DE19904050C2 - Vorrichtung zum Schneiden von stoffüberzogenen Kunststoffteilen, sowie rotierende Klinge hierfür - Google Patents
Vorrichtung zum Schneiden von stoffüberzogenen Kunststoffteilen, sowie rotierende Klinge hierfürInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden
von stoffüberzogenen Kunststoffteilen mittels einer
rotierenden Klinge, sowie eine hierfür
besonders geeignete rotierende Klinge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Im Automobilbaubereich werden zunehmend Kunststoffteile
mit Textilstoffen überzogen, um diesen Teilen ein edleres
Aussehen zu geben. Hierzu muß zum einen die mit Kunststoff
hinterspritzte Stoffbahn auf dem Träger angeschweißt oder
anderweitig befestigt werden und zum anderen müssen
überstehende Stoffreste abgeschnitten werden.
Wird diese Aufgabe von Hand erledigt, dauert es zum
einen vergleichsweise lange und es wird aufgrund der
notwendigen menschlichen Arbeitskraft sehr teuer. Bekannte
automatisierte Verfahren mittels Laserschneiden sind
aufwendig und teuer. Zudem können durch das Laserschneiden
unerwünschte Brandflecken in dem Überzugsstoff entstehen.
Wasserstrahlschneiden ist ebenfalls auf aufwendig und führt
zu unerwünschten Wasserflecken. Ultraschallschneiden, wie
es beispielsweise aus EP 0 540 496 A1 bekannt ist, ist
aufwendig und führt zum Teil zu unbefriedigenden
Ergebnissen hinsichtlich der Güte der Schnittkante.
Des weiteren sind rotierende Klingen mit Schneidzähnen
bekannt. Diese rotierenden Sägescheiben führen jedoch zu
unbefriedigenden Ergebnissen hinsichtlich der optischen
Beschaffenheit der Schnittfläche bzw. -kante. Zusätzlich
werden durch die Schneidezähne Fäden aus dem Überzugsstoff
herausgerissen.
Aus den Druckschriften AT 77 387, DE 10 10 413 C,
DE 10 18 300 B sind Kreismesser bekannt, die zu eine
glatte durchgehende Schneidkante aufweisen und zum
Schneiden von Papier, Tabak, Stoff und Kunststoff bekannt.
Diese bekannten Kreismesser sind jedoch nicht für hohe
Rotationsgeschwindigkeiten geeignet.
Aus der DE 44 00 235 C2 ist eine Schneidvorrichtung mit
rotierender Klinge bzw. mit rotierendem Kreismesser
bekannt, das ebenfalls nicht für hohe
Rotationsgeschwindigkeiten ausgelegt ist.
Aus der US-PS 4,167,132 ist eine rotierende Klinge
bekannt, die umfangseitig Ausnehmungen aufweist, wodurch
Fäden aus zu schneidendem Stoff hergerissen werden.
Folglich ist damit ein unsauberes und faserigeres
Schnittbild verbunden.
Aus der DE 21 52 474 A sind ein Verfahren und Gerät
zum Schneiden von flächigem Material, insbesondere Stoff,
bekannt, wobei ein rotierendes Kreismesser in einer Ebene
mittels eines XY-Antriebs geführt wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine
Vorrichtung zum Schneiden von stoffüberzogenen
Kunststoffteilen sowie eine hierfür besonders geeignete
rotierende Klinge bereitzustellen, die einen "sauberen"
Schnitt, d. h. eine glatte Schnittfläche ergibt.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale
des Anspruchs 1 bzw. 9.
