DE19827381A1 - Maschine zum Schneiden von Blöcken, insbesondere Polyurethan - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Maschine zum Schneiden von Blöcken, insbesondere aus Polyurethan.

In besonderer Weise, jedoch nicht ausschließlich, kann die Erfindung nützlich zum Erhalten von Profilen angewandt werden, die aus harten, mittelharten und flexiblen geschäumten Polyurethanen hergestellt sind, die eine festgelegte Form haben und für verschiedene Verwendungszwecke bestimmt sind, wie zum Beispiel zur Herstellung von Matratzen und Kissen, von Einrichtungselementen, von Automobilzubehör, von thermoisolierenden Elementen usw.

Es sind bereits Maschinen zum Schneiden von Polyurethanblöcken bekannt, gewöhnlich als "Pantographen" bezeichnet und ein Schneidelement enthaltend, das zum Beispiel von der Art eines Messers oder eines Drahtes sein kann, welches sich in seiner Länge in horizontaler Richtung erstreckt und angetrieben wird, um bestimmte Bewegungen entlang von zwei zueinander rechtwinklig angeordneten Achsen auszuführen. Der zu bearbeitende Block wird normalerweise auf einer horizontalen Plattform positioniert, die eventuell um eine vertikale Achse drehbar sein kann, so daß es dem zu bearbeitenden Block möglich ist, sich im Verhältnis zu dem Schneidelement zu drehen.

Die Bewegung des Schneidelementes kann im wesentlichen von zwei Arten sein: wechselweise oder kontinuierlich. Je nach dem Typ des Schneidelementes und der Art der angewandten Schneidbewegung können die bekannten Pantographen in drei Gruppen klassifiziert werden: solche mit Schneiddraht (allgemein mit kontinuierlicher Bewegung), solche mit Messer mit Schwingbewegung und solche mit Messer mit kontinuierlicher Bewegung.

Der Pantograph mit Schneiddraht erlaubt es Blöcke zu schneiden, die aus jedem beliebigen Typ von Polyurethan hergestellt sind, vom härtesten bis zum flexibelsten; trotzdem weist er den Nachteil auf, daß er während der Bearbeitung Staub erzeugt.

Die Pantographen mit Messer haben normalerweise nicht den obengenannten Nachteil, erweisen sich aber als ungeeignet zur Bearbeitung von allen Polyurethantypen mit der gleichen Maschine, vom härtesten bis zum flexibelsten. Tatsächlich ergibt es sich, daß in der Praxis die Pantographen mit Schwingmesser zum Schneiden von verhältnismäßig hartem und starren Polyurethan verwendet werden, während jene mit Messern, die einen kontinuierlichen Vorschub haben, zum Schneiden von verhältnismäßig weicherem und flexibleren Polyurethan vorgesehen sind.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist der, eine Maschine von "universellem" Typ herzustellen, die es also erlaubt, aus verschiedenen Materialtypen hergestellte Blöcke zu schneiden, von den härtesten bis zu den flexibelsten, ohne während der Bearbeitung Staub zu erzeugen.

Ein Vorteil der betreffenden Erfindung ist der, daß die Verwendung von verschiedenen Arten von Schneidwerkzeugen auf der gleichen Maschine erlaubt ist.

Ein anderer Vorteil ist der, daß sie konstruktiv gesehen einfach und wirtschaftlich ist und einen ausgesprochen zuverlässigen Betrieb hat.

Diese Zwecke und Vorteile und noch weitere werden alle erreicht durch die vorliegende Erfindung, so wie sie durch die nachstehend aufgeführten Ansprüche gekennzeichnet ist.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer Verwirklichungsform der betreffenden Erfindung hervor, die rein als Beispiel und nicht begrenzend in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist.

