DE19753563A1

DE19753563A1 - Cutting system especially for flat material tracks

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Publication number: DE19753563A1
Application number: DE19753563A
Authority: DE
Original assignee: Krauss und Reichert GmbH and Co KG
Current assignee: KURIS-WASTEMA MASCHINENBAU GMBH, 70736 FELLBACH, D
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-06-10
Anticipated expiration: 2017-12-04
Also published as: DE19753563B4

Abstract

The cutting system has a cutting head (130) held at a holding element (112), at which a cutting blade (140) is held rotationally. The cutting head has a follower part, which with a rotation of the blade, rotates the same relative to the holding element, and a non-rotating part, which with rotation of the blade, maintains its alignment relative to the holding element. The cutting head includes a sensor for determining a force acting on the cutting blade. The sensor is arranged at the non-rotating part of the cutting head.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung, insbesondere für Flachmaterialbahnen, umfassend einen an ei nem Halteelement gehaltenen Schneidkopf, an dem ein Schneid messer drehbar gehalten ist, wobei der Schneidkopf
The present invention relates to a cutting device, in particular for flat material webs, comprising a cutting head held on a holding element, on which a cutting knife is rotatably held, the cutting head

- A rotating part that is in a rotary movement of the cutting knife with the same relative to the holding element rotates, and
- a non-rotating part, which during a rotation movement tion of the cutting knife relative to its orientation maintains the holding element,

umfaßt und der Schneidkopf einen Sensor zur Erfassung einer auf das Schneidmesser wirkenden Kraft aufweist.comprises and the cutting head a sensor for detecting a has force acting on the cutting knife.

Eine solche Schneidvorrichtung ist aus der deutschen Patent schrift 28 17 674 bekannt.Such a cutting device is from the German patent publication 28 17 674 known.

Bei dieser bekannten Schneidvorrichtung werden mittels des Sensors seitliche Kräfte, die vom Flachmaterial auf die Klinge des Schneidmessers beim Schneidvorgang übertragen wer den, erfaßt und aus den erfaßten seitlichen Kräften Steuer signale abgeleitet, die eine Einstellung der Schneidklingen ausrichtung entsprechend den erfaßten Seitenkräften veranlas sen. Der zur Erfassung der auf das Schneidmesser wirkenden Kräfte dienende Sensor umfaßt Stellungswandler in Form von linear-variablen Differentialtransformatoren (LVDT), die mit das Schneidmesser führenden Führungsrollen gekoppelt und an einem Andrückfuß angeordnet sind, der sich bei einer Drehbe wegung des Schneidmessers mit demselben dreht, also zum mit drehenden Teil des Schneidkopfs der bekannten Schneidvorrich tung zählt.In this known cutting device by means of Sensor lateral forces from the flat material to the Blade of the cutting knife transferred during the cutting process the, recorded and tax from the recorded lateral forces signals derived that indicate an adjustment of the cutting blades alignment according to the recorded lateral forces sen. The one used to record those acting on the cutting knife Force sensor includes position transducers in the form of linear variable differential transformers (LVDT) using the cutting knife leading guide rollers coupled and on a pressure foot are arranged, which is at a Drehbe movement of the cutting knife rotates with it, i.e. with it rotating part of the cutting head of the known cutting device tung counts.

Bei der bekannten Schneidvorrichtung steht der Sensor über eine Signalleitung mit einer Steuereinheit der Schneidvor richtung, die die vorstehend genannten Steuersignale aus den erfaßten Messerkräften ableitet, in Verbindung. Diese Signal leitung muß Schleifkontakte umfassen, um einen auf dem mit drehenden Teil des Schneidkopfs angeordneten Teil der Signal leitung, der an den Sensor angeschlossen ist, mit einem auf dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfs angeordneten Teil der Signalleitung, der an die Steuereinheit angeschlossen ist, miteinander zu verbinden. Solche Schleifkontakte sind jedoch relativ kostspielig und störungsanfällig.In the known cutting device, the sensor protrudes a signal line with a control unit of the cutting device direction, which the above control signals from the recorded knife forces derives, in connection. This signal Cable must include sliding contacts to make one on the rotating part of the cutting head arranged part of the signal line connected to the sensor with a the non-rotating part of the cutting head the signal line connected to the control unit is to connect with each other. Such sliding contacts are however, relatively expensive and prone to failure.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art so zu ver bessern, daß die Signalübertragung von dem Sensor zu der Steuereinheit der Schneidvorrichtung vereinfacht und weniger störanfällig wird.The present invention is therefore based on the object a cutting device of the type mentioned to ver improve that the signal transmission from the sensor to the Control unit of the cutting device simplified and less is prone to failure.

Diese Aufgabe wird bei einer Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Sensor zur Erfassung der auf das Schneidmesser wirkenden Kraft an dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfs angeordnet ist.This task is the beginning of a cutting device mentioned type according to the invention solved in that the sensor to detect the force acting on the cutting knife the non-rotating part of the cutting head is arranged.

Dadurch, daß der Sensor zur Erfassung der auf das Schneidmes ser wirkenden Kraft an dem nichtdrehenden Teil des Schneid kopfs angeordnet ist, der bei einer Drehbewegung des Schneid messers seine Ausrichtung relativ zu dem Halteelement des Schneidkopfs beibehält, kann auf die Verwendung von Schleif kontakten, insbesondere Schleifringen, vollständig verzichtet werden, da die der auf das Schneidmesser wirkenden Kraft ent sprechenden Sensorsignale in dem seine Ausrichtung relativ zu dem Halteelement des Schneidkopfes beibehaltenden nichtdre henden Teil des Schneidkopfes erzeugt werden und somit keine Übermittlung dieser Signale von dem mitdrehenden Teil des Schneidkopfes auf den nichtdrehenden Teil des Schneidkopfes, der an dem Halteelement gehalten ist, erforderlich ist.The fact that the sensor for detecting the on the Schneidmes force acting on the non-rotating part of the cutting Head is arranged, the rotational movement of the cutting knife its orientation relative to the holding element of the Cutting head retains can be due to the use of grinding contacts, especially slip rings, completely dispensed with be because of the force acting on the cutting knife ent speaking sensor signals in which its orientation relative to not holding the holding element of the cutting head Part of the cutting head are generated and therefore none Transmission of these signals from the rotating part of the Cutting head on the non-rotating part of the cutting head, which is held on the holding element is required.

Vorzugsweise ist der Sensor an einem (sich nicht mit dem Schneidmesser mitdrehenden) Stoffdrückerfuß oder Niederhalter des Schneidkopfs angeordnet.Preferably, the sensor is on one (not with the Cutting knife with rotating) presser foot or hold-down the cutting head arranged.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß eine Messerführungs einrichtung des Schneidkopfs drehbar in dem Stoffdrückerfuß oder Niederhalter gelagert ist.In particular, it can be provided that a knife guide device of the cutting head rotatable in the presser foot or hold-down is stored.

Es kann vorgesehen sein, daß der Sensor unmittelbar in Wirk verbindung mit dem Schneidmesser steht, um die auf das Schneidmesser wirkende Kraft zu erfassen. Insbesondere kann ein beispielsweise optischer, thermischer, kapazitiver oder magnetischer Sensor verwendet werden, der eine Lageverände rung des Schneidmessers aufgrund der auf das Schneidmesser wirkenden Kraft berührungslos erfaßt.It can be provided that the sensor is effective immediately is connected to the cutting knife to the on the Cutting knife to detect the force acting. In particular, can an optical, thermal, capacitive or, for example magnetic sensor can be used, which changes position tion of the cutting knife due to the on the cutting knife acting force detected without contact.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß der Schneidkopf eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen einer auf das Schneidmesser wirkenden Kraft auf den Sensor umfaßt. However, in a preferred embodiment of the invention provided that the cutting head a transmission device for transmitting a force acting on the cutting knife includes the sensor.

Insbesondere kann diese Übertragungseinrichtung ein relativ zu dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfes, an dem der Sen sor angeordnet ist, bewegliches Element umfassen. Das Ausmaß der Bewegung dieses beweglichen Elementes relativ zu dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfes stellt dann ein Maß für die auf das Schneidmesser wirkende Kraft dar.In particular, this transmission device can be a relative to the non-rotating part of the cutting head on which the sen sor is arranged to include movable element. The extent the movement of this movable element relative to the non-rotating part of the cutting head then represents a measure of represents the force acting on the cutting knife.

Vorteilhafterweise umfaßt die Übertragungseinrichtung ein Wälzlager, vorzugsweise ein Kugellager, durch das der mitdre hende Teil des Schneidkopfs an dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfs gelagert ist. Das genannte Wälzlager erfüllt in diesem Fall eine Doppelfunktion, da es sowohl der Lagerung des mitdrehenden Teils des Schneidkopfs an dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfs als auch als das verschiebliche Element der Übertragungseinrichtung dient, welches die auf das Schneidmesser wirkende Kraft auf den Sensor überträgt.The transmission device advantageously comprises a Rolling bearings, preferably a ball bearing, through which the mitdre part of the cutting head on the non-rotating part of the Cutting head is stored. The mentioned roller bearing fulfills in this case a double function, since it is both storage of the rotating part of the cutting head on the non-rotating Part of the cutting head as well as the sliding element serves the transmission device, which on the Cutting knife transmits force acting on the sensor.

Dabei kann vorgesehen sein, daß das Wälzlager unmittelbar den Sensor mit einer vom Schneidmesser übertragenen Kraft beauf schlagt.It can be provided that the rolling bearing directly Apply a force transmitted by the cutting knife to the sensor strikes.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann auch vorgesehen sein, daß das Wälzlager an einem Lagerflansch gehalten ist, der mit dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfs so in Kontakt steht, daß er seine Lage relativ zu dem an dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfs angeordneten Sensor verändern kann.Alternatively or in addition to this, it can also be provided that that the rolling bearing is held on a bearing flange with is in contact with the non-rotating part of the cutting head, that its position relative to that on the non-rotating part of the cutting head arranged sensor can change.

Zur Art der Bewegung des beweglichen Elements relativ zu dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfes wurden bislang noch keine näheren Angaben gemacht. The type of movement of the movable element relative to the So far, non-rotating part of the cutting head has been no details given.

So kann vorgesehen sein, daß das bewegliche Element relativ zu dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfes verschieblich ist.It can be provided that the movable element is relative slidable to the non-rotating part of the cutting head is.

Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, daß das bewegliche Element relativ zu dem nichtdrehenden Teil des Schneidkopfes kipp- oder schwenkbar ist.Alternatively or additionally, it can be provided that the movable member relative to the non-rotating part of the Cutting head can be tilted or swiveled.

In diesem Fall ist es besonders günstig, wenn der mitdrehende Teil des Schneidkopfes Führungseinrichtungen für das Schneid messer umfaßt, durch die bei Einwirkung einer Kraft auf das Schneidmesser ein auf das bewegliche Element wirkendes Drehmoment erzeugbar ist. Durch eine geeignete Anordnung der Führungseinrichtungen relativ zu dem Schneidmesser kann dabei erreicht werden, daß nur eine ausgewählte Komponente der auf das Schneidmesser wirkenden Gesamtkraft an der Erzeugung des Drehmomentes beteiligt ist, so daß die Größe dieses Drehmo mentes ein Maß für die Größe dieser Komponente darstellt.In this case it is particularly favorable if the co-rotating Part of the cutting head Guides for cutting knife includes, by the action of a force on the Cutting knife acting on the movable element Torque can be generated. By a suitable arrangement of the Guide devices relative to the cutting knife can achieved that only a selected component of the total cutting force acting on the generation of the cutting knife Torque is involved, so the size of this torque mentes is a measure of the size of this component.

Ist beispielsweise vorgesehen, daß die Führungseinrichtungen für das Schneidmesser, durch die ein auf das bewegliche Ele ment wirkendes Drehmoment erzeugbar ist, eine seitliche Füh rung für das Schneidmesser bilden, so ist das mittels dieser Führungseinrichtungen erzeugte, auf das bewegliche Element wirkende Drehmoment nur von der senkrecht zur Schneidrichtung auf das Schneidmesser wirkenden Querkraft, nicht jedoch von der parallel zur Schneidrichtung auf das Schneidmesser wir kenden Schneidkraft abhängig. Das erzeugte Drehmoment stellt somit direkt ein Maß für die auf das Schneidmesser wirkende Querkraft dar.For example, it is provided that the guide devices for the cutting knife, through which a moving ele ment acting torque is generated, a lateral Füh Formation for the cutting knife, this is by means of this Guide devices generated on the movable element acting torque only from that perpendicular to the cutting direction shear force acting on the cutting knife, but not from which is parallel to the cutting direction on the cutting knife dependent cutting force. The torque generated thus directly a measure of the one acting on the cutting knife Lateral force.

Eine Führungseinrichtung, durch die ein lediglich von der auf das Schneidmesser wirkenden Querkraft abhängiges Drehmoment erzeugbar ist, läßt sich in einfacher Weise dadurch realisie ren, daß die Führungseinrichtungen mindestens zwei Führungs rollen umfassen, die an einander gegenüberliegenden Flanken des Schneidmessers anliegen und in Längsrichtung des Schneid messers zueinander versetzt angeordnet sind.A guide device, through which only one of the torque dependent on the cutting knife acting transverse force can be generated, can be realized in a simple manner ren that the leadership facilities at least two leadership roll embrace the opposite flanks of the cutting knife and in the longitudinal direction of the cutting knife are arranged offset to each other.

Zur Art des verwendeten Sensors wurden bislang noch keine nä heren Angaben gemacht.No details have yet been given on the type of sensor used given further details.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfin dung umfaßt der Sensor einen piezoelektrischen Sensor.In a preferred embodiment of the present invention The sensor comprises a piezoelectric sensor.

Ein solcher piezoelektrischer Sensor läßt sich in einfacher, wartungsarmer und preiswerter Weise dadurch realisieren, daß der Sensor mindestens einen Abschnitt eines Piezokabels um faßt.Such a piezoelectric sensor can be easily realize low-maintenance and inexpensive way that the sensor has at least a section of a piezo cable sums up.

Ein solches Piezokabel umfaßt eine Innenelektrode, eine Außenelektrode und ein dazwischen angeordnetes Dielektrikum, welches in eine gummielastische Matrix eingebettete piezo elektrische Bereiche, insbesondere Kristalle, enthält. Wird ein solches Kabel quer zu seiner Längsrichtung mit einer me chanischen Spannung beaufschlagt, so verformt sich der Quer schnitt des Kabels, was aufgrund der piezoelektrischen Eigen schaften des Dielektrikums zur Ausbildung einer Ladungsdif ferenz zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode führt, welche mittels einer elektrischen Auswertungsschaltung erfaßt werden kann.Such a piezo cable comprises an inner electrode, a Outer electrode and a dielectric arranged between them, which is embedded in a rubber-elastic matrix contains electrical areas, in particular crystals. Becomes such a cable transverse to its longitudinal direction with a me mechanical tension, the cross deforms cut the cable, which is due to the piezoelectric eigen of the dielectric to form a charge diff reference between the inner electrode and the outer electrode leads, which by means of an electrical evaluation circuit can be detected.

Alternativ oder ergänzend zu einem piezoelektrischen Sensor kann der Sensor zur Erfassung der auf das Schneidmesser wir kenden Kraft auch mindestens einen Biegebalken umfassen, der bei einer Verschiebung des Schneidmessers aufgrund der auf dasselbe wirkenden Kraft eine Durchbiegung erfährt.Alternatively or in addition to a piezoelectric sensor can we use the sensor to detect the on the cutting knife kenden force also include at least one bending beam, the when the cutting knife moves due to the the same acting force experiences a deflection.

Die Durchbiegung des Biegebalkens kann beispielsweise mittels eines Dehnungsmeßstreifens erfaßt und in ein elektrisches Signal umgewandelt werden.The bending of the bending beam can, for example, by means of of a strain gauge and recorded in an electrical Signal to be converted.

Vorzugsweise umfaßt die Schneidvorrichtung eine Auswertungs einheit zur Verarbeitung mindestens eines von dem Sensor er zeugten Signals.The cutting device preferably comprises an evaluation unit for processing at least one of the sensors witnessed signal.

Um eine die Auswertungseinheit mit dem Sensor verbindende Signalleitung möglichst kurz halten zu können, ist es von Vorteil, wenn zumindest ein Teil der Auswertungseinheit, der die von dem Sensor erzeugten primären Signale verarbeitet, direkt in dem Schneidkopf angeordnet ist. Aufgrund der in diesem Fall realisierbaren kurzen Leitungslängen kann auf eine Abschirmung der den Sensor mit der Auswertungseinheit verbindenden Signalleitung verzichtet werden.To connect the evaluation unit with the sensor It should be possible to keep the signal line as short as possible Advantage if at least part of the evaluation unit, the processes the primary signals generated by the sensor, is arranged directly in the cutting head. Due to the in short cable lengths that can be implemented in this case a shielding of the sensor with the evaluation unit connecting signal line can be dispensed with.

