DE19749458A1 - Formschneidemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bandmesser-Formschneide­ maschine, insbesondere für Schaumstoff, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um Schaumstoffblöcke zu schneiden, werden zumeist Bandmesser benutzt, die gegenüber Schneiddrähten den Vorteil haben, daß sie nachgeschliffen werden können. Das Bandmesser wird gewöhnlich über vier Messerräder in einem Rahmen aufgespannt und einer der Bandmessertrumme wird als Schneidbereich verwendet. Wenn sich der Schneidbereich senkrecht erstreckt, spricht man von Vertikalschneidmaschinen (DE 22 07 196, DE 22 35 160), wenn sich der Schneidbereich waagrecht erstreckt, von Horizontalschneidmaschinen (DE 24 34 050, DE 24 54 249).

Um zu Formschnitten zu gelangen, muß das Schneidwerkzeug relativ zu dem Werkstück entlang einer Kurve geführt werden, was zunächst mit Schneiddrähten erfolgte (DE 71 29 507 U, DE 25 17 496). Sogenannte Schneiddrähte wirken wie Sägen, d. h. es entwickelt sich Staub, der unerwünscht sein kann. Es sind deshalb Bandmesser-Formschneidmaschinen entwickelt worden (EP 0738 569 A1, DE 33 12 133), wobei das Bandmesser auf einem Schneidaggregatträger aufgespannt ist, der insgesamt entlang von Führungen verschiebbar ist. Derartige Schneid­ aggregatträger stellen eine bedeutende Masse dar, so daß große Antriebe benötigt werden, um diese anzutreiben und umzusteuern.

Um große bewegte Massen zu vermeiden, ist es bereits bekannt (DE 23 29 238, EP 0 390 939), zwei parallele feststehende Führungen für zwei verfahrbare Werkzeugschlitten zu benutzen, wobei das Bandmesser in einer geschlossenen Bahn mit zwei Schleifen geführt wird, die auf Kosten der jeweils anderen zunehmen bzw. abnehmen, wenn die Werkzeugschlitten verfahren werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bandmesser- Formschneidemaschine zu schaffen, bei der die bewegten Massen vergleichsweise gering bleiben können und die Band­ messerführung einer einfachen Bahn folgt.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst und durch die weiteren Merkmale der Unteransprüche ausgestaltet und weiterentwickelt.

Im einzelnen ist ein Werkstücktisch vorgesehen, in dessen Tischebene das Werkstück in X-Richtung angetrieben wird. Das in sich geschlossene Bandmesser wird im Schneidbereich in Z-Richtung - oder in Y-Richtung - geführt und hierzu ist ein stationärer Führungsrahmen in der Y-Z-Ebene vorgesehen, der den Werkstücktisch umgibt und zwei zueinander parallele Führungen aufweist. Bei Vertikalformschneidemaschinen sind diese Führungen horizontal und bei Horizontalformschneide­ maschinen vertikal angeordnet. Es sind mindestens vier, vorzugsweise fünf, einzelne Wagen vorgesehen, die in dem Führungsrahmen laufen und das Bandmesser führen. Der erste und zweite Wagen sind auf der einen Führung und der dritte und vierte Wagen auf der anderen Führung um jeweils steuerbare Beträge verfahrbar. Der fünfte Wagen ist in einer mittleren Führung ebenfalls um einen steuerbaren Betrag verfahrbar. Die dem Schneidbereich benachbarten Wagen weisen Bandmesserverdreheinrichtungen auf, um die Schneidmesser­ ebene an die aktuelle Schneidrichtung anzupassen.

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung bespro­ chen. Dieses zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vertikalformschneidmaschine für Schaumstoff, und

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Maschine.

Ein Werkstücktisch 1 weist einen Antrieb 2 zur Verschiebung eines Werkstücks 3 in X-Richtung auf, die senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Das Werkstück 3, beispielsweise Schaumstofflagen, wird dabei über einen Tischspalt 4 hinwegbewegt, der sich in Y-Richtung erstreckt. Der Tisch 1 ruht auf Pfosten 5 und kann ein Bandfördersystem umfassen, wie es etwa in der EP 0 738 569 A1 offenbart wird, oder eine geteilte Tischplatte mit Schiebern darstellen, wie in EP 0 390 939 B1 offenbart.

Ein stationärer Rahmen 10 umgibt den Werkstücktisch 1 im Bereich des Tischspaltes 4 und weist hierzu eine untere waagrechte Führungsschiene 11, eine obere waagrechte Führungsschiene 12, eine mittlere waagrechte Führungsschiene 13 und senkrechte Pfosten 14, 15 und 16 auf. Die Führungs­ schienen 11 und 12 sind stationär angeordnet, während die Führungsschiene 13 entlang der Pfosten 15 und 16 in verti­ kaler Richtung verstellt werden kann, um eine gewisse Höhe über dem Werkstück 3 einzunehmen. Die Führungsschienen 11, 12 und 13 dienen zur Führung von einzelnen Wagen oder Schlitten 21, 22, 23, 24, 25, die zur Führung eines in sich geschlossenen Bandmessers 30 dienen. Hierzu weisen die Wagen oder Schlitten 21 bis 24 Messerräder 26 auf, die an den Eckpunkten eines Viereckes oder Trapezes angeordnet sind. Dadurch werden vier Bandmessertrumme 30a, 30b, 30c und 30d gebildet. Der Abstand der Trumme 30a, 30c voneinander ist etwas größer als die Breite der Tischauflagefläche, und die Trumme 30b und 30d laufen außerhalb des Rahmens 10. Der Trum 30a bildet den Schneidbereich.