Abb. 1 zeigt eine schematische Planansicht von oben von einer Maschine, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung hergestellt ist;

Abb. 2 zeigt eine unterbrochene Frontalansicht des beweglichen Gerüstes der Maschine aus Abb. 1;

Abb. 3 zeigt das Gerüst aus Abb. 2 in einer anderen betrieblichen Darstellung;

Abb. 4 zeigt in vergrößerter Form ein Detail aus den Abb. 2 und 3.

Unter Bezugnahme auf die oben erwähnten Abbildungen ist mit 1 in ihrer Gesamtheit eine Maschine zum Schneiden von Blöcken aus Schaumpolyurethan bezeichnet, und zwar zu dem Zweck, geformte Teile mit einem festgelegten Profil herzustellen.

Die Maschine 1 ist mit einer horizontalen Basisplattform 2 versehen, auf welcher es möglich ist, einen zu schneidenden Block anzuordnen. Die Plattform 2 kann sich um eine vertikale Drehachse drehen, welche durch die Mitte der Plattform selbst verläuft. Die Mittel zum Zuführen und zum Positionieren des Materialblockes auf der Plattform 2 sind bekannt und hier nicht gezeigt.

Die Maschine 1 enthält ein bewegliches Gerüst 3, das zwei Ständer 4 aufweist, die sich vertikal über der Plattform 2 erheben, und die entsprechend zu den beiden sich gegenüberliegenden Seiten der Plattform selbst angeordnet sind. Die beiden Ständer 4 sind oben durch einen horizontalen Querbalken 5 miteinander verbunden.

Das Gerüst 3 ist entlang von geradlinigen und vertikalen Führungen verschiebbar und mit einer Trägerstruktur 6 in Form eines Portals verbunden, welches zwei seitliche Ständer enthält, die von einem sie verbindenden Querbalken überlagert sind. Die Ständer der Struktur, die sich an den sich gegenüberliegenden Seiten der Plattform 2 befinden, sind ihrerseits mit entsprechenden feststehenden, geradlinigen und horizontalen Führungen 28 verbunden, die sich der Länge nach entlang den obengenannten sich gegenüberliegenden Seiten der Plattform erstrecken. Daher ist das Gerüst 3 mit der Möglichkeit versehen, gesteuerte Bewegungen nach zwei zueinander rechtwinklig verlaufenden Richtungen auszuführen, und zwar einer vertikalen und der anderen horizontal und im wesentlichen parallel zu den beiden sich gegenüberliegenden Seiten der Plattform 2.

Die Antriebsmittel für die vertikale Bewegung des Gerüstes 3 im Verhältnis zu der Trägerstruktur 6 und für die horizontale Bewegung letzterer entlang der feststehenden Führungen sind bekannt und daher hier nicht gezeigt.

Das Gerüst 3 und die Trägerstruktur 6 sind im Verhältnis zu der Plattform 2 so ausgebildet und angeordnet, daß der zur Positionierung des zu bearbeitenden Blockes auf der Plattform 2 erforderliche Platz frei gelassen wird.

Das Gerüst 3 trägt eine erste Gruppe von vier Rädern 7, zwei davon dem einem Ständer 4 des Gerüstes 3 zugeordnet und zwei dem anderen. Diese Räder sind drehbar an dem Gerüst 3 montiert, und zwar mit Drehachsen im wesentlichen parallel zu der horizontalen Bewegung des Gerüstes, das heißt parallel zu den feststehenden Führungen 28. Von den beiden, einem jeden Ständer 4 zugeordneten Rädern 7, ist eins unten und eins oben angeordnet. Über die erste Gruppe von Rädern 7 ist vorgesehen, daß ein ringförmig geschlossenes flexibles Schneidelement 8 läuft, welches vom Typ Schneiddraht oder Messer sein kann. Die Räder 7, über die das flexible Element läuft, zum Beispiel von Typ eines Messers, sind austauschbar gegen andere geeignete Räder, zum Beispiel zum Aufziehen eines als Schneiddraht ausgeführten Elementes. Je nach dem Typ des Schneidelementes, das verwendet werden soll, ist es also möglich, an der Maschine 1 eine geeignete Gruppe von Rädern 7 zu montieren.

