DE2359859C3 - Schneidvorrichtung zum Schneiden von sprödem bzw. zerbrechlichem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung zum Schneiden von sprödem Material mit einer Vorratsspule und einer Aufnahmespule für den Schneiddraht, einem Schneiddrahtspeicher sowie einer Vielzahl von Führungsrollen für einen definierten kontinuierlichen Drahtverlauf durch eine Schneidebene zwischen der Vorratsspule und der Aufnahmespuie, wobei mit Hilfe eines Schneidbettes der zu zerschneidende Materialblock an die Schneidebene heran- und von dieser wegführbar ist, und mit Umschalteinrichtungen, um die Transportrichtung des Schneiddrahtes in der Schneid-859

ebene bzw. am zu zerschneidenden Materialblock umzukehren, wobei ein entsprechend umsteuerbarer Antriebsmotor einen den Schneiddraht führenden Rollenzylinder antreibt.

Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von Wegen zum Schneiden von sprödem bzw. zerbrechlichem Material bekannt, bei denen eine dünne harte Drahtlitze über eine Vielzahl von Rollen kontinuierlich geführt wird, um eine Schneidbahn zu bilden, die aus einer Vielzahl parallel verlaufender Abschnitte besteht, wobei der Abstand der einzelnen Drahtabschnitte der Dicke der zu schneidenden Materialteile entspricht. Bei diesen Schneidvorrichtungen werden die Rollen durch einen Motor angetrieben, der periodisch seinen Drehsinn umkehrt und damit die Transportrichtung des Schneiddrahtes. Dadurch führt der Schneiddraht eine Sägefunktion aus (US-PS 31 55 087).

Bei dieser bekannten Schneidvorrichtung ist ein Kipphebel drehbar gelagert und dient als Drahtspeicher sowie als Umschaltmechanismus für die periodische Richtungsumkehr des Antriebsmotors. Der Hauptnachteil in der Verwendung eines Kipphebels bzw. drehbar befestigten Armes besteht in der durch das Hebelsystem gegebenen Begrenzung der Menge des zu speichernden Schneiddrahtes. Diese Menge des gespeicherten Schneiddrahtes bestimmt jedoch den Anteil der Drahtbewegung zwischen zwei Umkehrungen des Motordrehsinns und damit den Wirkungsgrad der Schneidvorrichtung. Da eine bestimmte Zeitdauer notwendig ist, um den Motor und den Drahttransport anzuhalten sowie die Drehrichtung und die Transportrichtung umzukehren, wobei diese Zeitdauer von den Komponenten des Systems in der Schneidvorrichtung bestimmt wird, kann es sich ergeben, daß das System für eine größere Zeitdauer abgeschaltet ist bzw. während der Umkehr langsamer läuft als der Zeitdauer und der Distanz des transportierten Schneiddrahtes entspricht. Um die Transportlänge des Schneiddrahtes zu vergrößern, muß bei diesem bekannten System der Hebelarm des Kipphebels bzw. die Anzahl der daran angebrachten Rollen vergrößert werden. Die Vergrößerung des Hebelarmes bringt unweigerlich eine Vergrößerung der räumlichen Abmessungen der Schneidvorrichtung mit sich, wogegen die Vergrößerung der Anzahl der Rollen eine höhere Drahtabnutzung bewirkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile dieser bekannten Schneidvorrichtung zu überwinden und eine Schneidvorrichtung mit einem Linearspeicher für den Schneiddraht zu schaffen, bei dem die Zeitdauer zwischen der Umkehr der Transportrichtung· des Schneiddrahtes verhältnismäßig lang ist, wobei jedoch die Abmessungen der Schneidvorrichtung möglichst verkleinert und eine zusätzliche Abnutzung des Schneiddrahtes durch die Reibung an Umlenkrollen od. dgl. verringert werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schneiddrahtspeicher als Linearspeicher mit einem Wagen und Mehrfachrollen ausgebildet ist, der mit einem Teil der Führungsrollen zusammenarbeitet und eine bestimmte Länge des Schneiddrahtes innerhalb der kontinuierlichen Bewegungsbahn aufnimmt und die Umkehr des Schneiddrahtes in der Schneidebene durch die Drehsinnumkehr des Antriebsmotors zuläßt, wobei der Wagen eine hin- und hergehende lineare Verschiebung zwischen den Führungsrollen ausführt und am Ende der Verschiebungsbahn jeweils die Drehsinnumkehr des Antriebsmotors steuernde Umkehrschalter betätigt.