Der Wagen 22 beherbergt eine nicht dargestellte Messer­ schleifeinrichtung und der Wagen 23 eine Spanneinrichtung 27 für das Bandmesser 30. Die Messerräder 26 führen das Bandmesser 30 so, daß es in allen vier Trummen 30a, 30b, 30c, 30d zwischen den Messerrädern mit der Schneidebene senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Zwischen den Wagen 21 und 24 ist dies die X-Z-Ebene. Beim Formschnitt muß aber das Bandmesser 30 im Schneidbereich 30a um die Z-Achse gedreht werden können und hierzu sind Messerverdreheinrichtungen 31 und 32 vorgesehen, die das Bandmesser 30 gemäß den Pfeilen 31a bzw. 32a zu verdrehen ermöglichen. Geeignete Messerdreheinrichtungen sind in EP 0 738 569 A1 offenbart.

Beim Formschneiden muß der Schneidbereich des Bandmessers 30 längs des Tischspaltes 4 bewegt werden können, und dies bedeutet Verschiebung der Wagen 21 bis 25 entlang den Führungen 11,12 und 13. Im dargestellten Ausführungsbei­ spiel soll die Verschiebung um jeweils gleiche Beträge erfolgen, damit das Bandmesser 30 im Schneidbereich bei jeder Verschiebestellung senkrecht verläuft. Zu diesem Zweck ist eine Wagenverschiebeeinrichtung 40 vorgesehen, die drei einzelne Zahnriemen 41, 42 und 43, eine Antriebswelle 44 und einen Antriebsmotor 45 umfaßt. Jeder Zahnriemen 41, 42, 43 läuft über ein an der Welle 44 angebrachtes zugeordnetes Zahnrad 46, 47, 48 und ein Umlenkzahnrad 49, 50, 51. Die endlosen Zahnriemen 41, 42, 43 bilden somit jeweils zwei Trumme a und b. An dem Trum 41a des Zahnriemens 41 sind die Wagen 21 und 22 befestigt, am Trum 42a des Zahnriemens 42 die Wagen 23 und 24 (Befestigungsstellen 23a, 24a in Fig. 2) und am Trum 43a des Zahnriemens 43 der Wagen 25. Die Zahnräder 46, 47, 48 sind gleich groß, so daß bei einer Drehung der Welle 44 die Zahnriemen 41, 42 und 43 um jeweils gleiche Beträge wandern und damit auch die daran angekoppel­ ten Wagen. Durch diese Art des Antriebes wird erreicht, daß die trapezförmige Konfiguration der Wagen 21, 22, 23, 24 beibehalten bleibt, auch wenn diese Wagen in der Zeichnung nach rechts oder links gemeinsam verschoben werden.

Die Zahnräder 48 und 51 sind mit der Führung 13 gekoppelt, d. h. das Zahnrad 48 ist ein Schiebezahnrad auf der Welle 44. Eine Alternative besteht darin, daß die Welle 44 entlang ihrer Länge mit einer Verzahnung ausgebildet ist, in welche die jeweiligen Zahnriemen 41, 42 oder 43 eingreifen.

Die Führung 13 ist deshalb höhenverstellbar, um den Wagen 25 möglichst nahe an die Oberseite des Werkstücks 3, welches sehr unterschiedliche Höhe aufweisen kann, heranzubringen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Rückdrehung des Bandmessers aus der einzustellenden Schneidebene möglichst gering bleibt. Je größer der Abstand zwischen den Wagen 21 und 25 ist, um so größeren Rückdrehungsbetrag gibt es infolge der Reaktionskraft des Schaumstoffs gegenüber der Messerdrehung.

Aus dieser Betrachtung folgt, daß die Führung 13 und der Wagen 25 die Güte des Schnittes verbessern, aber für das Funktionieren der Maschine nicht unbedingt erforderlich sind. Wenn die Führung 13 und der Wagen 25 fortgelassen werden, wird die Messerdreheinrichtung 32 im Wagen 24 untergebracht.

Die Messerverdreheinrichtungen 31 und 32 werden jeweils um gleiche Beträge gedreht, was elektrisch genügend genau gesteuert werden kann.