Das erste Schneidelement 8 ist mit der Möglichkeit versehen, auf Antrieb über die Räder 7 selbst zu laufen; die Antriebsmittel, die das erste Schneidelement 8 zum Laufen bringen, sind bekannt und hier nicht gezeigt; ein Abschnitt 8a dieses ersten Schneidelementes, gespannt zwischen den beiden unteren Rädern 7, ist im Betrieb dazu bestimmt, den auf der Plattform 2 positionierten Block auf gesteuerte Weise zu schneiden.

Jeder Ständer 4 des Gerüstes 3 trägt eine entsprechende Messerführvorrichtung oder Drahtführvorrichtung 9, welche je nach Typ des verwendeten Schneidelementes 8 austauschbar ist. Diese Vorrichtungen, die aus einem Gehäuse 10, welches die von dem jeweiligen Ständer 4 getragenen Elemente abdeckt und schützt, herausragen, sind auf lösbare Weise an Mittel angeschlossen, um auf einen Antrieb hin dem obengenannten aktiven Abschnitt 8a des ersten Schneidelementes Umdrehungen um seine Längsachse zu verleihen. Um das Schneidelement 8 zum Drehen zu bringen, enthalten diese Mittel, einem jeden Ständer 4 zugeordnet, ein Element 11, das drehbar an Halterungen angeschlossen ist, die sich am Fuße des jeweiligen Ständers 4 befinden. Der aktive Abschnitt 8a des ersten Schneidelementes 8 kann mit der Umdrehung dieses Drehelementes 11 verbunden werden, und zwar durch das Einschieben des Schneidelementes selbst in einen in das Element 11 selbst eingearbeiteten Schlitz, welcher sich in radialer Richtung in der Tiefe und in axialer Richtung in der Länge erstreckt. Die Antriebsmittel, die dazu bestimmt sind, das drehbare Element 11 in Umdrehung zu versetzen, werden nachstehend beschrieben. Die Maschine 1 enthält außerdem zwei Läufer 13, von denen ein jeder einem entsprechenden Ständer 4 zugeordnet ist. Beide Läufer 13 sind mit der Möglichkeit versehen, auf einen Antrieb hin eine axiale Bewegung entlang einer Achse parallel zu dem obengenannten aktiven Abschnitt 8a des ersten Schneidelementes auszuführen, angeordnet in der Nähe desselben. Es ist vorgesehen, daß die entgegengesetzten Enden eines zweiten Schneidelementes 14 auf lösbare Weise mit den jeweiligen Läufern verbindbar sind. In diesem besonderen Falle wird das zweite Schneidelement 14 aus einem Messer mit Sägeschliff gebildet, das zum Schneiden von verhältnismäßig hartem Schaumpolyurethan geeignet ist. Außerdem sind Mittel vorgesehen, um den Läufern 13 in Verbindung eines mit dem anderen eine Hin-und-Her­ schwingbewegung entlang ihrer gemeinsamen Achse zu verleihen. Diese Antriebsmittel enthalten eine zweite Gruppe von Rädern 15, von denen zwei dem einem Ständer 4 zugeordnet sind und zwei dem anderen. Die Räder 15 sind drehbar montiert, und zwar mit den Drehachsen im wesentlichen parallel zu der horizontalen Bewegung des Gerüstes 3. Von den beiden zu der zweiten Gruppe gehörenden Räder 15, die sich auf jeweils einen Ständer 4 beziehen, ist das eine unten und das andere oben angeordnet.

