Erzeugnisses (10) zu der Schneideinheit (12) und eine Meßeinrichtung zur Erfassung der Vorschublänge vorgesehen und dass die Zuführeinrichtung (1 1) aufgrund der Meßergebnisse regelbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinheit (12) zumindest in der Querkomponente zur Zuführrichtung verfahrbar gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinheit (12) ein Ultraschallmesser (20) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ultraschallmesser (20) beidseitig schneidend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ultraschallmesser (20) in dessen Winkelstellung zu dem Erzeugnis (10) einstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung als ein vor und/oder hinter der Schneideinheit (12) angeordneter Niederhalter (14) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung als zumindest ein Innenhalter (15) zum Offenhalten des Erzeugnisses (10) während des Schneidens ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenhalter (15) verfahrbare Spreizbacken (25) aufweist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungseinrichtung für das Ultraschallmesser (20) unterhalb des Erzeugnisses (10) ausgebildet ist.
Verfahren zum Zuschneiden schlauchförmiger Erzeugnisse, insbesondere von Schlauchrollbälgen, mit den Schritten: – Positionieren eines Erzeugnisses (10) relativ zu einer Schneideinheit (12); – Aktivieren der Schneideinheit (12); – Schneiden des Erzeugnisses (10) in einem festlegbaren Winkel zu dessen Längserstreckung; und – Entfernen des zugeschnittenen Erzeugnisses (10) aus der Schneideinheit (12).
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis (10) mit einem Ultraschallmesser (20) zugeschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis (10) mit zumindest einem Niederhalter (14) in der Schneideinheit (12) fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis (10) während des Schneidens von einem Innenhalter (15) offengehalten und fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneiden des Erzeugnisses (10) mit einem beidseitig schneidenden Messer (20) in einer alternierenden Bewegung durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis (10) in einem Winkel von 15° bis 90° zur Horizontalen geschnitten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführeinrichtung (11) das Erzeugnis (10) nach jedem Schnitt um eine festgelegte Länge voranschiebt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Meßeinrichtung die Vorschublänge des Erzeugnisses (10) bestimmt wird und in Abhängigkeit der gemessenen Vorschublänge die Zuführeinrichtung (11) gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis (10) von einem Trägerdorn um eine festlegbare Strecke herunterbewegt wird und die Schneideinheit (12) einen herunterbewegten Bereich von dem Erzeugnis (10) abtrennt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis (10) auf einem Trägerdorn mit zumindest einer eingearbeiteten Nut angeordnet ist, die Schneideinheit (12) in die Nut hineinbewegt wird und das Erzeugnis (10) trennt.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis (10) auf oder mit dem Trägerdorn gedreht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugnis (10) über eine Anpressrolle auf den Trägerdorn gedrückt wird.