DE2362023B2

DE2362023B2 - Vorrichtung zum Schneiden von sprödem Material mit Hilfe eines Schneiddrahtes

Info

Publication number: DE2362023B2
Application number: DE2362023A
Authority: DE
Inventors: Harold Walter Lisle Ill. Mech (V.St.A.)
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1973-12-13
Publication date: 1978-05-03
Also published as: NL171031B; NL7317041A; FR2254947A5; DE2362023C3; US3831576A; GB1397676A; HK51178A; NL171031C; MY8400373A; DE2362023A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von sprödem Materia! mit Hilfe eines Schneiddrahtes, der von einer Zuführvorrichtung kontinuierlich zuführbar und nach dem Gebrauch durch eine Aufnahmevorrichtung abführbar ist, und zwischen der Zuführvorrichtung und der Aufnahmevorrichtung einen kontinuierlichen, durch eine Vielzahl von Drahtführungen festgelegten Verlauf hat, wobei die Drahtführungen mehrere axial gestreckte Rollenzylinder einschließen, zwischen denen sich der Draht in einer Vielzahl im Abstand parallel zueinander verlaufender Drahtabschnitte erstreckt und einen geschlossenen Bereich eingrenzt, von dem eine Seile eine im wesentlichen horizontal gelegene Schneidebene bildet, wobei ein das Schneidgut tragendes Schneidbrett vertikal auf die Schneidebene zu und von dieser weg beweglich ist, wobei ferner eine hin- und hergehende Bewegung zwischen dem Draht der Schneidebene und dem Schneidgut erzeugbar ist und wobei während des Schneidvorgangs ein kleine Partikel eines Schneidmaterials in einem flüssigen Trägermaterial enthaltendes Schneidmittei zur Schneidebene führbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 31 55 087 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung liegt das Schneidgut auf einem von einem Hebelarm getragenen Schneidbett auf, welches unterhalb der Schneidebene und innerhalb des von drei Rollenzylindern begrenzten Dreiecks angeordnet ist. Diese Anordnung leidet unter dem Nachteil, daß es nicht möglich ist, das Schneidbett mit der erforderlichen Genauigkeit vertikal verschieblich zu führen, ohne daß die Qualität der Schnitte nachteilig beeinträchtigt wird.

Weiterhin ist aus der US-PS 21 91 962 eine Anordnung bekannt, bei welcher Sand zum Polieren von Glasflächen verwendet wird. Dabei wird eine große Anzahl von Sandkörnern zerteilt, so daß sich eine Mischung aus Sandkörnern unterschiedlicher Größe und aus Eisenpartikeln ergibt, die von den Schleifköpfen herrühren. Um den Sand wieder verwenden zu können, werden zunächst die Eisenpartikeln entfernt, und es werden dann die Sandkörner nach Größe sortiert.

Weiterhin ist aus der FR-PS 9 55 610 eine Anordnung bekannt, bei welcher das Schleifmaterial nach Partikelgröße sortiert wird. Dies ist bei Schleifvorrichtungen deshalb wesentlich, weil das Schleiiergebnis von der Größe der Schleifkörner abhängt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schneiden von sprödem Material der eingangs näher erläuterten Art zu schaffen, welche Schnitte mit außerordentlich hoher Genauigkeit gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor,

daß das starr geführte Schneidbett oberhalb und außerhalb des geschlossenen, durch die Schneidebene begrenzten Bereichs angeordnet ist, daß das Schneidmittel in konstantem Fluß mit einer während des Schneidbetriebs relativ konstanten Durchsdinittsgröße zuführbar ist und daß Einrichtungen vorhanden sind, die dafür sorgen, daß das Schneidmittel zur Aufrechterhaltung einer relativ konstanten Durchschnittsgröße der Partikel einmal pro Schneidvorgang benutzt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wenn ein Schneidgut bearbeitet werden soll, welches einen unregelmäßigen Querschnitt aufweist, erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß der Anpreßdruck des Schneiddrahtes an das Schneidgut bei sich ändernder Schnittfläche durch eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung konstant gehalten wird.

Da der Anpreßdruck zwischen den Schneiddrähten und dem Schneidgut dem Materialabtrag proportional ist, wird durch eine Zunahme des Anpreßdruckes auch die Schneidgeschwindigkeit oder der Materialabtrag erhöht. Da weiterhin durch eine unterschiedliche Schneidgeschwindigkeit die Gleichförmigkeit der Schnittfläche beeinträchtigt wird, ist es vorteilhaft, im Hinblick auf eine möglichst gleichmäßige Schnittfläche die Schneidgeschwindigkeit praktisch konstant zu halten.