Eine nach den Merkmalen der Erfindung ausgebildete Schneidvorrichtung besitzt den Vorteil, daß die Verwendung eines Linearspeichers mit einem flaschenzugartig über die Mehrfachrollen aufgewickelten Schneiddraht eine Vergrößerung der Schneiddrahtlänge bei > gleichbleibenden Abmessungen des Gesamtaufbaues und die Aufrechterhaliung eines sehr gleichförmigen Drahttransportes ermöglicht. Durc-h die raumsparende Ausfuhrung des flaschenzugartigen Schneiddrahtspeichers läßt sich auch die Gesamtkonzeption der '° Schneidvorrichtung bezüglich der Schne:ddraht.'ührung einfacher gestalten.

Die fWÄfkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen. Es '5 zeigt

F i g. 1 eine teilschematische Ansicht einer Schneidvorrichtung gemäß der Erfindung für sprödes bzw. zerbrechliches Material.

Fig.2 das Schaltbild für den Antriebsmotor für die Bahn der Schneiddrähte.

Gemäß F i g. 1 ist die Schneidvorrichtung mit einer Abwickelvorrichtung 10 versehen, die einen Antriebsmotor 31 und eine Vorratsspule 12 für den Schneiddraht 13 umfaßt, wobei die Vorratsspule auf der Welle des Antriebsmotors angeordnet ist. Die einfache Anordnung des Antriebsmotors 11 mit der Vorratsspule 12 ist für die Darstellung der Erfindung verwendet, da diese Anordnung verhältnismäßig einfach zu handha ben und zu steuern ist. Es ist seblstverständlich, daß der Schneiddraht auch in anderer Weise kontinuierlich von einem Vorratsträger zugeführt werden kann, entsprechend ist die Schneidvorrichtung mit einer Aufwickelvorrichtung 15 versehen, die ebenfalls einen Antriebsmotor 16 und eine auf der Welle des Motors angeordnete Aufnahmespule 17 umfaßt. Die beiden Antriebsmotoren 11 und 16 werden derart erregt, daß sie einen im wesentlichen konstanten Transport des Schneiddrahtes während des Schneidvorganges gewährleisten. Dabei ist es wünschenswert, daß eine im wesentlichen konstante Spannung des Schneiddrahtes 13 zwischen der Vorratsspule 12 und der Aufnahmespule 17 herrscht.

Der Schneiddraht 13 wird über zwei in einem Abstand voneinander angebrachte Leerlaufrollen 20 und 21 gewickelt und von diesen zu einer Mehrfachrolle 22 geführt, die drehbar in einer feststehenden Position montiert ist. Eine weitere Mehrfachrolle 23 ist in einem Wagen 24 drehbar montiert, der seinerseits eine horizontale Verschiebebewegung in Richtung auf die $° Mehrfachrolle 22 und von dieser weg ausführen kann. Der zur Mehrfachrolle 22 geführte Schneiddraht 13 wird mehrfach um die Mehrfachrollen 22 und 23 in der Art wie bei einem Flaschenzug herumgeführt und verläuft von hier aus über eine Leerlaufrolle 25 nach unten zu weiteren Leerlaufrollen 26 und 27. Von der Leerlaufrolle 27 aus wird der Schneiddraht 13 zu einer Vorrichtung 35 zur Erzeugung einer Schneidbahn weitergeführt.