Dadurch, daß die Schneidkante auf einem Umfangkreis
eines Kreiszylinders mit der Drehachse der rotierenden
Klinge als Mittelpunktsachse liegt, ergibt sich eine
glatte, durchgehende Schneidkante, die eine glatte und
saubere Schnittkante bzw. Schnittfläche zur Folge hat. Dies
wird dadurch bewirkt, daß diese glatte langgezogene
Schneidkante beim Schneiden der stoffüberzogenen
Kunststoffteile lediglich einen sehr kleinen Winkel mit der
Materialoberfläche einschließt, so daß sich ein ziehendes
Schneiden ergibt. Durch diesen kleinen Winkel zwischen
Schneidkante und Schneidgutoberfläche und das damit
verbundene ziehende Schneiden, wird ein Herausreißen von
Fäden aus dem Stoffüberzug minimiert. Raue oder "gerupfte"
Schnittkante und -flächen, wie sie bei rotierenden Messern
mit Schneidezähnen vorkommen, werden vermieden.
Die übrigen Unteransprüche beziehen sich auf weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung nach Anspruch 1
bzw. Anspruch 9.
Die Erfin
dung wird durch die nachfolgende Beschreibung bevor
zugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1a eine beispielhafte Ausführungsform der
Erfindung, bei der das Schneidwerkzeug durch eine CNC-
Maschine geführt wird, in einer Ansicht von vorne;
Fig. 1b die Ausführungsform aus Fig. 1a in einer
Seitenansicht;
Fig. 2a eine schematische Darstellung zur
Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung;
Fig. 2b eine Fig. 2a entsprechende Darstellung zum
Stand der Technik;
Fig. 3 eine erste Ausführungsform der rotierenden
Klinge;
Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der rotierenden
Klinge;
Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der rotierenden
Klinge;
Fig. 6 eine vierte Ausführungsform der rotierenden
Klinge;
Fig. 7a eine fünfte Ausführungsform der rotierenden
Klinge; und
Fig. 7b eine sechste Ausführungsform der rotierenden
Klinge.
Die Fig. 1a und 1b zeigen eine beispielhafte
Ausführungsform der Erfindung, bei der eine CNC-Maschine 2
ein Schneidwerkzeug 4 führt, von vorne - Fig. 1a - und von
der Seite - Fig. 1b. In das Schneidwerkzeug 4 ist eine
rotierende Klinge 8 mit umlaufender Schneidkante 10
eingespannt. Auf einem Bearbeitungstisch 6 ist ein zu
schneidendes bzw. zu bearbeitendes Teil 12 mittels einer
Umbugvorrichtung 13 fixiert. Das zu bearbeitende Teil 12,
z. B. eine C-Säulenverkleidung für einen PKW, besteht aus
einem Kunststoffteil 14, das mit einem Überzugsstoff 15
überzogen ist (siehe Fig. 2a und 2b). Der Überzugsstoff 15
kann aufgeklebt, aufgeschweißt oder sonst wie auf dem
Kunststoffteil 12 befestigt sein. Mittels der CNC-Maschine
2 lassen sich mit der rotierenden Klinge 8 beliebig
geformte Schnittkanten erzeugen. Anstelle der CNC-Maschine
2 kann auch ein Mehrachsenroboter verwendet werden.
Die Umbugvorrichtung 13 umfaßt zwei einander
gegenüberliegende Bügel 16 und 17, die sich zwischen einer
Offen-Stellung und einer Geschlossen-Stellung hin- und
herbewegen lassen. Bringt man die Bügel 16 und 17 in die
Geschlossen-Stellung wird der überstehende Teil des
Überzugsstoffs 15 auf dem Bearbeitungstisch 6 fixiert. Auf
diese Weise wird der abzutrennende überstehende Rest des
Überzugsstoffes 15 gespannt und kann durch das
Scheidwerkzeug 4 sauber entlang der gewünschten
Schnittlinie bzw. -kante abgetrennt werden. Das zu
bearbeitende Teil 12 kann zusätzlich noch durch eine nicht
näher dargestellte Vakuumansaugeinrichtung auf dem
Bearbeitungstisch fixiert werden.