Weitere Teile der Auswertungseinheit können auch außerhalb des Schneidkopfs angeordnet sein.Other parts of the evaluation unit can also be outside of the cutting head.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Teil der Auswer tungseinheit, der die von dem Sensor erzeugten primären Signale verarbeitet, ausgehend von diesen primären Signalen analoge oder digitale Signale erzeugt, die über geeignete Signalleitungen, beispielsweise ein Datenbus-System, zu weiteren Teilen der Auswertungseinheit, beispielsweise zu einem Bedienrechner, zu einer speicherprogrammierbaren Steuerung und/oder zu einer CNC-Steuerung, weitergeleitet und dort weiterverarbeitet werden können. In particular, it can be provided that the part of the Auswer unit, which is the primary generated by the sensor Processed signals based on these primary signals generated analog or digital signals using appropriate Signal lines, for example a data bus system other parts of the evaluation unit, for example an operating computer to a programmable logic controller Control and / or to a CNC control, forwarded and can be processed there.

Besonders günstig ist es, wenn der Sensor und ein Teil der Auswertungseinheit an dem (nichtdrehenden) Stoffdrückerfuß oder Niederhalter des Schneidkopfs angeordnet sind.It is particularly favorable if the sensor and part of the Evaluation unit on the (non-rotating) presser foot or hold-down of the cutting head are arranged.

Zur Art der Auswertung der von dem Sensor erzeugten Signale wurden bislang noch keine näheren Angaben gemacht.For the type of evaluation of the signals generated by the sensor No details have yet been given.

Günstig ist es, wenn die Auswertungseinheit ein Abschaltsig nal für eine Bewegungseinrichtung des Schneidkopfs und/oder für eine Antriebseinrichtung des Schneidmessers erzeugt, wenn das von dem Sensor erzeugte Signal einen Bruch des Schneid messers anzeigt. Dadurch werden der Vortrieb des Schneidmes sers und/oder eine oszillierende Auf- und Abbewegung des Schneidmessers unmittelbar nach einem Bruch des Schneidmes sers angehalten, so daß das Entstehen von Sekundärschäden durch einen weiteren Betrieb der Schneidvorrichtung zuverläs sig vermieden werden kann. Solche Sekundärschäden können bei spielsweise dadurch entstehen, daß das abgebrochene Schneid messer nicht mehr in Wirkverbindung mit der Messerführung des Schneidkopfes steht und daher keine Drehbewegung mehr ausfüh ren kann, weshalb das Messer bei einer von der Steuereinheit der Schneidvorrichtung veranlaßten Drehbewegung des mitdre henden Teils des Schneidkopfs mit an dem mitdrehenden Teil angeordneten Elementen des Schneidkopfs kollidieren kann. Ferner können an einer in dem Schneidkopf vorgesehenen Schleifeinrichtung Schäden entstehen, wenn die Steuereinheit der Schneidvorrichtung einen Schleifvorgang veranlaßt und der zu schleifende Teil des Schneidmessers nicht mehr vorhanden ist.It is favorable if the evaluation unit switches off nal for a movement device of the cutting head and / or generated for a drive device of the cutting knife, if the signal generated by the sensor breaks the cutting knife indicates. This will advance the cutting knife sers and / or an oscillating up and down movement of the Cutting knife immediately after the cutting knife breaks sers stopped so that secondary damage occurs by further operation of the cutting device sig can be avoided. Such secondary damage can for example, arise from the fact that the broken cutting knife no longer in active connection with the knife guide of the Cutting head is standing and therefore no longer perform a rotary movement ren, which is why the knife at one of the control unit the cutting device caused rotational movement of the mitdre part of the cutting head with the rotating part arranged elements of the cutting head can collide. Furthermore, one provided in the cutting head Grinding device damage occurs when the control unit the cutting device causes a grinding operation and the Part of the cutting knife to be ground is no longer available is.

Das genannte Abschaltsignal kann in einfacher und zuverläs siger Weise erzeugt werden, wenn die Auswertungseinheit so ausgebildet ist, daß sie das Abschaltsignal erzeugt, wenn das von dem Sensor erzeugte Signal eine steile Flanke aufweist. Durch die steile Flanke unterscheidet sich das vom Sensor erzeugte Signal im Falle eines Messerbruchs deutlich von dem langsamer abnehmenden Signal, das der Sensor beim regulären Ausstechen des Schneidmessers, d. h. bei der Bewegung des Schneidmessers aus dem zu schneidenden Flachmaterial heraus in eine obere Ruhestellung des Schneidmessers, erzeugt.The shutdown signal mentioned can be more simple and reliable be generated if the evaluation unit so is designed to generate the shutdown signal when that signal generated by the sensor has a steep edge. This differs from the sensor due to the steep flank generated signal in the event of a knife break clearly from the slower decreasing signal that the sensor at regular Cutting out the cutting knife, d. H. when moving the Cutting knife out of the flat material to be cut in an upper rest position of the cutting knife.

Einem Bruch des Schneidmessers kann in effizienter Weise vor gebeugt werden, wenn die Auswertungseinheit ein Schleifsignal erzeugt, das einen Schleifvorgang für das Schleifmesser mit tels einer Schleifeinrichtung auslöst, wenn das von dem Sen sor erzeugte Signal eine oberhalb eines Schwellenwerts lie gende Kraft auf das Schneidmesser anzeigt. Dadurch wird in effizienter Weise verhindert, daß der Schneidvorgang mit einem stumpf gewordenen Messer fortgesetzt wird, auf das von dem zu schneidenden Material eine größere Schneidkraft ausge übt wird, welche einen Bruch des Schneidmessers verursachen kann.A break of the cutting knife can be done in an efficient manner be bent when the evaluation unit receives a grinding signal generates a grinding process for the sharpening knife triggers a grinder if the Sen sor generated signal is above a threshold force on the cutting knife. This will in efficiently prevents the cutting process from using a blunt knife is continued, on which by the material to be cut has a greater cutting force is practiced, which cause the cutting knife to break can.

Soll die Auswertungseinheit lediglich ein Abschaltsignal für die Schneidvorrichtung im Falle eines Bruchs des Schneidmes sers und ein Schleifsignal im Falle einer überhöhten auf das Schneidmesser wirkenden Kraft erzeugen, so reicht es aus, wenn der Sensor so ausgebildet ist, daß er lediglich den Be trag, nicht jedoch die Richtung der auf das Schneidmesser wirkenden Kraft erfaßt. Ein solcher richtungsunabhängiger Sensor kann besonders einfach aufgebaut und preiswert her stellbar sein.Should the evaluation unit only be a shutdown signal for the cutting device in the event of a break in the cutting knife sers and a grinding signal in the event of an excessive on the Generate cutting force, it is sufficient if the sensor is designed so that it only the loading but not the direction of the cutting knife acting force detected. Such a directional Sensor can be constructed particularly simply and inexpensively be adjustable.

Soll jedoch die aus der auf das Schneidmesser wirkenden Kraft ableitbare Information möglichst vollständig zur Optimierung des Schneidvorgangs ausgenutzt werden, so ist es von Vorteil, wenn der Sensor so ausgebildet ist, daß er die auf das Schneidmesser wirkende Kraft richtungsabhängig erfaßt.However, should the force exerted on the cutting knife derivable information as complete as possible for optimization during the cutting process, it is advantageous if the sensor is designed so that it on the Cutting knife acting force detected depending on the direction.

Eine richtungsabhängige Erfassung der auf das Schneidmesser wirkenden Kraft kann insbesondere dadurch realisiert werden, daß der Sensor mehrere Teilsensoren umfaßt, die jeweils eine Komponente der auf das Schneidmesser wirkenden Kraft erfas sen. Aus den Signalen der Teilsensoren und aus der Kenntnis der Lage der Teilsensoren relativ zu dem Schneidmesser kann die Auswertungseinheit der erfindungsgemäßen Schneidvorrich tung dann sowohl den Betrag als auch die Richtung der auf das Schneidmesser wirkenden Gesamtkraft ermitteln.A direction-dependent detection of the cutting knife acting force can be realized in particular by that the sensor comprises several sub-sensors, each one Component of the force acting on the cutting knife detected sen. From the signals from the partial sensors and from knowledge the position of the part sensors relative to the cutting knife the evaluation unit of the cutting device according to the invention then both the amount and the direction of the Determine the total force acting on the cutting knife.

Die Ermittlung der Gesamtkraft aus den Signalen der Teilsen soren gestaltet sich besonders einfach, wenn der Sensor Teil sensoren umfaßt, die die Komponenten der auf das Schneidmes ser wirkenden Kraft längs zweier senkrecht zueinander ausge richteter Koordinatenrichtungen erfassen.The determination of the total force from the signals of the legs sensors is particularly easy if the sensor part includes sensors, which are the components of the cutting knife this acting force along two perpendicular to each other directional coordinate directions.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß der Sensor für jede der Koordinatenrichtungen jeweils zwei einander gegenüberlie gende Teilsensoren umfaßt.In particular, it can be provided that the sensor for each the coordinate directions two opposite each other includes partial sensors.

Wenn der Schneidkopf längs zweier senkrecht zueinander ausge richteter Koordinatenrichtungen verfahrbar ist, ist es von Vorteil, wenn die Koordinatenrichtungen, längs derer die Teilsensoren die Komponenten der auf das Schneidmesser wir kenden Kraft erfassen, im wesentlichen mit den Koordinaten richtungen übereinstimmen, längs derer der Schneidkopf ver fahrbar ist.When the cutting head is along two perpendicular to each other directional coordinate directions is movable, it is from Advantage if the coordinate directions along which the Part sensors are the components of the cutting knife Detect kend force, essentially with the coordinates directions match along which the cutting head ver is mobile.

Grundsätzlich können die Koordinatenrichtungen, längs derer die Teilsensoren die Komponenten der auf das Schneidmesser wirkenden Kraft erfassen, jedoch von den Koordinatenrich tungen, längs derer der Schneidkopf verfahrbar ist, verschie den sein.Basically, the coordinate directions, along which the part sensors the components of the on the cutting knife force acting, but from the coordinate guide lines along which the cutting head can be moved be that.

Zur Charakterisierung des Betriebszustandes des Schneidmes sers ist es von besonderem Interesse, einerseits die im we sentlichen parallel zur Schneidrichtung auf das Schneidmesser wirkende Kraftkomponente (Schneidkraft) und andererseits die im wesentlichen senkrecht zur Schneidrichtung auf das Schneidmesser wirkende Kraftkomponente (Querkraft) zu bestimmen.To characterize the operating state of the cutting knife It is of particular interest, on the one hand, that we on the cutting knife parallel to the cutting direction acting force component (cutting force) and on the other hand the essentially perpendicular to the cutting direction on the Cutting knife acting force component (shear force) determine.

Vorteilhafterweise ist daher vorgesehen, daß die Schneidvor richtung eine Verarbeitungseinheit umfaßt, die aus den von den Teilsensoren erfaßten Komponenten der auf das Schneid messer wirkenden Kraft die im wesentlichen parallel zur Schneidrichtung auf das Schneidmesser wirkende Kraftkompo nente (Schneidkraft) ermittelt.It is therefore advantageously provided that the cutting device direction comprises a processing unit, which from the of the components of the components detected on the cutting knife acting force essentially parallel to Cutting direction force component acting on the cutting knife nente (cutting force) determined.

Diese Kraftkomponente kann insbesondere dazu verwendet wer den, mit einem oberen Schwellenwert verglichen zu werden, um den Zeitpunkt für einen erforderlichen Schleifvorgang zu bestimmen.This force component can be used for this purpose in particular to be compared to an upper threshold to the time for a required grinding process determine.

Ferner zeigt ein steiler Abfall dieser Kraftkomponente am zuverlässigsten einen Bruch des Schneidmessers an, so daß sich diese Kraftkomponente besonders zur Auslösung eines Abschaltsignals für die Bewegungseinrichtung des Schneidkopfs und/oder die Antriebseinrichtung des Schneidmessers eignet.Furthermore, a steep drop in this force component shows most reliable a break of the cutting knife, so that this force component is particularly useful for triggering a Switch-off signal for the movement device of the cutting head and / or the drive device of the cutting knife is suitable.

Ferner umfaßt die Schneidvorrichtung vorteilhafterweise eine Verarbeitungseinheit, die aus den von den Teilsensoren erfaß ten Komponenten der auf das Schneidmesser wirkenden Kraft eine im wesentlichen senkrecht zur Schneidrichtung auf das Schneidmesser wirkende Kraftkomponente (Querkraft) ermittelt. In Abhängigkeit von der ermittelten Querkraft kann beispiels weise die Vorschubgeschwindigkeit des Schneidkopfes und damit des Schneidmessers durch die Steuereinheit verändert, bei an steigender Querkraft beispielsweise verringert werden.Furthermore, the cutting device advantageously comprises one Processing unit that is detected by the sub-sensors components of the force acting on the cutting knife a substantially perpendicular to the cutting direction on the Cutting component acting force component (shear force) determined. Depending on the determined lateral force, for example indicate the feed speed of the cutting head and thus of the cutting knife changed by the control unit, at on increasing lateral force can be reduced, for example.

Ferner kann vorgesehen sein, daß das Schneidmesser in seine obere Ruheposition angehoben, also "ausgestochen" wird, wenn der Betrag der Querkraft einen oberen Schwellenwert über schreitet.It can also be provided that the cutting knife in its upper rest position is raised, ie "cut out" when the amount of lateral force exceeds an upper threshold steps.

Ferner kann vorgesehen sein, daß die auf das Schneidmesser wirkende Querkraft durch Gegensteuern vermindert oder kompen siert wird, indem das Schneidmesser durch Betätigen einer Drehantriebseinheit in die der Querkraft entgegengesetzte Richtung verdreht wird.It can also be provided that the cutting knife acting lateral force reduced or compensated by countermeasures is siert by the cutting knife by pressing a Rotary drive unit in the opposite of the transverse force Direction is rotated.

Insbesondere zu den vorgenannten Zwecken umfaßt die Schneidvorrichtung vorteilhafterweise eine Steuereinheit, die eine vorbestimmte Bewegung des Schneidmessers durch Ausgabe geeigneter Steuersignale an eine Bewegungseinrichtung des Schneidkopfs und an eine Drehantriebseinheit des Schneid messers steuert, wobei die Steuereinheit so ausgebildet ist, daß sie die für das Schneidmesser vorbestimmte Bewegung hin sichtlich der Bewegungsrichtung und/oder der Bewegungs geschwindigkeit in Abhängigkeit von dem von dem Sensor erzeugten Signal modifiziert.In particular for the aforementioned purposes, the Cutting device advantageously a control unit that a predetermined movement of the cutting knife by output suitable control signals to a movement device of the Cutting head and to a rotary drive unit of the cutting controls knives, the control unit being designed that it out the predetermined movement for the cutting knife visually the direction of movement and / or the movement speed depending on that of the sensor generated signal modified.

Ferner ist es von Vorteil, wenn der Schneidkopf mindestens zwei Sensoren zur Erfassung einer auf das Schneidmesser wir kenden Kraft aufweist, von denen einer die auf das Schneid messer wirkende Gesamtkraft und/oder die im wesentlichen parallel zur Schneidrichtung auf das Schneidmesser wirkende Kraftkomponente (Schneidkraft) und ein anderer die im wesent lichen senkrecht zur Schneidrichtung auf das Schneidmesser wirkende Kraftkomponente (Querkraft) erfaßt. Dies ermöglicht es, die zum Erkennen eines Messerbruchs oder eines Nach schleiferfordernisses benötigte Gesamtkraft oder Schneidkraft einerseits und die für die Durchführung von Bahnkorrekturen (sogenannte Messerintelligenz) benötigte Querkraft anderer seits direkt und getrennt voneinander zu erfassen. Damit er übrigt es sich, die Größe dieser Kraftkomponenten durch in der Auswertungseinheit durchzuführende Berechnungen auf indi rekte Weise zu ermitteln, was die Erfassung dieser Kraftkom ponenten und die auf dieser Erfassung beruhende Steuerung vereinfacht.It is also advantageous if the cutting head at least two sensors for detecting one on the cutting knife we kenden force, one of which is the cutting total force acting and / or the knife acting on the cutting knife parallel to the cutting direction Force component (cutting force) and another one essentially on the cutting knife perpendicular to the cutting direction acting force component (shear force) detected. this makes possible it to detect a knife break or an after total force or cutting force required on the one hand and for the implementation of path corrections (so-called knife intelligence) required shear force of others on the one hand, directly and separately. So that he the size of these force components by in the evaluation unit to perform calculations on indi right way to determine what is capturing this force comm components and the control based on this detection simplified.