Diese Vorrichtung 35 umfaßt drei langgestreckte parallel zueinander angeordnete Rollenzylinder 36, 37 und 38. die in etwa in den Scheitelpunkten eines Dreiecks angeordnet sind, so daß der über diese Rollenzylinder mehrfach geführte Schneiddraht eine Schneidbahn bildet, deren oberste Seite näherungswei- ⁶^ se in einer Horizontalen liegt. In jedem Rollenzylinder 36, 37 und 38 sind eine Vielzahl von Rillen angebracht, in welchen der Schneiddraht geführt ist, so daß durch das mehrfache Aufwickeln des Schneiddrahtes auf die Rollenzylinder die gewünschte Schneidbahn entsteht. Der horizontal verlaufende Teil dieser Schneidbahn zwischen den Rollenzylindern 36 und 37 stellt die eigentliche Schneidebene 40 dar. Selbstverständlich könnten auch die beiden anderen Schneidbahnen zwischen den Rollen 36 und 38 bzw. 37 und 38 als Scnneidebene Verwendung Finden. Der Rollenzylinder 38 ist fest auf der Welle eines Antriebsmotors 41 angebracht, der durch entsprechende Erregung den Rollenzylinder 38 antreibt und bewirkt, daß der Schneiddraht 13. insbesondere in dem Bereich der Schneidebene 40 im wesentlichen mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit läuft.

Der die Vorrichtung zur Erzeugung einer Schneidbahn verlassende Schneiddraht 13 wird über zwei weitere nebeneinander angeordnete Leerlaufrollen 45 und 46 und von hier aus über eine Leerlaufrolle 48 zu zwei weiteren Mehrfachrollen 50 und 51 geführt und mehrfach um diese Rollen 50 und 51 gewickelt. Die Rolle 50 ist drehbar an dem Wagen 24 montiert, wogegen die Mehrfachrolle 51 drehbar in einer feststehenden Position im Bereich des einen fcndes der Bewegungsbahn des Wagens 24 positioniert ist. Dabei liegt die Mehrfachrolle 51, bezogen auf den Wagen 24, auf einer zur Mehrfachrolle 22 gegenüberliegenden Seite. Der Schneiddraht 13 ist um die Rollen 50 und 51 in Form eines Flaschenzuges gewickelt, so daß sich für die Vorrichtung eine entsprechende Funktion ergibt. Von der Mehrfachrolle 51 aus läuft der Schneiddraht schließlich über zwei weitere Leerlaufrollen 52 und 53 zur Aufnahmespule 17. Die Führung des Schneiddrahtes gemäß der vorausstehenden Beschreibung ist lediglich als beispielsweise Führung anzusehen und kann in vielfacher Weise geändert werden, ohne daß dadurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird.

In der Nähe der Mehrfachrolle 22 sowie der Mehrfachrolle 51 ist jeweils ein Umkehrschalter 55 bzw. 56 angebracht. Diese Umkehrschalter 55 und 56 sind in die Erregerschaltung für den Antriebsmotor 41 eingeführt und bewirken eine Antriebsumkehr, wenn immer einer der Schalter 55 bzw. 56 durch das Auflaufen des Wagens 24 betätigt wird. Der erregte Antriebsmotor 41 bewirkt, daß der Schneiddraht 13 im Bereich der Schneidbahn angetrieben wird, um den Wagen 24 von der Mehrfachrolle 22 in Richtung au^f die Mehrfachrolle 51 bzw. umgekehrt, wenn die Drehrichtung des Motors umgekehrt ist, zu verschieben. Wenn der Antriebsmotor 41 den Schneiddraht um die Rollenzylinder so lange transportiert hat, bis der Wagen 24 am Umschalter 55 anschlägt, wird durch die Betätigung dieses Umschalters der Drehsinn des Motors 41 umgeschaltet und damit auch die Wickelbewegung im Dereich der Vorrichtung 35 für die Schneidbahn. Diese Umkehr bewirkt, daß der Wagen 24 sich in Richtung auf die Mehrfachrolle 51 verschiebt und bei der Kontaktgabe am Umschalter 56 erneut eine Umschaltung des Motordrehsinns auslöst. Damit wird auch die Transportrichtung des Schneiddrahtes 13 im Bereich der Schneidbahn umgekehrt. Auf Grund dieses Mechanismus läßt sich die Transportrichtung des Schneiddrahtes 13 im Bereich der Schneidebene 40 periodisch umkehren, damit eine Sägewirkung entsteht. Während dieses Vorgangs wird der Schneiddraht 13 kontinuierlich von der Vorratsspule 12 abgewickelt und auf die Aufnahmespule 17 aufgewickelt. Dies erfolgt mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit, obwohl sich die Richtung der Schneiddrahtverschiebung im Bereich der Schneidbahn