Fig. 2a und 2b dienen zur Verdeutlichung des Grundprin
zips der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2a ist der Winkel
δ zwischen Schneidkante und zu schneidendem Material
eingezeichnet. Wie aus Fig. 2a zu ersehen ist, ist bei
einer rotierenden Klinge 8 gemäß der vorliegenden
Erfindung, der Winkel δ zwischen der Oberfläche des zu
schneidenden Materials 12 und der Schnittkante 10
vergleichsweise klein. Das genaue Maß des Winkels δ hängt
von dem Durchmesser der Klinge 8 und der Eintauchtiefe der
Klinge 8 in das zu schneidende Teil 12 ab. Durch diesen
kleinen Winkel δ zwischen Schneidkante 8 und Oberfläche des
zu schneidenden Materials 12 ergibt sich ein ziehender
Schnitt und das Herausreißen von Fäden aus dem
Überzugsstoff 15 wird vermieden.
Bei einer Klinge mit einer Vielzahl von Zähnen 20
jeweils mit Schneidkante 18 ergibt sich im Gegensatz dazu
ein "schlagender" Schnitt, wie aus Fig. 2b zu ersehen ist.
Bei einer Klinge mit Zähnen wird der Schneidevorgang von
Zahn zu Zahn unterbrochen, während bei der Klinge 8 nach
der vorliegenden Erfindung ein kontinuierlicher, ziehender
Schnitt erfolgt. Darüber hinaus werden durch die Spitzen
der Zähne 20 immer wieder Fäden aus dem Überzugsstoff 15
mitgerissen. Dies führt zu einem unsauberen und "gerupften"
Schnittbild.
Die Fig. 3 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen rotierenden Klinge 8.
Fig. 3 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform
der rotierenden Klinge 8 in Schnittansicht und in Aufsicht.
Die rotierende Klinge 8 umfaßt einen kreiszylinderförmigen
Klingenschaft 22 mit einem ersten Ende 24 und einem zweiten
Ende 25. An dem ersten Ende 24 ist ein Klingenteller 26
angeordnet, an dessen äußerem Rand die Schneidkante 10 aus
gebildet ist. Der Klingenteller 26 weist eine Außenfläche
28 und eine Innenfläche 30 auf. Die Innenfläche 30 ist dem
Schaft 22 bzw. dem ersten Ende 24 des Schafts 22
zugeordnet. Der Klingenteller 26 ist vorzugsweise auf den
Klingenschaft 22 aufgelötet. Klingenteller 26 und
Klingenschaft 22 können auch einstückig ausgebildet sein.
Klingenteller 26 und Klingenschaft 22 bestehen vorzugsweise
aus Hartmetall. Die Schneidkante 10 wird bei der
Ausführungsform nach Fig. 3 dadurch gebildet, daß der
Klingenteller 26 einseitig von seiner Innenfläche 30 her
angeschliffen bzw. mit einer Anschlifffläche 32 versehen
wird. Die Schnittkante 10 wird damit bei der Ausfüh
rungsform nach Fig. 3 durch die Außenfläche 28 und die An
schlifffläche 32 gebildet. Im Schnitt schließen die
Außenfläche 28 und die Anschlifffläche 32 einen Winkel α
ein.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von
der Ausführungsform gemäß Fig. 3 lediglich dadurch, daß die
Anschlifffläche 32 nicht von der Innenfläche 30 her ausge
bildet wird, sondern von der Außenfläche 28 her. Der Winkel
a wird also von der Anschlifffläche 32 und der Innenfläche
30 eingeschlossen.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von
der Ausführungsform gemäß Fig. 3 lediglich dadurch, daß die
Anschlifffläche 32 gewölbt ist. Ein gewölbte An
schlifffläche 32 läßt sich auch bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 4 realisieren (nicht dargestellt).
Die Ausführungsform gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von
der Ausführungsform gemäß Fig. 4 lediglich dadurch, daß auf
der Außenfläche 28 bzw. auf der Innenfläche 30 zusätzlich
Verstärkungsmaterial 34 angeordnet ist. Dies ist insbeson
dere bei größeren Tellerdurchmessern aus Stabilitätsgründen
vorteilhaft. Das Verstärkungsmaterial 34 und der
eigentliche Klingenteller 26 können einstückig ausgebildet
sein.