Die Sensoren können dabei beide als piezoelektrische Sensoren oder als Sensoren mit Biegebalken und Dehnungsmeßstreifen ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, einen der Sensoren als piezoelektrischen Sensor und den anderen als Sensor mit Biegebalken und Dehnungsmeßstreifen auszubilden.The sensors can both be piezoelectric sensors or as sensors with bending beams and strain gauges be trained. It is also possible to use one of the sensors as a piezoelectric sensor and the other as a sensor with Form bending beams and strain gauges.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen.Other features and advantages of the invention are the subject the following description and graphic representation of embodiments.

In den Zeichnungen zeigenShow in the drawings

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Schneidvorrichtung für Flachmaterialbahnen mit einem in einer Längsrichtung und in einer Querrichtung relativ zu dem Flachmaterial verfahrbaren Schneidkopf; Fig. 1 is a perspective view of a cutting device for flat material webs with a relatively movable to the sheet material in a longitudinal direction and in a transverse direction of the cutting head;

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch einen Antriebs- und Führungsmechanismus für das Schneidmesser des Schneidkopfes einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung mit piezoelektrischem Sensor; Figure 2 is a schematic longitudinal section through a drive and guide mechanism for the cutting blade of the cutting head of a first embodiment of the cutting device of the invention with a piezoelectric sensor.

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch eine untere Messerführung und einen Niederhalter des Schneidkopfs der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung; Fig. 3 shows a schematic cross section through a lower knife guide and a blank holder of the cutting head of the first embodiment of the cutting device of the invention;

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Piezokabel eines piezoelektrischen Sensors; Fig. 4 is a cross section through a piezoelectric cable of a piezoelectric sensor;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Auswertungsschal tung der ersten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Schneidvorrichtung; Fig. 5 is a block diagram of an evaluation TIC the first embodiment of OF INVENTION to the invention cutting apparatus;

Fig. 6 einen schematischen Längsschnitt ähnlich der Fig. 2 durch den Antriebs- und Führungsmecha nismus für das Schneidmesser des Schneidkopfs einer zweiten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Schneidvorrichtung mit Biegebalken und Dehnungsmeßstreifen umfassenden Teil sensoren; Fig. 6 sensors a schematic longitudinal section similar to Figure 2 through the drive and Führungsmecha mechanism for the cutting blade of the cutting head of a second embodiment of the invented proper cutting device with bending beam and strain gages extensive part.

Fig. 7 einen schematischen Querschnitt ähnlich der Fig. 3 durch die untere Messerführung und den Niederhalter der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung; Fig. 7 is a schematic cross-section similar to Figure 3 by the lower knife guide and the blank holder of the second embodiment of the cutting device according to the invention.

Fig. 8 ein Blockschaltbild der Auswertungsschaltung der zweiten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Schneidvorrichtung; Fig. 8 is a block diagram of the evaluation circuit of the second embodiment of the cutting device according to the Invention;

Fig. 9 einen schematischen Querschnitt ähnlich der Fig. 7 durch die untere Messerführung und den Niederhalter des Schneidkopfs einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung mit vier piezoelektrischen Teilsensoren; und Fig. 9 is a schematic cross-sectional view similar to Fig 7 through the lower knife guide and the blank holder of the cutting head of a third embodiment of the cutting device according to the invention with four piezoelectric component sensors. and

Fig. 10 einen schematischen Längsschnitt durch die untere Messerführung und den Niederhalter des Schneidkopfs einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung mit zwei Messerkraft-Sensoren, mit Blickrichtung parallel zur momentanen Schneidrichtung des Schneidmessers. Fig. 10 is a schematic longitudinal section through the lower knife guide and the hold-down of the cutting head of a fourth embodiment of the cutting device according to the invention with two knife force sensors, looking parallel to the current cutting direction of the cutting knife.

Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.The same or functionally equivalent elements are in all Figures with the same reference numerals.

Eine in den Fig. 1 bis 5 dargestellte, als Ganzes mit 100 bezeichnete erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung umfaßt einen Schneidtisch 102 mit einem Tischgestell 104, welches eine Auflagefläche 106 für zu schneidende Flachmaterialbahnen 108 als Schneidgut aufweist. Die Auflagefläche ist vorzugsweise als eine bei Schneidvor richtungen übliche Borstenfläche ausgebildet.A shown in FIGS. 1 to 5, designated as a whole with 100 first embodiment of a cutting device according to the invention comprises a cutting table 102 having a table frame 104, which has a supporting surface 106 to be cut flat material webs 108 as a material to be cut. The bearing surface is preferably designed as a usual with Schneidvor directions bristle surface.

An dem Schneidtisch 102, und zwar vorzugsweise an dem Tisch gestell 104, welches sich in einer Längsrichtung (X-Richtung) 110 erstreckt, ist eine als Ganzes mit 112 bezeichnete Brücke in der Längsrichtung (X-Richtung) 110 verfahrbar gelagert.On the cutting table 102 , and preferably on the table frame 104 , which extends in a longitudinal direction (X direction) 110 , a bridge, designated as a whole by 112, is movably mounted in the longitudinal direction (X direction) 110 .

Zu diesem Zweck sind an den Längsseiten des Schneidtischs 102 Seitenträger 114a, 114b angeordnet, welche als Winkelträger mit jeweils einem horizontalen Schenkel 116a, 116b und einem vertikalen Schenkel 118a, 118b ausgebildet sind, wobei unter dem horizontalen Schenkel 116a, 116b jeweils eine Laufschiene 120a, 120b verläuft, welche sich in der Längsrichtung (X-Richtung) 110 erstreckt.For this purpose, side supports 114 a, 114 b are arranged on the longitudinal sides of the cutting table 102 , which are designed as angle brackets, each with a horizontal leg 116 a, 116 b and a vertical leg 118 a, 118 b, with 116 a. Below the horizontal leg , 116 b each have a running rail 120 a, 120 b, which extends in the longitudinal direction (X direction) 110 .

Die Brücke 112 umfaßt einen sich parallel zu einer Querrich tung (Y-Richtung) 122, welche senkrecht zu der Längsrichtung (X-Richtung) 110 verläuft, über die Auflagefläche 106 hinweg erstreckenden Brückenträger 124, welcher auf einer Seite eine auf einer Außenseite des Seitenträgers 114a dessen horizon talen Schenkel 116a nach unten übergreifende Stützplatte 126 trägt, an welcher ein (nicht dargestellter) oberer Rollensatz und ein (nicht dargestellter) unterer Rollensatz drehbar ge lagert sind, die auf einer Oberseite bzw. einer Unterseite der diesem Seitenträger 114a zugeordneten Laufschiene 120a abrollen.The bridge 112 comprises a bridge girder 124 which extends parallel to a transverse direction (Y direction) 122 , which runs perpendicular to the longitudinal direction (X direction) 110 , over the bearing surface 106 and which on one side has an outer side of the side girder 114 a whose horizontal leg 116 a downward overlapping support plate 126 carries, on which a (not shown) upper roller set and a (not shown) lower roller set are rotatably supported, which on a top or a bottom of this side carrier 114 a unroll the assigned track 120 a.

Auf einer der Stützplatte 126 gegenüberliegenden Seite trägt der Brückenträger 124 eine auf einer Außenseite des Seiten trägers 114b dessen horizontalen Schenkel 118b nach unten übergreifende Stützplatte 128, an welcher ebenfalls ein (nicht dargestellter) oberer Rollensatz und ein (nicht darge stellter) unterer Rollensatz drehbar gelagert sind, die auf einer Oberseite bzw. einer Unterseite der dem Seitenträger 114b zugeordneten Laufschiene 120b abrollen. On a side opposite the support plate 126 , the bridge support 124 carries an on an outside of the side support 114 b its horizontal leg 118 b downward overlapping support plate 128 , on which also a (not shown) upper roller set and a (not shown) lower roller set are rotatably mounted, which roll on an upper side or a lower side of the running rail 120 b assigned to the side carrier 114 b.

An dem Brückenträger 124 ist ein Schneidkopf 130 in der Quer richtung (Y-Richtung) 122 verfahrbar geführt.On the bridge support 124 , a cutting head 130 is guided in the transverse direction (Y direction) 122 movable.

Die Brücke 112 bildet somit ein Halteelement für den Schneid kopf 130. The bridge 112 thus forms a holding element for the cutting head 130.

Zum Verfahren des Schneidkopfs 130 in der Querrichtung (Y-Richtung) 122 längs der Brücke 112 trägt die Brücke 112 einen Querantrieb 132, welcher den Schneidkopf 130 mittels eines Zugelements 134, vorzugsweise eines Zahnriemens, in der Querrichtung (X-Richtung) 122 bewegt.For moving the cutting head 130 in the transverse direction (Y-direction) 122 along the bridge 112 transmits the bridge 112 a lateral drive 132 which the cutting head 130 by means of a tension member 134, preferably a toothed belt, in the transverse direction (X-direction) 122 moves.

Zur Bewegung der Brücke 112 in der Längsrichtung (X-Richtung) 110 sind beiderseits des Tischgestells 104 parallel zu den vertikalen Schenkeln 118a, 118b der Seitenträger 114a, 114b sich in der Längsrichtung (X-Richtung) 110 erstreckende (nicht dargestellte) Zugelemente, vorzugsweise Zahnriemen, angeordnet, die mittels jeweils eines Bügels mit der Stütz platte 126 bzw. der Stützplatte 128 der Brücke 112 verbunden sind. Diese Zugelemente sind über einen gemeinsamen (nicht dargestellten) Längsantrieb antreibbar, so daß die mittels der Bügel fest mit diesen Zugelementen verbundene Brücke 112 in der Längsrichtung (X-Richtung) 110 durch Antreiben dieser Zugelemente verfahrbar ist.To move the bridge 112 in the longitudinal direction (X-direction) 110 , on both sides of the table frame 104 parallel to the vertical legs 118 a, 118 b of the side members 114 a, 114 b extending in the longitudinal direction (X-direction) 110 (not shown) ) Tension elements, preferably toothed belts, arranged, which are connected by means of a bracket to the support plate 126 or the support plate 128 of the bridge 112 . These tension elements can be driven via a common (not shown) longitudinal drive, so that the bridge 112 , which is firmly connected to these tension elements by means of the stirrups, can be moved in the longitudinal direction (X direction) 110 by driving these tension elements.

Der an der Brücke 112 verfahrbar gehaltene Schneidkopf 130 umfaßt ein Gehäuse 136, in dem ein nachfolgend unter Bezug nahme auf die Fig. 2 und 3 beschriebener Antriebs- und Führungsmechanismus 138 für ein Schneidmesser 140 des Schneidkopfs 130 untergebracht ist.The cutting head 130 held movably on the bridge 112 comprises a housing 136 in which a drive and guide mechanism 138 described below with reference to FIGS . 2 and 3 for a cutting knife 140 of the cutting head 130 is accommodated.

Wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, weist das Schneidmesser 140 die Form einer sich im wesentlichen längs einer sogenannten C-Achse 142, welche senkrecht zu der Längs richtung (X-Richtung) 110 und der Querrichtung (Y-Richtung) 122 verläuft, erstreckenden Klinge mit einer in einer Schneidrichtung 141 vorne liegenden scharfen Schneide 143 und einem in Schneidrichtung hinten liegenden stumpfen Messer rücken 144 auf.As can be seen from FIGS. 2 and 3, the cutting knife 140 has the shape of a substantially along a so-called C-axis 142 , which is perpendicular to the longitudinal direction (X direction) 110 and the transverse direction (Y direction) 122 extends, extending blade 144 with a sharp cutting edge 143 lying in front in a cutting direction 141 and a blunt knife lying in the back in the cutting direction.

An seinem oberen Ende ist das Schneidmesser 140 mittels einer Befestigungsschraube 146 lösbar an einem Messerhaltekopf 148 eines Messerhalters 150 festgelegt.At its upper end, the cutting knife 140 is releasably secured to a knife holding head 148 of a knife holder 150 by means of a fastening screw 146 .

Der Messerhalter 150 ist an einem oberhalb desselben angeord neten, im wesentlichen zylindrischen Kolben 152, dessen Längsachse mit der C-Achse 142 zusammenfällt, um die C-Achse 142 drehbar gelagert.The knife holder 150 is substantially cylindrical piston 152 whose longitudinal axis coincides with the C axis 142 rotatably mounted on a thereabove angeord Neten about the C-axis 142nd

Zu diesem Zweck weist der Messerhalter 150 eine Welle 154 auf, die sich von einer Oberseite des Messerhaltekopfes 148 des Messerhalters 150 aus nach oben durch eine zu der C-Achse 142 koaxiale Bohrung 155 des Kolbens 152 erstreckt und in eine Ausnehmung 156 in dem Kolben 152 mündet.For this purpose, the knife holder 150 has a shaft 154 which extends from an upper side of the knife holding head 148 of the knife holder 150 upwards through a bore 155 of the piston 152 coaxial to the C-axis 142 and into a recess 156 in the piston 152 flows.

An ihrem dem Messerhaltekopf 148 abgewandten Ende trägt die Welle 154 eine zu derselben koaxiale Lagerscheibe 158, deren Durchmesser den Durchmesser der Bohrung 155 übertrifft und die sich mittels eines die Welle 154 ringförmig umgebenden Wälzlagers 160 auf einer Bodenfläche der Ausnehmung 156 in dem Kolben 152 abstützt.At its end facing away from the knife holding head 148 , the shaft 154 carries a bearing disk 158 which is coaxial with the same and whose diameter exceeds the diameter of the bore 155 and which is supported on the bottom surface of the recess 156 in the piston 152 by means of a rolling bearing 160 which surrounds the shaft 154 in an annular manner.

Ferner stützt sich der Messerhaltekopf 148 mittels eines zwi schen seiner Oberseite und einer unteren Stirnfläche des Kol bens 152 angeordneten, die Welle 154 ringförmig umgebenden Wälzlagers 162 an dem Kolben 152 ab. Furthermore, the knife holding head 148 is supported by means of an intermediate between its upper side and a lower end face of the piston 152 , the shaft 154 surrounding the roller bearing 162 from the piston 152 .

Mittels der Wälzlager 160 und 162 ist der Messerhalter 150 derart an dem Kolben 152 gelagert, daß er relativ zu demsel ben um die C-Achse 142 drehbar ist, einer axialen Bewegung des Kolbens 152 längs der C-Achse 142 jedoch folgt.By means of the roller bearings 160 and 162 , the knife holder 150 is mounted on the piston 152 in such a way that it can be rotated about the C axis 142 relative to the same, but follows an axial movement of the piston 152 along the C axis 142 .

Der Kolben 152 ist in einem Führungszylinder 164 längs der C-Achse 142 verschieblich geführt.The piston 152 is slidably guided in a guide cylinder 164 along the C axis 142 .

Im oberen Bereich des zylindrischen Kolbens 152 ist eine Pleuelstange 166 angelenkt, welche an ihrem dem Kolben 152 abgewandten Ende an einer ersten Riemenscheibe 168 nahe deren äußeren Umfangs angelenkt ist.In the upper area of the cylindrical piston 152 , a connecting rod 166 is articulated, which is articulated at its end facing away from the piston 152 on a first pulley 168 near its outer circumference.

Mittels eines Zahnriemens 170 ist die erste Riemenscheibe 168 zu einer Drehbewegung antreibbar mit einer zweiten Riemen scheibe 172 verbunden, die drehfest auf einer Antriebswelle 174 eines Antriebsmotors 176 für eine Oszillationsbewegung des Schneidmessers 140 angeordnet ist.By means of a toothed belt 170 , the first belt pulley 168 is drivably connected to a second belt pulley 172 , which is arranged in a rotationally fixed manner on a drive shaft 174 of a drive motor 176 for an oscillatory movement of the cutting blade 140 .

Im Betrieb der Schneidvorrichtung 100 versetzt der Antriebs motor 176 mittels der zweiten Riemenscheibe 172 und des Zahn riemens 170 die erste Riemenscheibe 168 in eine Drehbewegung, welche mittels der exzentrisch an der ersten Riemenscheibe 168 angelenkten Pleuelstange 166 in eine geradlinige Auf- und Abbewegung des Kolbens 152 und damit des Messerhalters 150 längs der C-Achse 142 umgewandelt wird.In operation of the cutting device 100 , the drive motor 176 by means of the second pulley 172 and the toothed belt 170 sets the first pulley 168 in a rotational movement, which by means of the connecting rod 166 articulated eccentrically on the first pulley 168 in a straight up and down movement of the piston 152 and thus the knife holder 150 is converted along the C axis 142 .