Über die Räder 15 der zweiten Gruppe ist vorgesehen, ein flexibles Übertragungselement 16 für die Bewegung laufen zu lassen, das mit der Möglichkeit versehen ist, auf einen Antrieb hin über die Räder 15 selbst zu laufen. Dieses Element 16 kann zum Beispiel aus einem Kabel oder aus einem Metallseil gebildet sein. Die entgegengesetzten Enden dieses flexiblen Übertragungselementes sind mit den Läufern 13 verbunden, so daß bei Ausübung einer Zugkraft an einem Ende des Übertragungselementes 16 ein Verschieben des entsprechenden Läufers 13 erfolgt.

Um schließlich die obengenannte Verschiebung der Läufer 13 zu erhalten, sind Mittel vorgesehen, um das flexible Element 16 auf den Rädern 15, über die es läuft, hin und her gleiten zu lassen. Diese Mittel können zum Beispiel ein Exzenterelement 17 enthalten, das mit einem Motor versehen und über einen Schwingarm an dem Gerüst 3 montiert ist, und an welches das Übertragungselement 16 angeschlossen ist. Die Wirkung des Exzenterelementes 17 ruft folglich eine Schwingbewegung der beiden Läufer 13 hervor und somit des zweiten Schneidelementes 14, wenn die Enden von letzterem erst einmal an den beiden Läufern 13 befestigt sind.

Ebenfalls enthält die Maschine 1 Mittel, um den Läufern 13 auf einen Antrieb hin und in Verbindung von einem mit dem anderen Umdrehungen um eine gemeinsame Laufachse zu verleihen. Diese Mittel enthalten in diesem Falle eine Übertragung mit Zahnriemen, welche die Bewegung von einem an dem Gerüst 3 montierten Getriebemotor 18 erhält. Der Getriebemotor 18 treibt eine Welle mit horizontaler Achse an, die an einem Ende mit einer Riemenscheibe 19 versehen ist, letztere über einen Riemen 20 mit einer weiteren Riemenscheibe 21 verbunden, die an eine Welle 22 angeschlossen ist, welche um eine horizontale Achse drehbar ist und sich im oberen Teil des Gerüstes 3 zwischen den beiden Ständern 4 befindet. Diese Welle 22 weist an ihren entgegengesetzten Enden zwei weitere Riemenscheiben 23 auf, von denen eine jede über Riemen 24 mit den beiden Läufern 13 verbunden ist. Jeder Läufer 13 ist verschiebbar mit einem entsprechenden Drehelement 25 verbunden, das eine im wesentlichen zylindrische und innen hohle Form aufweist, und zwar außerhalb des Läufers 13 und koaxial zu diesem. Jedes Drehelement 25 und dessen jeweiliger Läufer 13 sind auf solche Weise miteinander verbunden, daß sie in der Umdrehung eines im Verhältnis zum anderen vereint sind und gegenseitige axiale Verschiebungen erlauben. Jedes Drehelement 25 weist eine Rille 26 auf, in welcher teilweise ein Riemen 24 der obengenannten Übertragung läuft. Die Umdrehung der Welle des Getriebemotors 18 wird somit über die Riemen der oberen Riemenscheibenwelle 22 auf beide Läufer 13 übertragen.

Die Maschine 1 ist außerdem mit Übertragungsmitteln versehen, die dazu dienen, die Umdrehung der Läufer 13 an die Umdrehung des aktiven Abschnittes 8a des ersten Schneidelementes zu binden. Diese Übertragungsmittel enthalten eine mechanische Übertragung, vorzugsweise eine homokinetische, welche das dem ersten Schneidelement 8 zugeordnete Drehelement 11 mit dem Drehelement 25, das einem Läufer 13 zugeordnet ist, verbinden.

In diesem besondere Falle wird die Übertragung durch zwei ineinandergreifende Zahnräder 27 von gleichem Durchmesser hergestellt. Somit werden die Umdrehungen der Abtriebswelle des Getriebemotors 18 außer auf das zweite Schneidelement 14 auch auf den aktiven Abschnitt 8a des ersten Schneidelementes übertragen.