Fig. 7a und 7b zeigen zwei weitere beispielhafte
Ausführungsformen der Erfindung bei denen der Klingenteller
26 nicht plan, sondern becherförmig bzw. nach außen konvex
ausgebildet ist. Im Schnitt betrachtet, wobei die Drehachse
in der Schnittebene liegt, ergeben sich ein erster und ein
zweiter Schenkel 36 und 37, die parallel zueinander - Fig.
7a - oder im Winkel zueinander - Fig. 7b - angeordnet sein
können. Auch bei diesen Ausführungsformen läßt sich die
Anschlifffläche 32 sowohl von der Innenfläche 30 her als
auch von der Außenfläche 28 her anbringen.
Wie aus den Fig. 3 bis 7 zu ersehen ist, liegt die
Schneidkante 10 bei allen Ausführungsformen der Erfindung
auf einem Umfangskreis eines Kreiszylinders um die
Drehachse der rotierenden Klinge 8. In Fig. 3 ist zur
Verdeutlichung die Drehachse der rotierenden Klinge
eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen A versehen.
Ersichtlich liegt die Schneidkante 10 auf einem
Umfangskreis eines Kreiszylinders um die Drehachse A.
Die Größe des Winkels α hängt von dem zu schneidenden
Material 12, dem Material, aus dem die Klinge 8 besteht und
von den Drehzahlen ab mit denen die Klinge 8 rotiert. Die
Drehzahlen liegen vorzugsweise im Bereich zwischen 12.000
und 30.000 Umdrehungen pro Minute. Die Klinge 8 weist
beispielsweise eine Länge von 80 mm, der Klingenteller
einen Durchmesser von 20 mm, eine Klingentellerdicke von
3 mm und einen Schaftdurchmesser von 8 mm auf. Die genaue
Dimensionierung ergibt sich aus der Drehzahl, dem zu
schneidenden Material und dem Material aus dem die Klinge 8
hergestellt ist. Bei den bisherigen Versuchen wurden
Klingendurchmesser zwischen 10 und 50 mm verwendet.
Claims (14)
1. Vorrichtung zum Schneiden von stoffüberzogenen Kunst
stoffteilen (12), mit
einem Schneidwerkzeug (4), das eine um eine Drehachse schnell rotierende Klinge (8) mit einem Schneidteller (26) und mit wenigstens einer Schneidkante (10) aufweist, und
einer CNC-Maschine (2) oder einem Mehrachsenroboter zum Führen des Schneidwerkzeuges (4),
wobei die wenigstens eine Schneidkante (10) auf einem Umfangskreis eines Kreiszylinders mit der Drehachse als Mittelpunktsachse liegt,
wobei die Rotationsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs (4) im Bereich zwischen 12000 und 30000 Umdrehungen pro Minute liegt, und
wobei der Schneidteller (26) einen Durchmesser von 10 bis 50 mm aufweist.
einem Schneidwerkzeug (4), das eine um eine Drehachse schnell rotierende Klinge (8) mit einem Schneidteller (26) und mit wenigstens einer Schneidkante (10) aufweist, und
einer CNC-Maschine (2) oder einem Mehrachsenroboter zum Führen des Schneidwerkzeuges (4),
wobei die wenigstens eine Schneidkante (10) auf einem Umfangskreis eines Kreiszylinders mit der Drehachse als Mittelpunktsachse liegt,
wobei die Rotationsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeugs (4) im Bereich zwischen 12000 und 30000 Umdrehungen pro Minute liegt, und
wobei der Schneidteller (26) einen Durchmesser von 10 bis 50 mm aufweist.