Aufgrund dieser Bewegung des Messerhalters 150 führt das Schneidmesser 140 eine oszillierende Auf- und Abbewegung mit einem Hub von ungefähr 2 cm aus. Due to this movement of the knife holder 150 , the cutting knife 140 executes an oscillating up and down movement with a stroke of approximately 2 cm.

Der Antriebsmotor 176, die Riemenscheiben 172 und 168, die Pleuelstange 166 und der Kolben 152 bilden somit eine Oszil lationsantriebseinheit 177 für das Schneidmesser 140. The drive motor 176, the pulleys 172 and 168, the connecting rod 166 and the piston 152 thus form a Oszil lationsantriebseinheit 177 for the cutting blade 140th

Unterhalb des Messerhalters 150 durchsetzt das Schneidmesser 140 eine obere Führungsöffnung 178 in einer dritten Riemen scheibe 180, die koaxial zu der C-Achse 142 angeordnet ist. Zur Führung des Schneidmessers 140 in der oberen Führungsöff nung 178 sind an der dritten Riemenscheibe 180 eine obere hintere Führungsrolle 182 und zwei obere seitliche Führungs rollen 184 drehbar gelagert. Dabei ist die obere hintere Füh rungsrolle 182 so angeordnet, daß der stumpfe Messerrücken 144 des Schneidmessers 140 tangential an ihrem Umfang an liegt, während die beiden oberen seitlichen Führungsrollen 184 so angeordnet sind, daß jeweils eine der beiden seit lichen Flanken 186 des Schneidmessers 140 tangential am Um fang der jeweils zugeordneten oberen seitlichen Führungsrolle 184 anliegt.Below the knife holder 150 , the cutting knife 140 passes through an upper guide opening 178 in a third belt pulley 180 , which is arranged coaxially to the C-axis 142 . To guide the cutting knife 140 in the upper guide opening 178 , an upper rear guide roller 182 and two upper lateral guide rollers 184 are rotatably mounted on the third pulley 180 . The upper rear Füh guide roller 182 is arranged so that the blunt knife back 144 of the cutting knife 140 is tangential to its circumference, while the two upper side guide rollers 184 are arranged so that one of the two side flanks 186 of the cutting knife 140 tangential at the circumference of the respectively assigned upper lateral guide roller 184 .

Die dritte Riemenscheibe 180 bildet zusammen mit der oberen hinteren Führungsrolle 182 und den oberen seitlichen Füh rungsrollen 184 eine obere Messerführung 196 des Schneid messers 140. The third pulley 180 together with the upper rear guide roller 182 and the upper side guide rollers 184 form an upper knife guide 196 of the cutting knife 140.

Die dritte Riemenscheibe 180 ist mittels eines Zahnriemens 188 zu einer Drehbewegung um die C-Achse 142 antreibbar mit einer vierten Riemenscheibe 190 verbunden, welche drehfest auf einer Antriebswelle 192 eines Drehantriebsmotors 194 für die Drehbewegung des Schneidmessers 140 um die C-Achse 142 angeordnet ist.The third pulley 180 is drivably connected by means of a toothed belt 188 for a rotational movement about the C axis 142 to a fourth pulley 190 , which is arranged in a rotationally fixed manner on a drive shaft 192 of a rotary drive motor 194 for the rotational movement of the cutting knife 140 about the C axis 142 .

Der Drehantriebsmotor 194 treibt mittels der vierten Riemen scheibe 190 und des Zahnriemens 188 die dritte Riemenscheibe 180 und das in derselben geführte Schneidmesser 140 zu einer Drehung um einen gewünschten Drehwinkel ϕ bezüglich der C-Achse 142 an.The rotary drive motor 194 drives by means of the fourth belt pulley 190 and the toothed belt 188, the third pulley 180 and the cutting knife 140 guided therein to rotate by a desired angle of rotation ϕ with respect to the C-axis 142 .

Der Drehwinkel ϕ ist dabei definiert als der Winkel zwischen der Längsrichtung (positive X-Richtung) 110 und der Schneid richtung 141 (siehe Fig. 3).The angle of rotation ϕ is defined as the angle between the longitudinal direction (positive X direction) 110 and the cutting direction 141 (see FIG. 3).

Der Drehantriebsmotor 194, die vierte Riemenscheibe 190 und die obere Messerführung 196 bilden zusammen eine Drehan triebseinheit 197 für das Schneidmesser 140. The rotary drive motor 194 , the fourth pulley 190 and the upper knife guide 196 together form a rotary drive unit 197 for the cutting knife 140.

Die vierte Riemenscheibe 190 weist eine parallel zur C-Achse 142 verlaufende exzentrische Mitnahmebohrung 198 auf, in der ein sich parallel zur C-Achse 142 erstreckender Mitnahmeaus leger 200 mittels eines oder mehrerer Wälzlager 202 parallel zur C-Achse 142 verschieblich geführt ist.The fourth pulley 190 has a plane parallel to the C axis 142 eccentric driving hole 198, in a casually parallel to the C axis 142 extending Mitnahmeaus 200 by means of one or more rolling bearings is performed 202 parallel to the C axis 142 displaceable.

An seiner Unterseite ist der Mitnahmeausleger 200 an der Oberseite einer im wesentlichen kreisscheibenförmigen unteren Messerführungsplatte 204 festgelegt, die im wesentlichen ko axial zu der C-Achse 142 ausgerichtet ist und von einer im wesentlichen kreuzförmigen unteren Führungsöffnung 206 für das Schneidmesser 140 durchsetzt wird (siehe Fig. 2).On its underside the entrainment arm is fixed to the top of a substantially circular disk-shaped lower blade guide plate 204 200, which is aligned substantially co axially to the C-axis 142, and is penetrated by a substantially cross-shaped lower guide opening 206 for the cutting blade 140 (see Figure . 2).

Im Bereich der unteren Führungsöffnung 206 sind eine untere hintere Führungsrolle 208 und zwei untere seitliche Führungs rollen 210 drehbar an der Messerführungsplatte 204 gelagert, wobei die untere hintere Führungsrolle 208 so angeordnet ist, daß der stumpfe Messerrücken 144 des Schneidmessers 140 tan gential an dem Umfang der unteren hinteren Führungsrolle 208 anliegt, während die beiden unteren seitlichen Führungsrollen 210 so angeordnet sind, daß die seitlichen Flanken 186 des Schneidmessers 140 jeweils tangential an dem Umfang einer der unteren seitlichen Führungsrollen 210 anliegen.In the area of the lower guide opening 206 , a lower rear guide roller 208 and two lower lateral guide rollers 210 are rotatably mounted on the knife guide plate 204 , the lower rear guide roller 208 being arranged such that the blunt knife back 144 of the cutting knife 140 is tan gential on the circumference of the the lower rear guide roller 208 abuts, while the two lower lateral guide rollers 210 are arranged such that the lateral flanks 186 of the cutting blade 140 each lie tangentially on the circumference of one of the lower lateral guide rollers 210 .

Die untere Messerführungsplatte 204 bildet zusammen mit der unteren hinteren Führungsrolle 208 und den unteren seitlichen Führungsrollen 210 eine untere Messerführung 212 des Schneid messers 140. The lower knife guide plate 204 forms, together with the lower rear guide roller 208 and the lower lateral guide rollers 210, a lower knife guide 212 of the cutting knife 140.

Mittels des Mitnahmeauslegers 200 wird die Drehbewegung der vierten Riemenscheibe 190 auf die Messerführungsplatte 204 übertragen, so daß die untere Messerführung 212 stets densel ben Drehwinkel (ϕ bezüglich der C-Achse 142 wie die obere Mes serführung 196 und das Schneidmesser 140 einnimmt.By means of the driving arm 200 , the rotational movement of the fourth pulley 190 is transmitted to the knife guide plate 204 , so that the lower knife guide 212 always has the same angle of rotation (ϕ with respect to the C-axis 142 as the upper knife guide 196 and the cutting knife 140 .

Die Messerführungsplatte 204 ist mittels eines Wälzlagers, beispielsweise eines Kugellagers 214, um die C-Achse 142 drehbar an einem tellerförmigen Niederhalter 216 des Schneid kopfs 130 gelagert.The knife guide plate 204 is mounted on a plate-shaped hold-down 216 of the cutting head 130 by means of a roller bearing, for example a ball bearing 214 , rotatable about the C-axis 142 .

Der Niederhalter 216 ist wiederum an dem Gehäuse 136 des Schneidkopfs gehalten.The hold-down 216 is in turn held on the housing 136 of the cutting head.

Ein innerer Teil 218 des Kugelkäfigs des Kugellagers 214 ist drehfest mit der Messerführungsplatte 204 verbunden, während ein äußerer Teil 220 des Kugelkäfigs des Kugellagers 214 in bezüglich der C-Achse 142 radialer Richtung verschieblich in einem zwischen der Oberseite des Niederhalters 216 und einem auf dem Niederhalter 216 angeordneten ringförmigen Führungs flansch 222 ausgebildeten ringförmigen Führungskanal 224 ge führt ist.An inner part 218 of the ball cage of the ball bearing 214 is rotatably connected to the knife guide plate 204 , while an outer part 220 of the ball cage of the ball bearing 214 is displaceable in a radial direction with respect to the C-axis 142 in one between the top of the hold-down 216 and one on the hold-down 216 arranged annular guide flange 222 formed annular guide channel 224 leads ge.

Dabei bildet die Oberseite des Niederhalters 216 eine untere Begrenzungswand, die Unterseite eines horizontalen Schenkels 226 des Führungsflansches 222 eine obere Begrenzungswand und die Innenseite eines vertikalen Schenkels 228 des Führungs flansches 222 eine seitliche Begrenzungswand des Führungs kanals 224. Here the surface of the blank holder 216 forms a lower boundary wall, the underside of a horizontal leg 226 of the guide flange 222, an upper boundary wall and the inside of the vertical leg 228 of the guiding flange 222, a lateral boundary wall of the guide channel 224th

In der seitlichen Begrenzungswand des Führungskanals 224 ist an deren unterem Rand eine ringförmige Ausnehmung 230 ausge bildet, in welcher ein Messerkraftsensor 232 in Form eines das Kugellager 214 ringförmig umgebenden Piezokabels 234 an geordnet ist.In the lateral boundary wall of the guide channel 224 , an annular recess 230 is formed on the lower edge thereof, in which a knife force sensor 232 in the form of a piezo cable 234 surrounding the ball bearing 214 is arranged.

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, durchsetzt ein Ende des Piezo kabels 234 eine radiale Durchgangsöffnung 235 in dem ringför migen Führungsflansch 222 und führt zu einer Auswertungs schaltung 236, die an der Oberseite des Niederhalters 216 an geordnet ist.As can be seen from Fig. 3, one end of the piezo cable 234 passes through a radial through opening 235 in the ring-shaped guide flange 222 and leads to an evaluation circuit 236 , which is arranged on the top of the hold-down 216 .

Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, weist das Piezokabel 234 die Form eines Koaxialkabels mit einer drahtförmigen, elektrisch leitfähigen Innenelektrode 238 und einer dieselbe umgebenden, im wesentlichen hohlzylindrischen, elektrisch leitfähigen Außenelektrode 240 auf, wobei der zwischen der Innenelektrode 238 und der Außenelektrode 240 liegende Bereich mit einem Dielektrikum 242 ausgefüllt ist, welches in eine Matrix aus elektrisch leitfähigem synthetischem Kautschuk eingebettete piezoelektrische Kristalle umfaßt.As can be seen from FIG. 4, the piezo cable 234 is in the form of a coaxial cable with a wire-shaped, electrically conductive inner electrode 238 and a substantially hollow cylindrical, electrically conductive outer electrode 240 surrounding it, the one between the inner electrode 238 and the outer electrode 240 lying area is filled with a dielectric 242 , which comprises piezoelectric crystals embedded in a matrix of electrically conductive synthetic rubber.

Die Außenelektrode 240 des Piezokabels 234 ist von einer Iso lationsschicht 244 aus einem elektrisch nicht leitfähigem, gummielastischen Material umgeben.The outer electrode 240 of the piezo cable 234 is surrounded by an insulation layer 244 made of an electrically non-conductive, rubber-elastic material.

Das Piezokabel 234 ist flexibel und hinsichtlich seines Quer schnitts verformbar. The piezo cable 234 is flexible and deformable in terms of its cross section.

Wird das Piezokabel 234 mit einer quer zu seiner Längsachse wirkenden mechanischen Spannung beaufschlagt, so entsteht aufgrund der piezoelektrischen Eigenschaften des Dielektri kums 242 eine Ladungsdifferenz zwischen der Innenelektrode 238 und der Außenelektrode 240, deren Betrag von dem Betrag der einwirkenden mechanischen Spannung abhängt.If the piezo cable 234 is acted upon by a mechanical tension acting transversely to its longitudinal axis, then a charge difference arises between the inner electrode 238 and the outer electrode 240 due to the piezoelectric properties of the dielectric 242 , the amount of which depends on the amount of the acting mechanical tension.

Die Innenelektrode 238 und die Außenelektrode 240 des Piezo kabels 234 sind mit jeweils einem Eingang 246, 248 eines Ladungs-Spannungs-Wandlers 250 der Auswertungsschaltung 236 angeschlossen, deren Aufbau aus dem Blockschaltbild der Fig. 5 ersichtlich ist.The inner electrode 238 and the outer electrode 240 of the piezo cable 234 are each connected to an input 246 , 248 of a charge-voltage converter 250 of the evaluation circuit 236 , the structure of which can be seen from the block diagram in FIG. 5.

Die Auswertungsschaltung 236 kann als integrierte Schaltung ausgebildet oder aus SMD-Bauelementen aufgebaut sein (SMD für "surface mounted device").The evaluation circuit 236 can be designed as an integrated circuit or can be constructed from SMD components (SMD for "surface mounted device").

Ein Ausgang des Ladungs-Spannungs-Wandlers 250 ist mit einem Eingang einer Verstärker/Filter-Schaltung 252 der Auswer tungsschaltung 236 verbunden.An output of the charge-voltage converter 250 is connected to an input of an amplifier / filter circuit 252 of the evaluation circuit 236 .

Ein erster Ausgang der Verstärker/Filter-Schaltung 252 ist mit einem Eingang einer Filter/Komparator-Schaltung 254 der Auswertungsschaltung 236 verbunden.A first output of the amplifier / filter circuit 252 is connected to an input of a filter / comparator circuit 254 of the evaluation circuit 236 .

Ein weiterer Ausgang der Verstärker/Filter-Schaltung 252 der Auswertungsschaltung 236 ist über eine Signalleitung 256 mit einem Signaleingang eines Analog-Digital-Wandlers 258 eines außerhalb des Schneidtisches 102 angeordneten Bedienrechners 260 der Schneidvorrichtung 100 verbunden. Another output of the amplifier / filter circuit 252 of the evaluation circuit 236 is connected via a signal line 256 to a signal input of an analog-to-digital converter 258 of an operating computer 260 of the cutting device 100 arranged outside the cutting table 102 .

Ein Ausgang der Filter/Komparator-Schaltung 254 der Auswer tungsschaltung 236 ist über eine flexible Signalleitung 262 mit einer Steuereinheit 264 der Schneidvorrichtung 100, die beispielsweise an der Brücke 112 der Schneidvorrichtung 100 angeordnet sein kann, verbunden.An output of the filter / comparator circuit 254 of the evaluation circuit 236 is connected via a flexible signal line 262 to a control unit 264 of the cutting device 100 , which can be arranged, for example, on the bridge 112 of the cutting device 100 .

Mittels der Steuereinheit 264 ist das Schneidmesser 140 ent sprechend aus den Flachmaterialbahnen 108 auszuschneidender Konturen 266 verfahrbar. Vorzugsweise werden die Konturen 266 vollautomatisch gesteuert aus den Flachmaterialbahnen 108 ausgeschnitten, wobei die Steuereinheit 264 über (nicht dar gestellte) Steuerleitungen entsprechende Steuersignale an den Querantrieb 132 zur Steuerung der Bewegung des Schneidkopfes 130 längs der Querrichtung (Y-Richtung) 122, an den (nicht dargestellten) Längsantrieb zur Steuerung der Bewegung der Brücke 112 längs der Längsrichtung (X-Richtung) 110 und an den Drehantriebsmotor 194 zur Steuerung der Drehbewegung des Schneidmessers 140 um die C-Achse 142 übermittelt.By means of the control unit 264 , the cutting knife 140 can be moved accordingly from the flat material webs 108 to be cut out contours 266 . The contours 266 are preferably cut out of the flat material webs 108 in a fully automated manner, the control unit 264 via control lines (not shown) corresponding control signals to the transverse drive 132 for controlling the movement of the cutting head 130 in the transverse direction (Y direction) 122 , to the ( longitudinal drive (not shown) for controlling the movement of the bridge 112 along the longitudinal direction (X direction) 110 and to the rotary drive motor 194 for controlling the rotary movement of the cutting blade 140 about the C-axis 142 .