periodisch umkehrt. Damit wird es möglich, die Schneidebene 40 kontinuierlich mit neuem unbenutztem Schneiddraht zu versehen.

Ein in seiner Gesamtheit mit 60 bezeichnetes Schneidbett dient der Montage des zu zerschneidenden Materialblockes 61, der auf der Oberfläche des Schneidbettes fest angebracht ist. Dieser Materialblock liegt unmittelbar neben der Schneidebene 40, wie aus der Darstellung hervorgeht. Das Schneidbett 60 kann in vertikaler Richtung zusammen mit dem darauf fixierten Materialblock 61 verschoben werden, damit der in der Schneidbahn mehrfach nebeneinander geführte Schneiddraht 13 sich in den Materialblock 61 einschneiden kann. Während des Schneidvorgangs wird der Materialblock 61 auf der Oberfläche des Schneidbettes 60 unter Verwendung herkömmlicher Mittel gehalten, wobei diese Mittel die Möglichkeit bieten, die einzelnen Teilchen des zerschnittenen Blockes nach dem Zerschneiden vom Schneidbett 60 abzunehmen. In der dargestellten Ausführungsform wird das Schneidbett 60 in vertikaler Richtung verschoben, jedoch ist es auch möglich, die Verschiebungsrichtung des Schneidbettes derart vorzusehen, daß es senkrecht zu einer der beiden übrigen Schneidebenen zwischen den Rollenzylindern 36, 38 bzw. 37, 38 verschiebbar ist. Ferner kann es auch zweckmäßig sein, das Schneidbett in mehrfacher Ausführung vorzusehen, um gleichzeitig in allen verfügbaren Schnittebenen einen Materialblock zu zerschneiden.

In F i g. 2 ist das Schaltbild für die Steuerung des Antriebsmotors 41 dargestellt, das ein Steuerrelais 65 umfaßt. Dieses Steuerrelais 65 hat eine erste und zweite Spule 66 bzw. 67 sowie entsprechend erste und zweite Kontaktsätze 68 und 69. Jeder Kontaktsatz hat feststehende Kontaktflächen 70 und 71 bzw. 72 und 73 und einen zwischen diesen beiden feststehenden Kontaktflächen hin- und herschaltbaren Kontaktarm. Die feststehenden Kontaktflächen 70 und 73 sind untereinander verbunden und liegen an der einen Seite des Motors 41, wie auch entsprechend die feststehenden Kontaktflächen 71 und 72 miteinander verbunden und an die andere Seite des Motors 41 angeschlossen sind. Die Schaltarme der beiden Kontaktsätze 68 und 69 stehen mit zwei Klemmen 75 bzw. 76 in Verbindung, an welche eine für den Antrieb des Motors geeignete elektrische Antriebsenergie anschließbar ist Die eine Seite der Spule 66 sowie der Spule 67 liegt an der einen Klemme 75 und damit am Schaltarm des Kontaktsatzes 68, wogegen die andere Seite der Spule 66 über den Umkehrschalter 55 an der Klemme 76 und damit an dem Schaltarm des Kontaktsatzes 69 liegt. Entsprechend ist die eine Seite der Spule 67 über den Umkehrschalter 56 mit dem Schaltarm des Kontaktsatzes 69 verbunden, wogegen die andere Seite der Spule 67 am Schaltarm des Kontaktsatzes 68 liegt. Die Umschalter 55 und 56 arbeiten als Druckschalter, die im nicht betätigten Zustand offen sind Das Steuerrelais 65 arbeitet derart daß die Schaltanne der Kontaktsätze 68 und 69 an den Kontaktflächen 70 und 72 anliegen, wenn die Spule 66 erregt ist Diese Lage behalten die Schaltarme bei, selbst wenn die Spule 66 von der Erregung abgeschaltet wird, bis die Spule 67 erregt wird Sobald die Spule 67 erregt ist legen sich die Schaltarme der Kontaktsätze 68 und 69 um und stehen in Berührung mit den Kontaktflächen 71 und 73, wobei sie in dieser Lage verbleiben, selbst wenn die Spule 67 abgeschaltet wird, bis die Spule 66 erneut erregt wird Auf diese Weise läßt sich der Wagen 24 von links nach rechts und umgekehrt steuern, wobei entsprechend der Schneiddraht 13 im Bereich der Schneidebene 40 voi. links nach rechts und umgekehrt transportieren läßt. Wenn der Wagen 24 das Ende seiner Bewegungsbahn erreicht und den Umschalter 56 betätigt, werden die Spule 67 erregt und damit die Schaltarme der Kontaktsätze 68 und 69 des Steuerrelais 65 zur Anlage an die Kontaktflächen 71 und 73 gebracht. Bei einer Umkehr der Antriebsspannung für den Antriebsmotor 41 wird die Drehrichtung des Motors 41 umgekehrt, was auch eine entsprechende Umkehr der zu einer Schneidbahn zusammengeführten Schneiddrähte 13 in der Vorrichtung 35 auslöst. Entsprechend wird der Wagen 24 vom Umkehrschalter 56 aus in Richtung auf den Umkehrschalter 55 verschoben. Es ist offensichtlich, daß für den Fachmann auch andere elektrische Schaltungen naheliegend sind, um den Antriebssinn des Motors 41 und damit entsprechend des Schneiddrahtes vorzusehen.