2. Vorrichtung nach nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die rotierende Klinge (8) auswech
selbar ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkeug (4) ei
nen Winkelantrieb umfaßt, in dem die rotierende Klinge
(8) eingespannt ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der rotieren
den Klinge (8) regelbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6) zum Fixieren
des zu bearbeitenden Teils (12).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (6) zum Fixieren des zu bearbei
tenden Teils (12) eine Vakuumansaugeinrichtung umfaßt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6) zum Fixieren
des zu bearbeitenden Teils (12) eine Umbugeinrichtung
(13) zum Fixieren von überstehendem Überzugsstoff (15)
umfaßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umbugeinrichtung (13) zwei einander
gegenüberliegende Bügel (16, 17) umfaßt, die sich
zwischen einer Offen-Stellung und einer Geschlossen-
Stellung hin- und herbewegen lassen.
9. Rotierende Klinge für eine Vorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, mit
einer Schneidkante (10),
einem insbesondere zylindrischen Schaft (22) mit einem ersten und einem zweiten Ende (24, 25),
einem an dem ersten Ende (24) angeordneten Schneidteller (26), an dessen umlaufenden Rand die Schneidkante (10) ausgebildet ist und der einen Durch messer aufweist, der größer ist als der Durchmesser des Schaftes (22), und
daß das zweite Ende (25) des Schaftes (22) in das Schneidwerkzeug (4) einspannbar ist, dadurch gekenn zeichnet,
daß die wenigstens eine Schneidkante (10) auf ei nem Umfangskreis eines Kreiszylinders mit der Dreh achse der rotierenden Klinge als Mittelpunktsachse liegt,
daß die rotierende Klinge eine schnell rotierende Klinge ist, die für Drehgeschwindigkeiten im Bereich zwischen 12000 und 30000 Umdrehungen pro Minute geeignet ist, und
daß der Schneidteller (26) einen Durchmesser zwischen 10 und 50 mm aufweist.
einer Schneidkante (10),
einem insbesondere zylindrischen Schaft (22) mit einem ersten und einem zweiten Ende (24, 25),
einem an dem ersten Ende (24) angeordneten Schneidteller (26), an dessen umlaufenden Rand die Schneidkante (10) ausgebildet ist und der einen Durch messer aufweist, der größer ist als der Durchmesser des Schaftes (22), und
daß das zweite Ende (25) des Schaftes (22) in das Schneidwerkzeug (4) einspannbar ist, dadurch gekenn zeichnet,
daß die wenigstens eine Schneidkante (10) auf ei nem Umfangskreis eines Kreiszylinders mit der Dreh achse der rotierenden Klinge als Mittelpunktsachse liegt,
daß die rotierende Klinge eine schnell rotierende Klinge ist, die für Drehgeschwindigkeiten im Bereich zwischen 12000 und 30000 Umdrehungen pro Minute geeignet ist, und
daß der Schneidteller (26) einen Durchmesser zwischen 10 und 50 mm aufweist.
10. Klinge nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schneidteller (26) eine Außenfläche (28), eine
Innenfläche (30) und eine Anschliffläche (32)
aufweist und daß der Schneidteller (10)
im einem Schnitt mit der Drehachse in der Schnittebene
im wesentlichen trapezförmig ist.
11. Klinge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anschliffläche (32) konkav ausgebildet sind.
12. Klinge nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidteller (26)
nach außen von dem Schneidwerkzeug (4) weg
becherförmig ausgebildet ist.
13. Klinge nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenfläche
(30) und/oder der Außenfläche (28)
Verstärkungsmaterial (34) angeordnet ist.
14. Klinge nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
der Klingenteller (10) und das Verstärkungsmaterial
(34) einstückig ausgebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999104050 DE19904050C2 (de) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | Vorrichtung zum Schneiden von stoffüberzogenen Kunststoffteilen, sowie rotierende Klinge hierfür |
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DE1999104050 DE19904050C2 (de) | 1999-02-02 | 1999-02-02 | Vorrichtung zum Schneiden von stoffüberzogenen Kunststoffteilen, sowie rotierende Klinge hierfür |
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DE19904050A1 DE19904050A1 (de) | 2000-08-10 |
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DE (1) | DE19904050C2 (de) |
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