Zum Zuschneiden der Flachmaterialbahnen 108 ist die an dem Gehäuse 136 des Schneidkopfs 130 gehaltene Oszillationsan triebseinheit 177 zusammen mit dem Messerhalter 150 und dem Schneidmesser 140 längs der C-Achse 142 aus einer oberen Ruhestellung nach unten um ungefähr 10 cm absenkbar, so daß das Schneidmesser 140 zum Schneiden in die Flachmaterial bahnen 108 eintaucht.To cut the flat material webs 108 , the oscillation drive unit 177 held on the housing 136 of the cutting head 130 can be lowered along with the knife holder 150 and the cutting knife 140 along the C-axis 142 from an upper rest position downward by approximately 10 cm, so that the cutting knife 140 for cutting in the sheet material 108 immersed.

Durch die Oszillationsantriebseinheit 177 wird dann eine oszillierende Auf- und Abbewegung des Schneidmessers 140 er zeugt, durch die das Flachmaterial geschnitten wird.Through the oscillation drive unit 177 , an oscillating up and down movement of the cutting knife 140 is then generated, through which the flat material is cut.

Mittels der Drehantriebseinheit 197 wird ein gewünschter Drehwinkel ϕ des Schneidmessers 140 eingestellt. A desired rotation angle ϕ of the cutting knife 140 is set by means of the rotary drive unit 197 .

Aufgrund der Kopplung der unteren Messerführung 212 an die Drehantriebseinheit 197 mittels des Mitnahmeauslegers 200 dreht sich die untere Messerführung 212 mit dem Schneidmesser 140 mit, so daß die Mittelebene der unteren hinteren Füh rungsrolle 208 stets parallel zur Schneidrichtung 141 und die Mittelebenen der unteren seitlichen Führungsrollen 210 stets senkrecht zur Schneidrichtung 141 ausgerichtet sind.Due to the coupling of the lower knife guide 212 to the rotary drive unit 197 by means of the driving arm 200 , the lower knife guide 212 rotates with the cutting knife 140 , so that the central plane of the lower rear guide roller 208 is always parallel to the cutting direction 141 and the central planes of the lower lateral guide rollers 210 are always aligned perpendicular to the cutting direction 141 .

Bei einer Drehung des Schneidmessers 140 um die C-Achse 142 drehen sich der Messerhalter 150, die obere Messerführung 196 und die untere Messerführung 212 zusammen mit dem Schneidmes ser 140 relativ zu dem Gehäuse 136 des Schneidkopfs 130 und relativ zu der Brücke 112, an der das Gehäuse 136 gehalten ist, so daß die genannten Teile einen mitdrehenden Teil 268 des Schneidkopfs 130 bilden.Upon rotation of the cutting knife 140 about the C-axis 142 , the knife holder 150 , the upper knife guide 196 and the lower knife guide 212 together with the cutting knife 140 rotate relative to the housing 136 of the cutting head 130 and relative to the bridge 112 on which the housing 136 is held so that the parts mentioned form a rotating part 268 of the cutting head 130 .

Die Oszillationsantriebseinheit 177, der Niederhalter 216 und das Gehäuse 136 des Schneidkopfs 130 drehen sich hingegen bei einer Drehbewegung des Schneidmessers 140 nicht mit demselben mit, sondern behalten ihre Ausrichtung relativ zu der Brücke 112, an der der Schneidkopf 130 gehalten ist, bei, so daß diese Teile zusammen einen nichtdrehenden Teil 270 des Schneidkopfs 130 bilden.The oscillation drive unit 177 , the holding-down device 216 and the housing 136 of the cutting head 130 , on the other hand, do not rotate when the cutting knife 140 rotates, but maintain their alignment relative to the bridge 112 on which the cutting head 130 is held, so that these parts together form a non-rotating part 270 of the cutting head 130 .

Der Messerkraftsensor 232 in Form des Piezokabels 234 ist so mit an dem nichtdrehenden Teil 270 des Schneidkopfs 130 ange ordnet.The knife force sensor 232 in the form of the piezo cable 234 is thus arranged on the non-rotating part 270 of the cutting head 130 .

Während des Schneidvorgangs übt das zu schneidende Flach material auf das Schneidmesser 140 eine längs der Schneid richtung 141 gerichtete Schneidkraft F_S und eine senkrecht zu der Schneidrichtung 141 gerichtete Querkraft F_Q aus. During the cutting process to be cut flat material exerts on the cutting blade 140 a along the cutting direction 141 directed cutting force F _S and directed perpendicular to the cutting direction 141 transverse force F _Q out.

Die Schneidkraft F_S wird durch die in Anlage mit dem Messer rücken 144 befindliche untere hintere Führungsrolle 208 auf die untere Messerführung 212 übertragen. Die Querkraft F_Q wird durch die in Anlage mit den seitlichen Flanken 186 des Schneidmessers 140 befindlichen unteren seitlichen Führungs rollen 210 auf die untere Messerführung 212 übertragen.The cutting force F _S is transmitted to the lower knife guide 212 by the lower rear guide roller 208 in contact with the knife 144 . The transverse force F _Q is transmitted through the rollers in contact with the lateral edges 186 of the cutting blade 140 located lower lateral guide 210 to the lower knife guide 212th

Die untere Messerführung 212 erfährt somit eine aus der vektoriellen Addition der Schneidkraft F_S und der Querkraft F_Q resultierende Gesamtkraft F_G und wird in Richtung dieser Gesamtkraft F_G relativ zu dem Niederhalter 216 des Schneid kopfs 130 verschoben.The lower knife guide 212 thus experiences a total force F _G resulting from the vectorial addition of the cutting force F _S and the transverse force F _Q and is displaced in the direction of this total force F _G relative to the hold-down 216 of the cutting head 130 .

Aufgrund dieser Verschiebung der unteren Messerführung 212 übt der äußere Teil 220 des Kugelkäfigs des Kugellagers 214 eine mechanische Spannung auf das Piezokabel 234 aus, wodurch zwischen der Innenelektrode 238 und der Außenelektrode 240 des Piezokabels 234 eine von der Größe der Gesamtkraft F_G ab hängige Ladungsdifferenz erzeugt wird.Due to this displacement of the lower knife guide 212 , the outer part 220 of the ball cage of the ball bearing 214 exerts a mechanical tension on the piezo cable 234 , as a result of which a charge difference which is dependent on the magnitude of the total force F _{G is} generated between the inner electrode 238 and the outer electrode 240 of the piezo cable 234 becomes.

Die so entstandene Ladungsdifferenz wird in dem Ladungs-Span nungs-Wandler 250 der Auswertungsschaltung 236 in ein Span nungssignal gewandelt, welches in der Verstärker/Filter- Schaltung 252 der Auswertungsschaltung 236 verstärkt und ge filtert wird.The resulting charge difference is converted in the charge-voltage converter 250 of the evaluation circuit 236 into a voltage signal which is amplified and filtered in the amplifier / filter circuit 252 of the evaluation circuit 236 .

Das von der Verstärker/Filter-Schaltung 252 aufbereitete Mes serkraftsignal wird der Filter/Komparator-Schaltung 254 zuge führt, welche so ausgebildet ist, daß sie ein Abschaltsignal erzeugt, wenn das Ausgangssignal der Verstärker/Filter-Schal tung 252 eine ab fallende Flanke mit einer oberhalb eines Schwellenwertes liegenden Steilheit aufweist. Eine solch steil abfallende Flanke des Messerkraftsignals zeigt einen Bruch des Schneidmessers 140 an und ist aufgrund ihrer Steil heit deutlich von der abfallenden Flanke zu unterscheiden, die mit dem Rückgang der auf das Schneidmesser 140 wirkenden Gesamtkraft F_G beim Ausstechen des Schneidmessers 140, d. h. beim Anheben der Oszillationsantriebseinheit 177, des Messer halters 150 und des Schneidmessers 140 in die obere Ruheposi tion zum Unterbrechen des Schneidvorgangs, verbunden ist.The processed by the amplifier / filter circuit 252 measuring force signal is supplied to the filter / comparator circuit 254 , which is designed so that it generates a switch-off signal when the output signal of the amplifier / filter circuit 252 has a falling edge from has a slope that is above a threshold value. Such a steeply falling flank of the knife force signal indicates a break in the cutting knife 140 and, owing to its steepness, is to be clearly distinguished from the falling flank which, with the decrease in the total force F _G acting on the cutting knife 140, when cutting out the cutting knife 140 , ie when lifting the oscillation drive unit 177 , the knife holder 150 and the cutting knife 140 in the upper rest position to interrupt the cutting process.

So erfolgt der Rückgang des Messerkraftsignals auf null im Falle eines Messerbruchs typischerweise innerhalb von unge fähr 100 µs, im Falle des Ausstechens hingegen innerhalb eines Zeitraums in der Größenordnung von 100 ms.So the knife force signal drops to zero im In the event of a knife break, typically within unge about 100 µs, in the case of cutting out, however, within a period of the order of 100 ms.

Das ggf. von der Filter/Komparator-Schaltung 254 erzeugte Ab schaltsignal wird über die Signalleitung 262 an die Steuer einheit 264 übermittelt und löst eine sofortige Stillsetzung der Schneidvorrichtung 100, d. h. ein Anhalten des Längsan triebs, des Querantriebs 132, der Drehantriebseinheit 197 und der Oszillationsantriebseinheit 177 sowie die Ausgabe einer Fehlermeldung aus.The possibly generated by the filter / comparator circuit 254 from the switching signal is transmitted via the signal line 262 to the control unit 264 and triggers an immediate shutdown of the cutting device 100 , ie stopping the longitudinal drive, the transverse drive 132 , the rotary drive unit 197 and the Oscillation drive unit 177 and the output of an error message.

Das von der Verstärker/Filter-Schaltung 252 aufbereitete Mes serkraftsignal wird ferner über die Signalleitung 256 dem Analog/Digital-Wandler 258 zugeführt und von demselben in ei nen von dem Bedienrechner 260 verarbeitbaren digitalen Wert gewandelt.The measured force signal from the amplifier / filter circuit 252 is further fed via the signal line 256 to the analog / digital converter 258 and converted by the same into a digital value that can be processed by the operating computer 260 .

Der Bedienrechner 260 vergleicht den digitalen Wert der Mes serkraft mit einem festgelegten oberen Schwellenwert für diese Messerkraft. Falls dieser Schwellenwert der Messerkraft überschritten wird, was eine stumpf gewordene Schneide des Schneidmessers 140 anzeigt, gibt der Bedienrechner 260 über eine Signalleitung 265 ein Nachschleifsignal an die Steuer einheit 264 aus. Aufgrund dieses Nachschleifsignals hält die Steuereinheit 264 den Längsantrieb, den Querantrieb 132, die Drehantriebseinheit 197 und die Oszillationsantriebseinheit 177 an. Anschließend werden die Oszillationsantriebseinheit 177, der Messerhalter 150 und das Schneidmesser 140 in die obere Ruhestellung angehoben, und eine (nicht dargestellte) Schleifeinrichtung wird aktiviert, um die Schneide 143 des Schneidmessers 140 zu schleifen.The operator computer 260 compares the digital value of the knife force with a defined upper threshold value for this knife force. If this threshold value of the knife force is exceeded, which indicates a blunt cutting edge of the cutting knife 140 , the operating computer 260 outputs a regrinding signal to the control unit 264 via a signal line 265 . On the basis of this regrinding signal, the control unit 264 stops the longitudinal drive, the transverse drive 132 , the rotary drive unit 197 and the oscillation drive unit 177 . The oscillation drive unit 177 , the knife holder 150 and the cutting knife 140 are then raised to the upper rest position and a grinding device (not shown) is activated in order to grind the cutting edge 143 of the cutting knife 140 .

Nach Abschluß des Schleifvorganges wird das Schneidmesser 140 wieder eingestochen, d. h. die Oszillationsantriebseinheit 177, der Messerhalter 150 und das Schneidmesser 140 werden in die untere Arbeitsstellung gebracht, um den Schneidvorgang fortzusetzen.After completion of the grinding operation, the cutting blade 140 is inserted again, ie, the oscillation drive 177, the blade holder 150 and the cutting blade 140 are placed in the lower working position, in order to continue the cutting operation.

Eine zweite, in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Ausführungs form einer erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung 100 unter scheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausfüh rungsform lediglich hinsichtlich der Art des verwendeten Mes serkraftsensors und des Aufbaus der Auswertungsschaltung.A second in Figs. 6 to 8 shown execution form of a cutting device 100 according to the invention differs from the above described first exporting approximate shape only on the type of Mes serkraftsensors used and the construction of the evaluation circuit.

Wie aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich, umfaßt der Messer kraftsensor 232 der zweiten Ausführungsform kein Piezokabel, sondern statt dessen vier Biegebalken 272, beispielsweise aus Stahl, die in einem Winkelabstand von jeweils 90° bezüglich der C-Achse 142 so in dem Führungskanal 224 des Niederhalters 216 des Schneidkopfes 130 angeordnet sind, daß sie jeweils tangential an dem äußeren Teil 220 des Kugelkäfigs des Kugel lagers 214, mittels dessen die untere Messerführung 212 an dem Niederhalter 216 drehbar gelagert ist, anliegen. Die En den jedes der Biegebalken 272 sind in dem vertikalen Schenkel 228 des Führungsflansches 222 ausgebildete Ausnehmungen eingepaßt und dadurch an dem Führungsflansch 222 gehalten.As can be seen from FIGS . 6 and 7, the knife force sensor 232 of the second embodiment does not include a piezo cable, but instead four bending beams 272 , for example made of steel, which are at an angular distance of 90 ° with respect to the C axis 142 in the guide channel 224 of the hold-down 216 of the cutting head 130 are arranged so that they are each tangent to the outer part 220 of the ball cage of the ball bearing 214 , by means of which the lower knife guide 212 is rotatably mounted on the hold-down 216 . The En each of the bending beams 272 are formed in the vertical leg 228 of the guide flange 222 formed recesses and thereby held on the guide flange 222 .

Auf seiner dem Kugellager 240 abgewandten Seite trägt jeder der Biegebalken 272 einen sich in Längsrichtung des Biege balkens 272 erstreckenden Dehnungsmeßstreifen 274 (siehe Fig. 7).On its side facing away from the ball bearing 240 of each of the bending beam supports 272 extending in a longitudinal direction of the bending beam 272 strain gauge 274 (see FIG. 7).

Jeweils einer der Biegebalken 272 bildet zusammen mit dem darauf angeordneten Dehnungsmeßstreifen einen Teilsensor 275 des Messerkraftsensors 232. In each case one of the bending beams 272 , together with the strain gauge arranged thereon, forms a partial sensor 275 of the knife force sensor 232.

Jeder der Dehnungsmeßstreifen 274 ist mittels einer Signal leitung 276 mit einer an dem Niederhalter 216 des Schneid kopfs 130 angeordneten Auswertungsschaltung 278, deren Aufbau schematisch in dem Blockschaltbild der Fig. 8 dargestellt ist, verbunden.Each of the strain gauges 274 is connected by means of a signal line 276 to an evaluation circuit 278 arranged on the holding-down device 216 of the cutting head 130 , the structure of which is shown schematically in the block diagram of FIG. 8.

Die Auswertungsschaltung 278 kann als integrierte Schaltung ausgebildet oder aus SMD-Bauelementen aufgebaut sein.The evaluation circuit 278 can be designed as an integrated circuit or can be constructed from SMD components.

Die Auswertungsschaltung 278 der zweiten Ausführungsform der Schneidvorrichtung 100 umfaßt eine Verstärker/Filter-Schal tung 280, in der die von den Dehnungsmeßstreifen 274 kommen den Signale getrennt voneinander verstärkt und gefiltert wer den, und eine Verknüpfungsschaltung 282, in der die den Deh nungsmeßstreifen 274 zugeordneten Signale auf im folgenden noch näher beschriebene Weise miteinander verknüpft werden. Ferner ist ein Eingang der Verknüpfungsschaltung 282 über eine Signalleitung 284 mit einem Ausgang eines Digital/ Analog-Wandlers 286 des Bedienrechners 260 verbunden. The evaluation circuit 278 of the second embodiment of the cutting device 100 comprises filter TIC 280, in which come from the strain gauges 274, an amplifier / the signals are amplified separately from each other and filtered who, assigned to, and a logic circuit 282 in which the nungsmeßstreifen the Deh 274 Signals are linked together in a manner described in more detail below. Furthermore, an input of the logic circuit 282 is connected via a signal line 284 to an output of a digital / analog converter 286 of the operating computer 260 .