Die Maschine 1 ist mit einer Steuer- und Antriebseinheit versehen, und zwar von bekannter Art und hier nicht gezeigt, welche insbesondere steuert: die Funktion der Antriebsmittel, welche die Schneidbewegung an das eine oder das andere der beiden Schneidelemente 8 und 14 liefern, je nach den Anforderungen; die Verschiebung des Gerüstes 3, nach welcher man aus dem kompakten Block ein mit einem bestimmten Profil versehenes Teil erhält; die Umdrehung des Schneidelementes (8 oder 14) um die eigene Längsachse, die dazu dient, während des Schneidvorgangs die Richtung der Schneide des Elementes selbst zu verändern (insbesondere, wenn dieses ein Messer ist), um ein wirksames Schneiden von Teilen mit gebogenen und schrägen Profilen auch von erheblichem Umfang zu erlauben.

Für den Fall, daß man das erste Schneidelement 8 benutzen möchte (mit kontinuierlicher Schneidbewegung), insbesondere zur Bearbeitung von verhältnismäßig weicheren und flexibleren Materialien, muß das zweite Schneidelement 14 von den lösbaren Haltemitteln, die es an den Läufern 13 befestigt halten, abgenommen werden. Je nach dem Typ des ersten Schneidelementes 8, der benutzt werden soll (Messer oder Schneiddraht), müssen außerdem an dem Gerüst 3 die für den Fall geeignetsten Räder 7 vorbereitet und montiert werden.

Umgekehrt, wenn man das zweite Schneidelement 14 benutzen möchte (mit wechselweiser Schneidbewegung), insbesondere zur Bearbeitung von verhältnismäßig härteren und starren Materialien, muß das erste Schneidelement 8 entfernt werden, das leicht aus den Drehelementen 11 durch die in diese selbst eingearbeiteten Schlitze herausgezogen werden kann.

Ist die Maschine 1 dann vorbereitet, wird zu dem Schneidvorgang übergegangen, und zwar auf die im wesentlichen bekannte Weise, die keine weiteren Erklärungen erfordert.

Die hier beschriebene Maschine ist von einem "universellen" Typ:
Sie weist also die Voraussetzungen auf und ist in der Lage, alle die Funktionen auszuführen, die heute drei unterschiedlichen Maschinen eigen sind. Insbesondere erlaubt es die Maschine durch wenige und einfache Anpassungen, verschiedene Typen von Polyurethan, von den härtesten bis zu den flexibelsten, auf optimale Weise zu bearbeiten.

Ein Vorzug der betreffenden Maschine ist durch die Tatsache gegeben, daß sie nur einen einzigen Antrieb aufweist, der in diesem besonderen und vorstehend beschriebenen Falle einen Getriebemotor 18 enthält, der so wirkt, daß er sei es das erste Schneidelement 8 wie auch das zweite Schneidelement 14 zum Drehen bringt, mit der daraus sich ergebenden konstruktiven und betrieblichen Vereinfachung.

An der Erfindung können zahlreiche Veränderungen in der praktischen Anwendung der Konstruktionsdetails angebracht werden, ohne dabei aus dem Schutzbereich der nachstehend beanspruchten erfinderischen Idee herauszugehen.

Claims (7)