Aus der vorausstehenden Beschreibung ist entnehmbar, daß der Wagen 24 in Verbindung mit den Mehrfachrollen 22, 23, 50 und 51 einen Linearspeicher für den.Schneiddraht bilden. Wegen der linearen Verschiebung des Wagens 24 ergeben sich eine im wesentlichen konstant bleibende Spannung im Schneiddraht 13 sowie sehr gleichförmige Schnitte im Materialblock 61. Die Länge des durch die Verschiebung des Wagens 24 speicherbaren Schneiddrahtes wird von der Drehzahl des Motors 41 zwischen zwei Umkehrungen bestimmt, woraus sich auch die Verschiebung des Teils des Schneiddrahtes 13 in der Schnittebene 40 zwischen zwei Umkehrungen ergibt. Die Verschiebegeschwindigkeit des Schneiddrahtes 13 im Bereich der Schnittebene 40 bleibt während des Wagentransportes zwisehen den beiden Umkehrschaltern verhältnismäßig konstant. Beim Anschlag des Wagens an einem der Umkehrschalter 55 bzw. 56 wird eine kurze Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsdauer ausgelöst während welcher die Geschwindigkeit des Schneiddrahtes im Bereich der Schnittebene 40 nicht konstant ist. Um einen hohen Schnittwirkungsgrad zu erhalten und den Drahtzug möglichst zu reduzieren, ist es wünschenswert, das Verhältnis der Zeitdauer einer konstanten Schnittbewegung des Schneiddrahtes 13 zu der Zeitdauer, welche für die Richtungsumkehr benötigt wird, so groß wie möglich zu machen und dafür zu sorgen, daß es vorzugsweise in der Größenordnung von 90% liegt. Die Länge des im Linearspeicher untergebrachten Drahtes bestimmt dieses Zeitverhältnis. Die Länge des in diesem Linearspeicher gespeicherten Drahtes ist bei der beschriebenen Ausführungsform gleich der Anzahl der Rillen in einem der Rollenzylinder 22,23,50 und 51, multipliziert mit dem Faktor 2 und ferner multipliziert mit dem Abstand zwischen den beiden Umkehrschaltern 55 und 56, den der Wagen 24 durchläuft Bei den Flaschenzugsystemen der bekannten Art muß der Durchmesser des schwenkbar montierten Armes extrem lang gemacht werden, um eine nahezu lineare Verschiebung des Drahtes zu erreichen und sich an da! gewünschte Zeitverhältnis anzunähern. Die Anzahl dei Rollen bei dem bekannten System kann vergrößern werden, um die gespeicherte Drahtlänge zu vergrö Bern, jedoch wird durch zusätzliche Rollen auch ein* zusätzliche Abnutzung bewirkt und damit die Wirt schaftlichkeit der Schneidvorrichtung verringert Be der vorliegenden Schneidvorrichtung gemäß der Erfin dung läßt sich die lineare Verschiebung des Wagen sehr leicht an der Schneidvorrichtung verwirklicher