Ferner umfaßt die Auswertungsschaltung 278 eine Filter/ Ver stärker/Komparator-Schaltung 288. Furthermore, the evaluation circuit 278 comprises a filter / amplifier / comparator circuit 288.

Ein erster Ausgang der Filter/Verstärker/Komparator-Schaltung 288 ist über eine Signalleitung 290 mit einem Eingang des Analog/Digital-Wandlers 258 des Bedienrechners 260 verbunden.A first output of the filter / amplifier / comparator circuit 288 is connected via a signal line 290 to an input of the analog / digital converter 258 of the operating computer 260 .

Ein zweiter Ausgang der Filter/Verstärker/Komparator-Schal tung 288 ist über eine Signalleitung 292 mit einer speicher programmierbaren Steuerung 294 verbunden.A second output of the filter / amplifier / comparator circuit 288 is connected via a signal line 292 to a programmable logic controller 294 .

Ein dritter Ausgang der Filter/Verstärker/Komparator-Schal tung 288 ist über eine Signalleitung 296 mit einem Eingang einer CNC-Bahnsteuerung 298 verbunden.A third output of the filter / amplifier / comparator circuit 288 is connected via a signal line 296 to an input of a CNC path control 298 .

Die speicherprogrammierbare Steuerung 294 und die CNC-Bahn steuerung 298 bilden zusammen die Steuereinheit 264 der zwei ten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung 100. The programmable logic controller 294 and the CNC path controller 298 together form the control unit 264 of the second embodiment of the cutting device 100 according to the invention .

Diese zweite Ausführungsform erlaubt es im Unterschied zur ersten Ausführungsform, außer dem Betrag der auf das Schneid messer 140 wirkenden Kraft F_G auch deren Richtung zu bestim men und somit die einzelnen Komponenten der Messerkraft, näm lich die Schneidkraft F_S und die Querkraft F_Q zu ermitteln.In contrast to the first embodiment, this second embodiment allows, in addition to the amount of the force F _G acting on the cutting knife 140, also to determine its direction and thus the individual components of the knife force, namely the cutting force F _S and the transverse force F _Q determine.

Die genannten Komponenten der Messerkraft werden bei der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schneidvorrich tung 100 wie folgt ermittelt:
Die während des Schneidvorgangs von dem Flachmaterial auf das Schneidmesser 140 ausgeübte Gesamtkraft F_G weist eine Kompo nente F_x in der Längsrichtung (X-Richtung) 110 und eine Kom ponente F_y in der Querrichtung (Y-Richtung) 122 auf.The components of the knife force mentioned are determined in the second embodiment of the cutting device 100 according to the invention as follows:
The total force F _G exerted by the flat material on the cutting blade 140 during the cutting process has a component F _x in the longitudinal direction (X direction) 110 and a component F _y in the transverse direction (Y direction) 122 .

Die Komponente F_x bewirkt eine Verschiebung der unteren Mes serführung 212 relativ zu dem Niederhalter 216 längs der Längsrichtung (X-Richtung) 110, wodurch der senkrecht zu der Längsrichtung (X-Richtung) 110 sich erstreckende, in der Schneidrichtung 141 hinter dem Schneidmesser 140 angeordnete Biegebalken 272a belastet und der gegenüberliegende, sich ebenfalls senkrecht zu der Längsrichtung (X-Richtung) 110 erstreckende, in Schneidrichtung vor dem Schneidmesser 140 angeordnete Biegebalken 272b entlastet wird. Aufgrund der Be lastung des Biegebalkens 272a biegt sich derselbe stärker durch, so daß sich der auf dem Biegebalken 272a angeordnete Dehnungsmeßstreifen 274a dehnt, was durch eine entsprechende Veränderung des über die Signalleitung 276a an die Verstär ker/Filter-Schaltung 280 übermittelten Signals angezeigt wird.The component F _x causes the lower knife guide 212 to be displaced relative to the hold-down device 216 along the longitudinal direction (X direction) 110 , as a result of which the perpendicular to the longitudinal direction (X direction) 110, which extends in the cutting direction 141 behind the cutting knife 140 arranged bending beam 272 a is loaded and the opposite bending beam 272 b, which also extends perpendicular to the longitudinal direction (X-direction) 110 and is arranged in the cutting direction in front of the cutting knife 140 , is relieved. Due to the loading of the bending beam 272 a, the same bends more, so that the strain gauge 274 a arranged on the bending beam 272 a stretches, which is transmitted by a corresponding change in the signal line 276 a to the amplifier / filter circuit 280 Signal is displayed.

Aufgrund der Entlastung des Biegebalkens 272b verringert sich dessen Durchbiegung, so daß sich der auf dem Biegebalken 272b angeordnete Dehnungsmeßstreifen 274b verkürzt, was durch eine entsprechende Änderung des durch die Signalleitung 276b an die Verstärker/Filter-Schaltung 280 übermittelten Signals an gezeigt wird.Due to the relief of the bending beam 272 b, its deflection is reduced, so that the strain gauge 274 b arranged on the bending beam 272 b is shortened, which is shown by a corresponding change in the signal transmitted by the signal line 276 b to the amplifier / filter circuit 280 becomes.

In entsprechender Weise bewirkt die längs der Querrichtung (Y-Richtung) 122 wirkende Komponente F_y der Messerkraft eine Belastung des Biegebalkens 272c und eine Entlastung des ge genüberliegenden Biegebalkens 272d, welche zu der Kraftkompo nente F_y entsprechenden Änderungen der über die Signallei tungen 276c bzw. 276d an die Verstärker/Filter-Schaltung 280 übermittelten Signale führen. In a corresponding manner, the component F _{y of} the knife force acting along the transverse direction (Y direction) 122 causes a load on the bending beam 272 c and a relief of the opposite bending beam 272 d, which leads to changes in the force component F _y corresponding to the changes in the signal lines 276 c or 276 d lead to the amplifier / filter circuit 280 signals transmitted.

In der Verstärker/Filter-Schaltung 280 der Auswertungsschal tung 278 werden die über die Signalleitungen 276 übermittel ten Signale verstärkt und gefiltert und an die Verknüpfungs schaltung 282 der Auswertungsschaltung 278 weitergeleitet.In the amplifier / filter circuit 280 of the evaluation circuit 278 , the signals transmitted via the signal lines 276 are amplified and filtered and forwarded to the logic circuit 282 of the evaluation circuit 278 .

Ferner erhält die Verknüpfungsschaltung 282 über die Signal leitung 284 und den Digital/Analog-Wandler 286 von dem Be dienrechner 260 ein analoges Signal, das dem momentanen Dreh winkel ϕ des Schneidmessers 140 bezüglich der C-Achse 142 entspricht.Furthermore, the logic circuit 282 receives via the signal line 284 and the digital / analog converter 286 from the operating computer 260 an analog signal which corresponds to the instantaneous rotation angle ϕ of the cutting knife 140 with respect to the C-axis 142 .

Die Verknüpfungsschaltung 282 erzeugt aus den den Dehnungs meßstreifen 274 zugeordneten Eingangssignalen und dem den mo mentanen Drehwinkel anzeigenden Eingangssignal vom Bedien rechner 260 ein erstes Ausgangssignal, das der auf das Schneidmesser 140 wirkenden Schneidkraft F_S entspricht, wobei davon Gebrauch gemacht wird, daß gilt:
The logic circuit 282 generates from the input signals assigned to the strain gauges 274 and the input signal indicating the instantaneous angle of rotation from the operating computer 260 a first output signal which corresponds to the cutting force F _S acting on the cutting blade 140 , use being made of the following:

F_S = F_x cos ϕ + F_y sin ϕ.F _S = F _x cos ϕ + F _y sin ϕ.

Ferner erzeugt die Verknüpfungsschaltung 282 ein zweites Aus gangssignal, das der auf das Schneidmesser 140 wirkenden Querkraft F_Q entspricht, wobei davon Gebrauch gemacht wird, daß gilt:
Furthermore, the logic circuit 282 generates a second output signal which corresponds to the transverse force F _Q acting on the cutting knife 140 , use being made that:

F_Q = F_x sin ϕ - F_y cos ϕ.F _Q = F _x sin ϕ - F _y cos ϕ.

Das erste und das zweite Ausgangssignal der Verknüpfungs schaltung 282 werden an die Filter/Verstärker/Komparator- Schaltung 288 der Auswertungsschaltung 278 übermittelt. The first and the second output signal of the logic circuit 282 are transmitted to the filter / amplifier / comparator circuit 288 of the evaluation circuit 278 .

Die Filter/Verstärker/Komparator-Schaltung 288 erzeugt ein erstes Ausgangssignal, das der Schneidkraft F_S entspricht, und ein zweites Ausgangssignal, das der Querkraft F_Q ent spricht. Diese beiden Ausgangssignale werden über die Signal leitung 290 an den Eingang des Analog/Digital-Wandlers 258 des Bedienrechners 260 übermittelt.The filter / amplifier / comparator circuit 288 generates a first output signal corresponding to the cutting force F _S and a second output signal corresponding to the lateral force F _Q. These two output signals are transmitted via the signal line 290 to the input of the analog / digital converter 258 of the operating computer 260 .

Der Analog/Digital-Wandler 258 erzeugt aus diesen Signalen digitale Werte für die Schneidkraft F_S und die Querkraft F_Q, die auf den Bildschirm des Bedienrechners 260 ausgegeben werden.The analog / digital converter 258 uses these signals to generate digital values for the cutting force F _S and the transverse force F _Q , which are output on the screen of the operating computer 260 .

Ferner vergleicht der Bedienrechner 260 den Wert der Schneid kraft F_S mit einem oberen Schwellenwert. Überschreitet die momentane Schneidkraft F_S diesen Schwellenwert, so gibt der Bedienrechner 260 über die Signalleitung 265 ein Schleif signal an die speicherprogrammierbare Steuerung 294 der Steuereinheit 264 aus. Dieses Schleifsignal veranlaßt die Steuereinheit 264, den Längsantrieb, den Querantrieb 132, die Drehantriebseinheit 197 und die Oszillationsantriebseinheit 177 anzuhalten, die Oszillationsantriebseinheit 177, den Mes serhalter 150 und das Schneidmesser 140 in die obere Ruhe stellung zu bringen und die Schleifeinrichtung des Schneid messers 140 zu aktivieren, um die Schneide 143 des Schneid messers 140 zu schärfen. Nach Abschluß des Schleifvorgangs werden die Oszillationsantriebseinheit 177, der Messerhalter 150 und das Schneidmesser 140 wieder in die untere Arbeits stellung abgesenkt, und der Schneidvorgang wird fortgesetzt.Furthermore, the operating computer 260 compares the value of the cutting force F _S with an upper threshold value. If the current cutting force F _S exceeds this threshold value, the operating computer 260 outputs a grinding signal to the programmable logic controller 294 of the control unit 264 via the signal line 265 . This grinding signal causes the control unit 264 , the longitudinal drive, the transverse drive 132 , the rotary drive unit 197 and the oscillation drive unit 177 to stop, to bring the oscillation drive unit 177 , the knife holder 150 and the cutting knife 140 into the upper rest position and the grinding device of the cutting knife 140 activate to sharpen the cutting edge 143 of the cutting knife 140 . After completion of the grinding process, the oscillation drive unit 177 , the knife holder 150 and the cutting knife 140 are lowered again into the lower working position, and the cutting process is continued.

Ferner erzeugt die Filter/Verstärker/Komparator-Schaltung 288 der Auswertungsschaltung 278 ein Abschaltsignal, wenn das der Schneidkraft F_S entsprechende Ausgangssignal der Verknüp fungsschaltung 282 eine abfallende Flanke mit einer oberhalb eines Schwellenwertes liegenden Steilheit aufweist. Eine solch steil abfallende Flanke des Schneidkraftsignals zeigt einen Bruch des Schneidmessers 140 an.Furthermore, the filter / amplifier / comparator circuit 288 of the evaluation circuit 278 generates a switch-off signal if the output signal of the combination circuit 282 corresponding to the cutting force F _{S has} a falling edge with a slope that is above a threshold value. Such a steeply falling edge of the cutting force signal indicates a break in the cutting knife 140 .

Das von der Filter/Verstärker/Komparator-Schaltung 288 er zeugte Abschaltsignal wird über die Signalleitung 292 an die speicherprogrammierbare Steuerung 294 der Steuereinheit 264 übermittelt und löst eine sofortige Stillsetzung der Schneidvorrichtung 100, d. h. ein Anhalten des Längsantriebs, des Querantriebs 132, der Drehantriebseinheit 197 und der Oszillationsantriebseinheit 177 sowie die Ausgabe einer Feh lermeldung aus.The switch-off signal generated by the filter / amplifier / comparator circuit 288 is transmitted via the signal line 292 to the programmable controller 294 of the control unit 264 and triggers an immediate shutdown of the cutting device 100 , ie a stop of the longitudinal drive, the transverse drive 132 , the rotary drive unit 197 and the oscillation drive unit 177 and the output of an error message.

Schließlich erzeugt die Filter/Verstärker/Komparator-Schal tung 288 ein analoges Ausgangssignal, das der Querkraft F_Q entspricht. Dieses analoge Ausgangssignal wird über die Signalleitung 296 an die CNC-Bahnsteuerung 298 der Steuerein heit 264 übermittelt und von derselben zu Korrekturen der Bahn des Schneidmessers 140 verwendet.Finally, the filter / amplifier / comparator circuit 288 generates an analog output signal which corresponds to the lateral force F _Q. This analog output signal is transmitted via the signal line 296 to the CNC path control 298 of the control unit 264 and is used by the same to correct the path of the cutting knife 140 .

So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß die Vorschubge schwindigkeit des Schneidkopfes 130 und damit des Schneidmes sers 140 in Abhängigkeit von der Querkraft F_Q verändert, bei ansteigender Querkraft F_Q beispielsweise verringert wird.Thus, for example be provided that the Vorschubge speed of the cutting head 130 and thus of the Schneidmes sers changed depending on the lateral force F _Q 140, for example, is reduced with increasing transverse force F _Q.

Ferner kann vorgesehen sein, daß das Schneidmesser 140 in die obere Ruhestellung angehoben, also "ausgestochen" wird, wenn der Betrag der Querkraft F_Q einen Schwellenwert überschrei tet.It can further be provided that the cutting knife 140 is raised into the upper rest position, that is to say "cut out" when the amount of the transverse force F _Q exceeds a threshold value.

Ferner kann vorgesehen sein, daß die auf das Schneidmesser 140 wirkende Querkraft F_Q durch Gegensteuern vermindert oder kompensiert wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Schneidmesser 140 durch Betätigen der Drehantriebs einheit 197 in die der Querkraft F_Q entgegengesetzte Richtung verdreht wird.It can further be provided that the transverse force F _Q acting on the cutting knife 140 is reduced or compensated for by countermeasures. This can take place, for example, in that the cutting blade 140 is rotated by actuating the rotary drive unit 197 in the direction opposite to the transverse force F _Q.

Im übrigen stimmt die zweite Ausführungsform der erfindungs gemäßen Schneidvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funk tion mit der ersten Ausführungsform überein, auf deren Be schreibung insoweit Bezug genommen wird.Otherwise, the second embodiment of the cutting device 100 according to the invention corresponds in terms of structure and function with the first embodiment, to the description of which reference is hereby made.

Eine in Fig. 9 dargestellte dritte Ausführungsform einer er findungsgemäßen Schneidvorrichtung 100 unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform ledig lich dadurch, daß die den Messerkraftsensor 232 bildenden Teilsensoren 275 keine Biegebalken mit Dehnungsmeßstreifen, sondern statt dessen sich jeweils über einen Sektor von unge fähr 90° um die C-Achse 142 erstreckende Piezokabelabschnitte 300 umfassen. Diese Piezokabelabschnitte 300 sind ebenso wie das Piezokabel 234 der ersten Ausführungsform in einer ring förmigen Ausnehmung 230 in dem vertikalen Schenkel 228 des Führungsflansches 222 des Niederhalters 216 angeordnet. Fer ner entspricht der Aufbau der Piezokabelabschnitte 300 dem des vorstehend beschriebenen und in Fig. 4 dargestellten Piezokabels 234. An illustrated third embodiment in Fig. 9 of he inventive cutting device 100 differs from the second embodiment described above single Lich characterized in that the the blade force sensor 232 forming part of the sensors 275 no bending bar with strain gauges, but instead each ferry over a sector of unge 90 ° comprise piezo cable sections 300 extending around the C axis 142 . These piezo cable sections 300 , like the piezo cable 234 of the first embodiment, are arranged in a ring-shaped recess 230 in the vertical leg 228 of the guide flange 222 of the hold-down device 216 . Furthermore, the structure of the piezo cable sections 300 corresponds to that of the piezo cable 234 described above and shown in FIG. 4 .