1. Maschine zum Schneiden von Böcken vom Typ enthaltend:

• - eine Basisplattform (2), auf welcher es möglich ist, einen zu schneidenden Block zu positionieren;
• - ein bewegliches Gerüst (3) mit zwei Ständern (4), die sich vertikal über der Plattform (2) erheben, und die entsprechend den beiden sich gegenüberliegenden Seiten der Plattform selbst angeordnet sind, versehen mit der Möglichkeit, Bewegungen in zwei zueinander rechtwinklig verlaufenden Richtungen auszuführen, und zwar die eine vertikal und die andere horizontal und im wesentlichen parallel zu den genannten, sich gegenüberliegenden Seiten der Plattform (2);
• - eine erste Gruppe von vier Rädern (7), von denen zwei dem einen Ständer (4) zugeordnet sind und zwei dem anderen, drehbar montiert und mit den Drehachsen im wesentlichen parallel zu der horizontalen Bewegung des Gerüstes (3), wobei die beiden Räder (7) eines jeden Ständers (4) so montiert sind, daß eines unten und das andere oben angeordnet ist, wobei die genannten Räder (7) dazu bestimmt sind, daß ein ringförmig geschlossenes erstes flexibles Schneidelement (8) um diese geführt wird, versehen mit der Möglichkeit, auf einen Antrieb hin über die Räder (7) selbst zu laufen, und wobei ein Abschnitt (8a) des ersten flexiblen Schneidelementes (8), das zwischen den beiden unteren Rädern (7) gespannt gehalten wird, dazu bestimmt ist, auf den auf der Plattform (2) positionierten Block zu wirken;
  dadurch gekennzeichnet, daß sie wie folgt enthält:
• - zwei Läufer (13), von denen jeder einem entsprechenden Ständer (4) zugeordnet ist, beide versehen mit der Möglichkeit einer axialen Bewegung entlang einer Achse parallel zu dem genannten aktiven Abschnitt (8a) des ersten Schneidelementes (8) und in der Nähe desselben angeordnet, wobei die entgegengesetzten Enden eines zweiten Schneidelementes (14) auf lösbare Weise mit den genannten Läufern (13) verbindbar sind;
• - Antriebsmittel, um den genannten Läufern (13) in Verbindung miteinander und entlang ihrer gemeinsamen Achse eine Hin-und-Her­ schwingbewegung zu verleihen.

2. Maschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Antriebsmittel wie folgt enthalten:

• - eine zweite Gruppe von Rädern (15), von denen zwei dem einen Ständer (4) zugeordnet sind und zwei dem anderen, drehbar montiert mit den Drehachsen im wesentlichen parallel zu der horizontalen Bewegung des Gerüstes (3), wobei von den beiden Rädern (15) eines jeden Ständers (4) eines unten und das andere oben angeordnet ist, wobei die genannten Räder (15) dazu bestimmt sind, daß ein flexibles Element (16) in Form eines offenen Ringes zur Übertragung der Bewegung um diese geführt wird, versehen mit der Möglichkeit, auf einen Antrieb hin über die Räder (15) selbst zu laufen, und wobei die entgegengesetzten Enden des genannten flexiblen Elementes (16) mit den genannten Läufern (13) verbunden sind;
• - Mittel, um das genannte flexible Element (16) auf den Rädern (15), um die es läuft, hin und her zu bewegen.

3. Maschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel enthält, um auf einen Antrieb hin dem genannten aktiven Abschnitt (8a) des ersten Schneidelementes (8) Drehbewegungen um seine Längsachse zu verleihen.

4. Maschine nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel enthält, um auf einen Antrieb hin den genannten Läufern (13) in Verbindung miteinander Drehbewegungen um ihre gemeinsame Achse zu verleihen, so daß sich das zweite Schneid­ element (14) um seine eigene Längsachse drehen kann, wobei außerdem Übertragungsmittel vorgesehen sind, die dazu dienen, die Umdrehung des genannten aktiven Abschnittes (8a) des ersten Schneidelementes (8) an die Umdrehung des zweiten Schneidelementes (14) zu binden.

5. Maschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Übertragungsmittel eine mechanische Übertragung enthalten, vorzugsweise eine mit Zahnrädern.

6. Maschine nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte mechanische Übertragung eine homokinetische ist.

7. Maschine nach den vorstehenden Patentansprüchen und nach dem, was unter Bezugnahme auf die Abbildungen in den beiliegenden Zeichnungen zu den obengenannten Zwecken beschrieben und gezeigt worden ist.