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line daß dadurch die Vorrichtung vergrößert werden uß.

Die vorausstehend beschriebene Schneidvorrichtung t in vorteilhafter Weise zum Schneiden von brüchigen lateriälblöcken geeignet und verwendet einen Linearsicher in Form eines verschiebbaren Wagens für den :hneiddraht, um die Fehler zu verringern bzw. zu eli-

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minieren, die bei nichtlinearen Speicher: vermeidbar sind. Der Linearspeicher mit d gen Wagen ermöglicht eine Verkleinerun chen Abmessungen der Schneidvorrichtun des dadurch verringerten Raumbedarfs in tionsstätte besonders vorteilhaft ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

1. Patentansprüche:

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   ί. Schneidvorrichtung zum Schneiden von sprödem Material mit einer Vorratsspule und einer Aulfiahmespule für den Schneiddraht, einem Schneiddrahtspeicher sowie einer Vielzahl von Führungsrollen für einen definierten kontinuierlichen Drahtverlauf durch eine Schntidebene zwischen der Vorratsspule und der Aufnahmespule, wobei mit Hilfe eines Schneidbettes der zu zerschneidende Materialblock an die Schneidebene heran- und von dieser wegführbar ist, und mit Umschaltcinrichtungen, um die Transportrichtung des Schneiddrahtes in der Schneidebene bzw. am zu zerschneidenden Materialblock umzukehren, wobei ein entsprechend umsteuerbarer Antriebsmotor einen den Schneiddraht führenden Rollenzylinder aweibu dadurch gekennzeichnet, daß der Schneiddrahtspeicher als Linearspeicher mit einem Wagen (24) und Mehrfachrollen (23,50) ausgebildet ist, der mit einem Teil (22, 51) der Führungsrollen zusammenarbeitet und eine bestimmte Länge des Schneiddrahtes innerhalb der kontinuierlichen Bewegungsbahn aufnimmt und die Umkehr des Schneiddrahtes in der Schneidebene durch die Drehsinnumkehr des Antriebsmotors (41) zuläßt, wobei der Wagen (24) eine hin- und hergehende lineare Verschiebung zwischen den Führungsrollen (22, 51) ausführt und am Ende der Verschiebungsbahn jeweils die Drehsinnumkehr des Antriebsmotors (41) steuernde Umkehrschalter (55, 56) betätigt.
2. 2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schneiddraht kontinuierlich liefernde Vorratsspule (12) auf der Welle eines Antriebsmotors angeordnet ist, daß die Aufnahmespule ebenfalls auf der Welle eines weiteren Antriebsmotors (16) angebracht ist, wobei diese Antriebsmotoren kontinuierlich während des Betriebs der Schneidvorrichtung den Schneiddraht in die Schneidvorrichtung einspeisen bzw. von dieser aufnehmen.
3. 3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (24) zwei Mehrfachrollen (23, 50) mit einer Vielzahl von RiI-len umfaßt, die im wesentlichen parallel zueinander drehbar am Wagen montiert sind, daß die beiden Mehrfachrollen im wesentlichen parallel zu zwei Führungsrollen (22,51) mit einer Vielzahl von Rillen angeordnet sind, die in einer feststehenden Position in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet sind und die Länge der Bewegungsbahn des Wagens im Linearspeicher bestimmen.