Zwischen den Innenelektroden 238 und den Außenelektroden 240 wird daher eine Ladungsdifferenz erzeugt, wenn der betref fende Piezokabelabschnitt 300 durch das Kugellager 214 mit einer mechanischen Spannung beaufschlagt wird.A charge difference is therefore generated between the inner electrodes 238 and the outer electrodes 240 when the respective piezo cable section 300 is subjected to a mechanical tension by the ball bearing 214 .

Zwei einander gegenüberliegende Piezokabelabschnitte 300a und 300b sind dabei so angeordnet, daß sie bei einer Verschiebung der unteren Messerführung 212 längs der Längsrichtung (X-Richtung) 110 mit einer mechanischen Spannung beaufschlagt werden. Die zwei übrigen, ebenfalls einander gegenüberliegen den Piezokabelabschnitte 300c und 300d sind so angeordnet, daß sie bei einer Verschiebung der unteren Messerführung 212 längs der Querrichtung (Y-Richtung) 122 mit einer mechani schen Spannung beaufschlagt werden.Two opposing piezo cable sections 300 a and 300 b are arranged so that they are subjected to mechanical tension when the lower knife guide 212 is displaced along the longitudinal direction (X direction) 110 . The two remaining, also opposite each other, the piezo cable sections 300 c and 300 d are arranged so that they are subjected to mechanical stress when the lower knife guide 212 is displaced along the transverse direction (Y direction) 122 .

Folglich erzeugen die Piezokabelabschnitte 300a und 300b Ladungsdifferenzsignale, die der Komponente F_x in der Längs richtung (X-Richtung) 110 der auf das Schneidmesser 140 wir kenden Gesamtkraft F_G entsprechen, während die Piezokabel abschnitte 300c und 300d Ladungsdifferenzen erzeugen, die der Komponente F_y in der Querrichtung (Y-Richtung) 122 der Ge samtkraft F_G entsprechen.Consequently, the piezo cable sections 300 a and 300 b generate charge difference signals which correspond to the component F _x in the longitudinal direction (X direction) 110 of the total force F _G acting on the cutting blade 140 , while the piezo cable sections 300 c and 300 d generate charge differences, which correspond to the component F _y in the transverse direction (Y direction) 122 of the total force F _G.

Die Piezokabelabschnitte 300 sind ebenso wie die Dehnungsmeß streifen 274 der zweiten Ausführungsform der erfindungsgemä ßen Schneidvorrichtung 100 über Signalleitungen 276 an je weils einen Eingang einer Verstärker/Filter-Schaltung 280 ei ner an dem Niederhalter 216 angeordneten Auswertungsschaltung 278 angeschlossen. Um die von den Piezokabelabschnitten 300 erzeugten Ladungsdifferenzen verarbeiten zu können, umfaßt die Verstärker/Filter-Schaltung 280 der dritten Ausführungs form, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform, Ladungs- Spannungs-Wandler.The piezo cable sections 300 , like the strain gauges 274 of the second embodiment of the cutting device 100 according to the invention, are connected via signal lines 276 to an input of an amplifier / filter circuit 280 each on the evaluation circuit 278 arranged on the holding-down device 216 . In order to be able to process the charge differences generated by the piezo cable sections 300 , the amplifier / filter circuit 280 of the third embodiment, as in the first embodiment, comprises charge-voltage converters.

Im übrigen stimmt die dritte Ausführungsform der erfindungs gemäßen Schneidvorrichtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funk tion mit der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform überein, auf deren Beschreibung insoweit Bezug genommen wird.Otherwise, the third embodiment of the cutting device 100 according to the invention corresponds in terms of structure and function to the second embodiment described above, to the description of which reference is made in this regard.

Eine in Fig. 10 dargestellte vierte Ausführungsform einer er findungsgemäßen Schneidvorrichtung 100 unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungs formen hinsichtlich der Ausgestaltung der unteren Messerfüh rung, hinsichtlich der Art der Übertragung der auf das Schneidmesser wirkenden Kraft auf den Sensor und hinsichtlich der Anzahl der verwendeten Sensoren.A shown in Fig. 10 fourth embodiment of he inventive cutting device 100 differs from the above-described first to third execution form regard to the configuration of the lower Messerfüh tion, concerning the type of transfer of the forces acting on the cutting knife force to the sensor and as to the number of the sensors used.

Wie aus Fig. 10 zu ersehen ist, umfaßt die untere Messerfüh rung 212 der vierten Ausführungsform einen im wesentlichen zylindrischen unteren Messerführungskörper 310, der im we sentlichen koaxial zu der C-Achse 142 ausgerichtet ist und von einer im wesentlichen kreuzförmigen unteren Führungsöff nung (nicht dargestellt) für das Schneidmesser 140 durchsetzt wird.As can be seen from Fig. 10, the lower Messerfüh tion 212 of the fourth embodiment comprises a substantially cylindrical lower knife guide body 310 , which is substantially coaxial with the C-axis 142 and of a substantially cruciform lower guide opening (not is represented) for the cutting knife 140 .

An der Oberseite des unteren Messerführungskörpers 310 ist ein (nicht dargestellter) Mitnahmeausleger festgelegt, der in der bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der Schneidvorrichtung 100 beschriebenen Weise mit der vier ten Riemenscheibe 190 zusammenwirkt, um die untere Messerfüh rung 212 um die C-Achse 142 zu drehen.On the upper side of the lower knife guide body 310 , a driving arm (not shown) is fixed, which cooperates with the fourth pulley 190 in the manner already described in connection with the first embodiment of the cutting device 100 , around the lower knife guide 212 about the C axis 142 to rotate.

Im Bereich der unteren Führungsöffnung 206 sind eine erste untere linke Führungsrolle 210a und eine zweite untere linke Führungsrolle 210b drehbar an dem Messerführungskörper 310 gelagert, wobei diese unteren linken Führungsrollen 210a und 210b so angeordnet sind, daß die (in der Schneidrichtung 141 gesehen) linke Flanke 186a des Schneidmessers 140 tangential an dem Umfang jeder der unteren linken Führungsrollen 210a, 210b anliegt, und wobei die zweite untere linke Führungsrolle 210b oberhalb der ersten unteren linken Führungsrolle 210a angeordnet ist. In the area of the lower guide opening 206 , a first lower left guide roller 210 a and a second lower left guide roller 210 b are rotatably mounted on the knife guide body 310 , these lower left guide rollers 210 a and 210 b being arranged such that the (in the cutting direction 141 seen) left flank 186 a of the cutting knife 140 is tangent to the circumference of each of the lower left guide rollers 210 a, 210 b, and wherein the second lower left guide roller 210 b is arranged above the first lower left guide roller 210 a.

Ferner sind im Bereich der unteren Führungsöffnung eine erste untere rechte Führungsrolle 210c und eine zweite untere rechte Führungsrolle 210d drehbar an dem Messerführungskörper 310 gelagert, wobei die unteren rechten Führungsrollen 210c und 210d so angeordnet sind, daß die (in der Schneidrichtung 141 gesehen) rechte Flanke 186b des Schneidmessers 140 je weils tangential an dem Umfang jeder der unteren rechten Füh rungsrollen 210c, 210d anliegt, und wobei die zweite untere rechte Führungsrolle 210d oberhalb der ersten unteren rechten Führungsrolle 210c angeordnet ist.Furthermore, in the region of the lower guide opening, a first lower right guide roller 210 c and a second lower right guide roller 210 d are rotatably mounted on the knife guide body 310 , the lower right guide rollers 210 c and 210 d being arranged such that the (in the cutting direction 141 seen) right edge 186 b of the cutting blade 140, depending weils tangentially to the periphery of each of the lower right Füh approximately roll 210 c, rests 210 d, and the second lower-right guide roller c 210 d above the first lower right guide roller 210th

Ferner ist im Bereich der unteren Führungsöffnung eine (nicht dargestellte) untere hintere Führungsrolle drehbar an dem Messerführungskörper 310 gelagert, wobei die untere hintere Führungsrolle so angeordnet ist, daß der stumpfe Messerrücken des Schneidmessers 140 tangential an dem Umfang der unteren hinteren Führungsrolle anliegt.Furthermore, in the area of the lower guide opening, a lower rear guide roller (not shown) is rotatably mounted on the knife guide body 310 , the lower rear guide roller being arranged such that the blunt knife back of the cutting knife 140 lies tangentially on the circumference of the lower rear guide roller.

Der untere Messerführungskörper 310 bildet zusammen mit der unteren hinteren Führungsrolle und den unteren linken Füh rungsrollen 210a und 210b sowie den unteren rechten Führungs rollen 210c und 210d die untere Messerführung 212 des Schneidmessers 140. The lower knife guide body 310 forms together with the lower rear guide roller and the lower left guide rollers 210 a and 210 b and the lower right guide rollers 210 c and 210 d the lower knife guide 212 of the cutting knife 140.

Mittels des Mitnahmeauslegers wird die Drehbewegung der vier ten Riemenscheibe auf den Messerführungskörper 310 übertra gen, so daß die untere Messerführung 212 stets denselben Drehwinkel ϕ bezüglich der C-Achse 142 wie die obere Messer führung und das Schneidmesser 140 einnimmt. By means of the driving arm, the rotational movement of the four-th pulley is transmitted to the knife guide body 310 , so that the lower knife guide 212 always has the same angle of rotation ϕ with respect to the C-axis 142 as the upper knife guide and the cutting knife 140 .

Der Messerführungskörper 310 ist mittels eines Wälzlagers, beispielsweise eines Kugellagers 214, um die C-Achse 142 drehbar an dem tellerförmigen Niederhalter 216 des Schneid kopfs 130 gelagert, welcher wiederum drehfest an dem Gehäuse des Schneidkopfs gehalten ist.The knife guide body 310 is mounted by means of a roller bearing, for example a ball bearing 214 , rotatable about the C-axis 142 on the plate-shaped hold-down 216 of the cutting head 130 , which in turn is held in a rotationally fixed manner on the housing of the cutting head.

Ein innerer Teil des Kugelkäfigs des Kugellagers 214 ist drehfest mit dem Messerführungskörper 310 verbunden, während ein äußerer Teil des Kugelkäfigs des Kugellagers 214 an einem den Messerführungskörper 310 ringförmig umgebenden Lager flansch 312 gehalten ist.An inner part of the ball cage of the ball bearing 214 is rotatably connected to the knife guide body 310 , while an outer part of the ball cage of the ball bearing 214 is held on a ring flange 312 surrounding the knife guide body 310 bearing 312 .

Der ringförmige Lagerflansch 312 taucht mit seinem äußeren Rand in eine ringförmige Ausnehmung 314 an der Innenseite ei nes ringförmigen Führungsflansches 318 ein, welcher mittels mehrerer Schrauben 320, von denen in Fig. 10 eine dargestellt ist und die den Führungsflansch 318 parallel zur C-Achse 142 durchsetzende Durchgangsbohrungen durchgreifen, an dem tel lerförmigen Niederhalter 216 festgelegt ist.The annular bearing flange 312 dips with its outer edge into an annular recess 314 on the inside of an annular guide flange 318 , which by means of several screws 320 , one of which is shown in FIG. 10, and which the guide flange 318 parallel to the C-axis 142nd pass through penetrating holes on the tel leriform hold-down 216 is fixed.

Unterhalb der ringförmigen Ausnehmung 314 ist an der Ober seite des Niederhalters 216 eine ringförmige Rille 322 mit einem im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt ausgebil det, in der ein erster Messerkraftsensor 232a angeordnet ist, der, wie der Messerkraftsensor der in Fig. 9 dargestellten dritten Ausführungsform der Schneidvorrichtung 100, aus vier Teilsensoren 275 gebildet ist, welche sich jeweils über einen Sektor von ungefähr 90° um die C-Achse 142 erstreckende Piezokabelabschnitte 300 umfassen. Der Aufbau dieser Piezo kabelabschnitte 300 entspricht dem des vorstehend beschrie benen und in Fig. 4 dargestellten Piezokabels 234. Below the annular recess 314 on the upper side of the hold-down device 216, an annular groove 322 with a substantially semicircular cross section is formed, in which a first knife force sensor 232 a is arranged, which, like the knife force sensor of the third embodiment shown in FIG Cutting device 100 , is formed from four partial sensors 275 , each of which comprises piezo cable sections 300 extending over a sector of approximately 90 ° around the C axis 142 . The structure of these piezo cable sections 300 corresponds to that of the above-described piezo cable 234 shown in FIG. 4 .

Der ringförmige Lagerflansch 312 liegt mit seiner Unterseite auf den vier Piezokabelabschnitten 300 auf und wird durch die gummiartige Elastizität der Piezokabelabschnitte 300 nach oben gegen eine obere Begrenzungswand der ringförmigen Aus nehmung 314 in dem Führungsflansch 318 vorgespannt.The annular bearing flange 312 lies with its underside on the four piezo cable sections 300 and is biased by the rubber-like elasticity of the piezo cable sections 300 upwards against an upper boundary wall of the annular recess 314 in the guide flange 318 .

Ferner ist an der Außenseite des Lagerflansches 312 eine wei tere ringförmige Ausnehmung 322 ausgebildet, in welcher ein zweiter Messerkraftsensor 232b in Form eines den Lagerflansch 312 ringförmig umgebenden Piezokabels 234 angeordnet ist. Der Aufbau des Piezokabels 234 entspricht dem bereits im Zusam menhang mit Fig. 4 beschriebenen Aufbau.Furthermore, on the outside of the bearing flange 312 a white tere annular recess 322 is formed, in which a second knife force sensor 232 b in the form of a ring surrounding the bearing flange 312 piezo cable 234 is arranged. The structure of the piezo cable 234 corresponds to the structure already described in connection with FIG. 4.

Wie aus Fig. 10 zu ersehen ist, durchsetzt ein Ende des Piezokabels 234 eine radiale Durchgangsöffnung 235 in dem ringförmigen Führungsflansch 318. Dieses Ende des Piezokabels führt zu einer (in Fig. 10 nicht dargestellten) Gesamtkraft- Auswertungsschaltung, die der in Fig. 5 dargestellten und in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschriebenen Auswertungsschaltung 236 entspricht.As can be seen from FIG. 10, one end of the piezo cable 234 passes through a radial through opening 235 in the annular guide flange 318. This end of the piezo cable leads to a total force evaluation circuit (not shown in FIG. 10) that is similar to that in FIG. 5 evaluation circuit 236 shown and described in connection with the first embodiment.

Auch die Enden der Piezokabelabschnitte 300 des ersten Sen sors 232a durchsetzen jeweils eine radiale Durchgangsöffnung 235 in dem ringförmigen Führungsflansch 318 und sind an je weils einen Eingang einer Querkraft-Auswertungsschaltung an geschlossen, die im wesentlichen der in Fig. 8 dargestellten und im Zusammenhang mit der zweiten Ausführungsform der er findungsgemäßen Schneidvorrichtung 100 beschriebenen Auswer tungsschaltung 278 entspricht.The ends of the piezo cable sections 300 of the first sensor 232 a each pass through a radial through opening 235 in the annular guide flange 318 and are each closed to an input of a lateral force evaluation circuit, which is essentially that shown in FIG. 8 and in connection with the second embodiment of the inventive cutting device 100 described evaluation circuit 278 corresponds.