Das Bandmesser 30 kann umlaufend oder oszillierend angetrie­ ben werden, indem eines oder mehrere der Messerräder 26 entsprechend angetrieben wird. An dem Wagen 25 kann auch ein Niederhalter angebracht werden, um das Werkstück 3 gegen den Schneiddruck an dem Werkstücktisch 1 anzudrücken.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung stellt eine Vertikalformschneidemaschine dar. Als Horizontalformschnei­ demaschine wird der Rahmen 10 um 90° gedreht angeordnet, so daß die Führungen 11, 12 und 13 senkrecht verlaufen. Der Schneidbereich 30a läuft dann parallel zur Tischebene. Ein Tischspalt braucht normalerweise nicht vorgesehen sein. Statt dessen wird man durch Anschläge dafür sorgen, daß die Wagen 21 und 24 nicht soweit nach unten gefahren werden können, daß das Bandmesser auf die Tischoberfläche auftrifft.

Die Formschneidemaschine kann auch dahingehend abgewandelt werden, daß mit ihr Schrägschnitte durchführbar sind. Zu diesem Zweck werden die Wagen 21 bis 25 einzeln angetrieben, um einerseits die Schrägstellung des Bandmessers im Schneidbereich zu gewährleisten, andererseits aber auch die Bedingungen zu erfüllen, daß die Summe der Abstände der Messerräder voneinander, über die Trumme gerechnet, dem Umfang des Bandmessers 30 entspricht. Es versteht sich, daß für diese Steueraufgabe ein Computer eingesetzt werden kann.

Der Betrieb der Maschine geht wie folgt vor sich:
Ein Werkstück 3, beispielsweise ein Schaumstoffblock, ein Stapel von Schaumstoff- oder Textillagen, wird gegen das Bandmesser 30 im Schneidbereich 30a geführt, wobei der Antrieb 2 die X-Komponente und der Antrieb 40 die Y-Komponente der Bewegung liefert. Das Verhältnis X/Y wird den Messerdrehantrieben 31 und 32 elektrisch zugeführt, um die Schneidebene des Bandmessers 30 im Schneidbereich 30a dem aktuellen Kurvenschnitt anzupassen.

Für die Lebensdauer des Bandmessers 30 ist es von besonderer Bedeutung, daß das Bandmesser 30 nur jeweils um etwa 90° in einer Richtung an den Messerrädern 26 gebogen wird, keines­ falls aber eine Biegung nach links bei gewissen Messerrädern und nach rechts bei anderen Messerrädern erfährt. Bei derar­ tigen Biegewechsel neigt die Schweißnaht des Bandmessers zu raschem Bruch, was bei der Erfindung vermieden wird.

Claims (8)

1. Formschneidemaschine, insbesondere für Schaumstoff, mit folgenden Merkmalen:
ein Werkstücktisch (1) mit einem Antrieb (2) für das Werkstück (3) in X-Richtung;
ein Führungsrahmen (10) in der Y-Z-Ebene, der den Werkstücktisch (1) umgibt und eine erste Führung (11) sowie eine zweite Führung (12) umfaßt;
ein in sich geschlossenes Bandmesser (30), das über Führungsmittel in der Y-Z-Ebene aufgespannt ist;
Messerdreheinrichtungen (31, 32), um die Schneidmesser­ ebene der aktuellen Schneidrichtung anzupassen; gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
ein erster und ein zweiter Wagen (21, 22) sind auf der ersten Führung (11) und ein dritter und vierter Wagen (23, 24) sind auf der zweiten Führung angeordnet;
Antriebsmittel (40 bis 48) sind zur jeweiligen Verschiebung der Wagen (21, 22, 23, 24) um gesteuerte Beträge ausgebildet.

2. Formschneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsrahmen (10) noch eine mittlere verstellbare Führung (13) aufweist, die zur Führung eines fünften Wagens (25) dient, in welchem eine Hälfte (32) der Messerdreheinrichtung untergebracht ist.

3. Formschneidemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Wagen (21, 22) sowie der dritte und vierte Wagen (23, 24) jeweils über einen Zahnriemen (41, 42) miteinander verbunden sind, die sich entlang der ersten und zweiten Führung (11, 12) erstrecken und über eine gemeinsame Welle (44) um gleiche Beträge antreibbar sind.

4. Formschneidemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Zahnriemen (43) zum Antrieb des fünften Wagens (25) von der gemeinsamen Welle (44) antreibbar ist.

5. Formschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Wagen (23) eine Bandmesserspanneinrichtung (27) trägt.

6. Formschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Wagen (22) eine Bandmesserschärfeinrichtung trägt.

7. Formschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite sowie gegebenenfalls die dritte Führung (11, 12, 13) waagrecht verlaufen, während sich der Schneidbereich (30a) senkrecht erstreckt, und daß eine so gebildete Vertikalformschneidemaschine einen Tischspalt (4) in Y-Richtung aufweist.

8. Formschneidemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite sowie gegebenenfalls die dritte Führung senkrecht verlaufen, während sich der Schneidbereich waagrecht erstreckt, und daß eine so gebildete Horizontalformschneidemaschine einen Anschlag für die Wagen aufweist, um die Berührung des Messers mit der Tischebene zu vermeiden.