Im Betrieb der vierten Ausführungsform der Schneidvorrichtung 100 wird die von dem zu schneidenden Material auf das Schneidmesser 140 ausgeübte Gesamtkraft F_G mittels der unteren hinteren Führungsrolle und mittels der unteren linken Führungsrollen 210a, 210b sowie der unteren rechten Führungs rollen 210c, 210d auf den Messerführungskörper 310 übertra gen. Dies führt zu einer Verschiebung des Messerführungskör pers 310 und damit des Lagerflansches 312 in radialer Rich tung relativ zu dem Niederhalter 216, wodurch das Piezokabel 234 des zweiten Sensors 232b, das zwischen dem Lagerflansch 312 und dem fest mit dem Niederhalter 216 verbundenen Füh rungsflansch 318 angeordnet ist, mit einer mechanischen Span nung beaufschlagt wird, so daß zwischen der Innenelektrode 238 und der Außenelektrode 240 des Piezokabels 234 eine von der Größe der Gesamtkraft F_G abhängige Ladungsdifferenz er zeugt wird.In the operation of the fourth embodiment of the cutting device 100 , the total force F _G exerted by the material to be cut on the cutting blade 140 by means of the lower rear guide roller and by means of the lower left guide rollers 210 a, 210 b and the lower right guide rollers 210 c, 210 d on the knife guide body 310 übertra gene. This results in a displacement of the Messerführungskör pers 310 and thus of the bearing flange 312 in the radial Rich tung relative to the holding-down device 216, whereby the piezoelectric cable 234 of the second sensor 232 b, the and the fixed between the bearing flange 312 with the hold-down 216 connected Füh approximately flange 318 is arranged, a mechanical voltage is applied, so that between the inner electrode 238 and the outer electrode 240 of the piezo cable 234 a dependent on the size of the total force F _G charge difference he is witnessed.

Die so entstandene Ladungsdifferenz wird in der Gesamtkraft- Auswertungsschaltung in der bereits beschriebenen Weise in ein Spannungssignal gewandelt, das die auf das Schneidmesser 140 wirkende Gesamtkraft angibt und auf dessen Grundlage im Falle eines Messerbruchs die sofortige Stillsetzung der Schneidvorrichtung 100 und im Falle einer Überschreitung ei nes oberen Schwellenwerts für die Gesamtkraft ein Nach schleifvorgang für das Schneidmesser 140 ausgelöst wird.The resulting charge difference is converted in the total force evaluation circuit in the manner already described into a voltage signal which indicates the total force acting on the cutting knife 140 and on the basis of which, in the event of a knife break, the immediate stopping of the cutting device 100 and in the event of an egg being exceeded Upper threshold for the total force is triggered after sharpening for the cutting knife 140 .

Da das Schneidmesser 140 an dem Messerhalter 150 (vergleiche Fig. 2) festgelegt ist, wird das Schneidmesser 140 ferner aufgrund der auf dasselbe wirkenden Querkraft, d. h. aufgrund der auf das Schneidmesser senkrecht zur Schneidrichtung wir kenden Kraftkomponente F_Q der Gesamtkraft, aus der Richtung der C-Achse 142 gekippt. Dies führt dazu, daß auf ein Paar einander diagonal an dem Schneidmesser 140 gegenüberliegender unterer seitlicher Führungsrollen ein Paar einander entgegen gesetzt gerichteter, betragsmäßig gleich großer Kräfte wirkt. Since the cutting knife 140 is fixed to the knife holder 150 (cf. FIG. 2), the cutting knife 140 is furthermore moved from the direction of the force component F _Q due to the transverse force acting on the same, ie due to the force component F _{Q of} the total force acting perpendicularly to the cutting direction C-axis 142 tilted. This means that a pair of oppositely directed, equally large forces act on a pair of lower lateral guide rollers diagonally opposite one another on the cutting knife 140 .

Ist beispielsweise, wie in Fig. 10 dargestellt, die auf das Schneidmesser 140 wirkende Querkraft nach links gerichtet, so wirkt auf die erste untere linke Führungsrolle 210a und auf die zweite untere rechte Führungsrolle 210d ein Paar von Kräften F₁ (nach links) bzw. F₂ (nach rechts).For example, as shown in FIG. 10, if the transverse force acting on the cutting knife 140 is directed to the left, then a pair of forces F ₁ (to the left) acts on the first lower left guide roller 210 a and on the second lower right guide roller 210 d or F ₂ (to the right).

Da die erste untere linke Führungsrolle 210a unterhalb des oberen Randes des Lagerflansches 312 an dem Messerführungs körper 310 gelagert ist und die zweite untere rechte Füh rungsrolle 210d oberhalb des oberen Randes des Lagerflansches 312 an dem Messerführungskörper 310 gelagert ist, wirkt somit auf die untere Messerführung 212 ein solches Drehmoment be züglich einer Schwenkachse, die links von dem Schneidmesser 140 durch die an dem Führungsflansch 318 anliegende obere Außenkante des Lagerflansches 312 verläuft, daß die untere Messerführung 212 und damit der Lagerflansch 312 um diese Schwenkachse (in der Darstellung der Fig. 10) im Uhrzeiger sinn nach unten geschwenkt wird.Since the first lower left guide roller is a stored 210 below the upper edge of the bearing flange 312 on the knife guide body 310 and the second lower right Füh approximately roll 210 d above the upper edge of the bearing flange is mounted on the knife guide body 310 312, thus acting on the lower Knife guide 212 such a torque with respect to a pivot axis which runs to the left of the cutting knife 140 through the upper outer edge of the bearing flange 312 abutting the guide flange 318 , that the lower knife guide 212 and thus the bearing flange 312 about this pivot axis (in the illustration of FIG. 10) is pivoted downwards in a clockwise direction.

Wirkt also auf das Schneidmesser 140 eine (in Schneidrichtung gesehen) nach links gerichtete Kraft, so drückt der Lager flansch 312 von oben gegen einen Piezokabelabschnitt 300 ei nes rechts von dem Schneidmesser 140 angeordneten Teilsensors 275 des ersten Sensors 232a. Der so mit einer mechanischen Spannung beaufschlagte Piezokabelabschnitt 300 erzeugt ein Ladungsdifferenzsignal, das der auf das Schneidmesser 140 wirkenden Querkraft F_Q proportional ist, von der auf das Schneidmesser 140 wirkenden Schneidkraft F_S, d. h. der im we sentlichen parallel zur Schneidrichtung auf das Schneidmesser 140 wirkenden Kraftkomponente, jedoch unabhängig ist.So acts on the cutting knife 140 (seen in the cutting direction) force to the left, the bearing flange 312 presses from above against a piezo cable section 300 egg nes right of the cutting knife 140 arranged partial sensor 275 of the first sensor 232 a. The piezo cable section 300 thus acted upon with a mechanical tension generates a charge difference signal which is proportional to the transverse force F _Q acting on the cutting knife 140 , from the cutting force F _S acting on the cutting knife 140 , ie which acts on the cutting knife 140 essentially parallel to the cutting direction Force component, however, is independent.

Das Ladungsdifferenzsignal des auf der der Schwenkachse der unteren Messerführung 212 gegenüberliegenden Seite des Schneidmessers 140 angeordneten Teilsensors 275 kann somit unmittelbar dazu verwendet werden, den Betrag der Querkraft F_Q zu bestimmen, ohne daß diese Querkraft indirekt aus der richtungsabhängig bestimmten Gesamtkraft F_G und dem momen tanen Drehwinkel ϕ des Schneidmessers 140 ermittelt werden müßte.The charge difference signal of the partial sensor 275 arranged on the side of the cutting knife 140 opposite the pivot axis of the lower knife guide 212 can thus be used directly to determine the magnitude of the transverse force F _Q without this transverse force being indirectly derived from the directionally determined total force F _G and the moment tanen rotation angle ϕ of the cutting knife 140 would have to be determined.

In entsprechender Weise erzeugt der links von dem Schneidmes ser 140 angeordnete Teilsensor 275 des ersten Sensors 232a ein dem Betrag der Querkraft F_Q entsprechendes Ladungsdif ferenzsignal, wenn die Querkraft auf das Schneidmesser 140 (in Schneidrichtung gesehen) nach rechts gerichtet ist.In a corresponding manner, the partial sensor 275 of the first sensor 232 a arranged to the left of the cutting knife 140 generates a charge difference difference signal corresponding to the amount of the transverse force F _Q when the transverse force on the cutting knife 140 (viewed in the cutting direction) is directed to the right.

Daraus, welcher der vier Teilsensoren 275 des ersten Sensors 232a ein Ladungsdifferenzsignal erzeugt, kann daher auf die Richtung der auf das Schneidmesser 140 wirkenden Querkraft F_Q geschlossen werden.Which of the four sub-sensors 275 of the first sensor 232 a generates a charge difference signal can therefore be used to infer the direction of the transverse force F _Q acting on the cutting knife 140 .

Das von der Querkraft-Auswertungsschaltung erzeugte, der Querkraft F_Q entsprechende Ausgangssignal wird über eine Signalleitung an die CNC-Bahnsteuerung der Steuereinheit der Schneidvorrichtung 100 übermittelt und von derselben zu Kor rekturen der Bahn des Schneidmessers 140 verwendet.The output signal generated by the lateral force evaluation circuit and corresponding to the lateral force F _Q is transmitted via a signal line to the CNC path control of the control unit of the cutting device 100 and is used by the same to correct the path of the cutting knife 140 .

Im übrigen stimmt die vierte Ausführungsform der Schneidvor richtung 100 hinsichtlich Aufbau und Funktion mit den vorste hend beschriebenen Ausführungsformen überein.Incidentally, the fourth embodiment of the Schneidvor right direction 100 with respect to construction and function correspond to the starting vorste described embodiments.

Claims

1. Cutting device, in particular for webs, comprising a cutting head ( 130 ) held on a holding element ( 112 ), on which a cutting knife ( 140 ) is rotatably held, the cutting head ( 130 )

- a rotating part ( 268 ) which rotates with a rotation of the cutting knife ( 140 ) with the same relative to the holding element ( 112 ), and
a non-rotating part ( 270 ) which maintains its orientation relative to the holding element ( 112 ) when the cutting knife ( 140 ) rotates,

and the cutting head ( 130 ) has a sensor ( 232 ) for detecting a force acting on the cutting knife ( 140 ), characterized in that the sensor ( 232 ) for detecting the force acting on the cutting knife ( 140 ) at the non- rotating part ( 270 ) of the cutting head ( 130 ) is arranged.

2. Cutting device according to claim 1, characterized in that the sensor ( 232 ) is arranged on a presser foot or hold-down ( 216 ) of the cutting head ( 130 ).

3. Cutting device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the cutting head ( 130 ) comprises a transmission device for transmitting a force acting on the cutting knife ( 140 ) to the sensor ( 232 ).

4. Cutting device according to claim 3, characterized in that the transmission device comprises a relative to the non-rotating part ( 270 ) of the cutting head ( 130 ) movable element ( 214 , 312 ).

5. Cutting device according to claim 4, characterized in that the transmission device comprises a roller bearing ( 214 ) through which the rotating part ( 268 ) of the cutting head ( 130 ) on the non-rotating part ( 270 ) of the cutting head ( 130 ) is mounted.

6. Cutting device according to claim 5, characterized in that the roller bearing ( 214 ) directly acts on the sensor ( 232 ) with a force transmitted by the cutting knife ( 140 ).

7. Cutting device according to claim 5, characterized in that the rolling bearing is held on a bearing flange ( 312 ) which is in contact with the non-rotating part ( 270 ) of the cutting head ( 130 ).

8. Cutting device according to one of claims 4 to 7, characterized in that the movable element ( 214 , 312 ) relative to the non-rotating part ( 270 ) of the cutting head ( 130 ) is displaceable.

9. Cutting device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the movable element ( 214 , 312 ) relative to the non-rotating part ( 270 ) of the cutting head ( 130 ) is tiltable or pivotable.

10. Cutting device according to claim 9, characterized in that the rotating part ( 268 ) of the cutting head ( 130 ) comprises guide devices ( 210 a, 210 b, 210 c, 210 d) for the cutting knife ( 140 ), by the action of a force a torque acting on the movable element ( 214 , 312 ) can be generated on the cutting knife ( 140 ).

11. Cutting device according to claim 10, characterized in that the guide devices ( 210 a, 210 b, 210 c, 210 d) comprise at least two guide rollers which abut on opposite flanks ( 186 a, 186 b) of the cutting knife ( 140 ) and are arranged offset to one another in the longitudinal direction of the cutting knife ( 140 ).

12. Cutting device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the sensor ( 232 ) comprises a piezoelectric sensor ( 234 ; 300 ).

13. Cutting device according to claim 12, characterized in that the sensor ( 232 ) comprises at least a portion of a piezo cable ( 234 ; 300 ).

14. Cutting device according to one of claims 1 to 13, characterized in that the sensor ( 232 ) comprises at least one bending beam ( 272 ).

15. Cutting device according to claim 14, characterized in that the sensor comprises at least one strain gauge ( 274 ).

16. Cutting device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the cutting device ( 100 ) comprises an evaluation unit ( 236 , 260 ; 278 , 260 ) for processing at least one signal generated by the sensor ( 232 ).

17. Cutting device according to claim 16, characterized in that at least a part ( 236 ; 278 ) of the evaluation unit is arranged in the cutting head ( 130 ).

18. Cutting device according to claim 17, characterized in that the sensor ( 232 ) and a part ( 236 ; 278 ) of the evaluation unit on the presser foot or never derhalter ( 216 ) of the cutting head ( 130 ) are arranged.

19. Cutting device according to one of claims 1 to 18, characterized in that the evaluation unit ( 236 , 260 ; 278 , 260 ) has a shutdown signal for a direction of movement of the cutting head ( 130 ) and / or for a drive device ( 177 , 194 ) Cutting knife ( 140 ) generated when the signal generated by the sensor ( 232 ) indicates a break in the cutting knife ( 140 ).

20. Cutting device according to claim 19, characterized in that the evaluation unit ( 236 , 260 ; 278 , 260 ) is designed such that it generates the shutdown signal when the signal generated by the sensor ( 232 ) has a steep edge.

21. Cutting device according to one of claims 16 to 20, characterized in that the evaluation unit ( 236 , 260 ; 278 , 260 ) generates a grinding signal which triggers a grinding process for the grinding knife ( 140 ) by means of a grinding device when this is from the sensor ( 232 ) generated signal indicates a force above the threshold value on the cutting knife ( 140 ).

22. Cutting device according to one of claims 1 to 21, characterized in that the sensor ( 232 ) is so formed that it detects the force acting on the cutting knife ( 140 ) depending on the direction.

23. Cutting device according to claim 22, characterized in that the sensor ( 232 ) comprises a plurality of partial sensors ( 275 ), each of which detects a component of the force acting on the cutting knife ( 140 ).

24. Cutting device according to claim 23, characterized in that the sensor ( 232 ) comprises partial sensors ( 275 ) which detect the components of the force acting on the cutting knife ( 140 ) along two mutually perpendicular coordinate directions ( 110 , 122 ).

25. Cutting device according to claim 24, characterized in that the sensor ( 232 ) for each of the coordinate directions ( 110 , 122 ) comprises two mutually opposite sub-sensors ( 275 ).

26. Cutting device according to one of claims 24 or 25, characterized in that the cutting head ( 130 ) along two mutually perpendicular coordinate directions ( 110 , 122 ) is movable and that the coordinate directions along which the partial sensors ( 275 ) the components of the detect the force acting on the cutting knife ( 140 ), essentially coincide with the coordinate directions ( 110 , 122 ) along which the cutting head ( 130 ) can be moved.

27. Cutting device according to one of claims 23 to 26, characterized in that the cutting device ( 100 ) comprises a processing unit ( 282 ) which from the component sensors ( 275 ) detected components of the force acting on the cutting knife ( 140 ) substantially Force component (F _S ) acting parallel to the cutting direction on the cutting knife ( 140 ) is determined.

28. Cutting device according to one of claims 23 to 27, characterized in that the cutting device ( 100 ) comprises a processing unit ( 282 ) which from the component sensors ( 275 ) detected components of the force acting on the cutting knife ( 140 ) substantially Force component (F _Q ) acting perpendicular to the cutting direction on the cutting knife ( 140 ).

29. Cutting device according to one of claims 22 to 28, characterized in that the cutting device ( 100 ) comprises a control unit ( 264 ) which a predetermined movement of the cutting knife ( 140 ) by issuing suitable control signals to the movement device ( 132 ) of the cutting head ( 130 ) and to a rotary drive unit ( 197 ) of the cutting knife ( 140 ), wherein the control unit ( 264 ) is designed so that it the predetermined for the cutting knife ( 140 ) movement with respect to the direction of movement and / or speed of movement depending on modified the signal generated by the sensor ( 232 ).

30. Cutting device according to one of claims 1 to 29, characterized in that the cutting head ( 130 ) has at least two sensors ( 232 a, 232 b) for detecting a force acting on the cutting knife ( 140 ), of which a sensor ( 232 b ) a total force (F _G ) acting on the cutting knife and / or a force component (F _S ) acting essentially parallel to the cutting direction on the cutting knife ( 140 ) and another sensor ( 232 a) an essentially perpendicular to the cutting direction on the cutting knife ( 140 ) acting force component (F _Q ) detected.