Weiterhin ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes vorgesehen, daß eine Hubeinrichtung vorgesehen ist, durch welche das Schneidgut nach dem Erreichen einer vorgegebenen Schnitt-Tiefe bei weiterlaufenden Srhneiddrähten anhebbar ist, wobei die Schneiddrähte beim Zurücklaufen der Schneidebene eine fortgesetzte Schneidfunktion ausüben. Beim Zurücklaufen der Schneidebene werden Schmutzpartikel entfernt, und es werden kleinere Oberflächenunregelmäßigkeiten abgetragen. Auf diese Weise werden die Schnittflächen weiter verbessert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erweist sich insbesondere zur Bearbeitung für Materialien vorteilhaft, die zur Herstellung von Halbleitern dienen. Da derartige Materialien nicht nur verhältnismäßig spröde und schwer zu bearbeiten sind, sondern darüber hinaus auch außerordentlich teuer sind, trägt die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu bei, den Ausschuß zu verringern, welcher zwangsläufig entsteht, wenn die bearbeiteten Flächen den Genauigkeitsanforderungen nicht genügen.

Ausführungsbeispiele zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Schneidvorrichtung für sprödes bzw. zerbrechliches Material,

Fig.2 eine in Verbindung mit der Schneidvorrichtung gemäß Fig. 1 verwendbare Ausführungsform eines Schneidbettes,

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil eines Materialblocks mit fehlerhaften Schnitten einer ersten Art,

F i g. 4 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil eines Materialblocks mit fehlerhaften Schnitten einer zweiten Art,

F i g. 5 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil eines Materialblocks mit fehlerhaften Schnitten einer dritten Art, wobei die Fehler gemäß F i g. 3 und F i g. 4 kombiniert sind, und

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Teil eines Materialblockes mit fehlerfreien Schnitten, wie sie mit der in der F i g. 1 dargestellten Schneidvorrichtung erreicht werden können.

Gemäß Fig. 1 ist die Schneidvorrichtung mit einer Abwickelvorrichtung 10 versehen, die einen Antriebsmotor 11 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 handhaben und zu steuern ist. Es ist selbstverständlich, daß der Schneiddraht auch in anderer Weise kontinuierlich von einem Vorratsträger aus 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 Schneidvorgangs gewährleisten. Dabei ist es wünschenswert, daß eine im wesentlichen konstante Spannung des Schneiddrahtes 13 zwischen der Vorratsspule 12 und der Aufnahmespule 17 herrscht. Sowohl die Aufrechterhaltung des konstanten Transports des Schneiddrahtes als auch die Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Spannung des Schneiddrahtes werden nachfolgend im

iu einzelnen erläutert.

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

j^ri 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

■to wird mehrfach um die Rollen 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 mit mehreren parallel zueinander verlaufenden Schneiddrähten weitergeführt.

Diese Vorrichtung 35 umfaßt drei langgestreckte parallel zueinander angeordnete Rollenzylinder 36, 37, 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 näherungsweise 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

wi zwischen den Rollenzylindern 36 und 37 stellt die eigentliche Schneidebene 40 dar. Selbstverständlich können auch die beiden anderen Schneidbahnen zwischen den Rollen 36 und 38 bzw. 37 und 38 als Schneidebene Verwendung finden. Der Rollenzylinder

h) 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 geführt, die in einer Vorrichtung 47 zum Abstreifen vom am Schneiddraht 13 hängenden Schneidmittel angeordnet sind. Von dieser Abstreifvorrichtung 47 aus läuft der Schneiddraht über eine Leerlaufrolle 48 zu zwei weiteren Mehrfachrollen 50 und 51, um welche der Schneiddraht mehrfach geführt ist. Die Mehrfachrolle 50 ist drehbar am Wagen 24 montiert, wogegen die Mehrfachrolle 51 drehbar in einer feststehenden Position im Bereich des einen Endes 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 23 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 eingefügt und bewirken eine Antriebsumkehr, wenn immer einer der Schalter 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 auf 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 Umkehrschalter 55 anschlägt, wird durch die Betätigung dieses Umkehrschalters der Drehsinn des Motors 41 umgeschaltet und damit auch die Wickelbewegung im Bereich 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 Motordrehsinnes auslöst. Damit wird auch die Transportrichtung des Schneiddrahtes 13 im Bereich der Schneidbahn umgekehrt. Aufgrund dieses Mechanismus läßt sich die Transportrichtung des Schneiddrahtes 13 im Bereich der Schneidebene 40 periodisch umkehren, um eine Sägewirkung auszulösen. Während dieses Vorganges 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 Schncidebcnc 40 kontinuierlich mit neuen, unbenutztem Schneiddraht zu verschen.

Kin Schneidbett 60, an dem ein Materialstück bzw. Materialblock fest über der Schncidebcnc 40 gehalten werden kann, umfaßt eine Basisplalte 61, die mit dem nicht dargestellten Rahmengestell der Schneidvorrichtung verbunden ist, sowie eint· an der Uasisplatte 61 mit Hilfe einer Schwalbenschwanzführung gehalterten und vertikal verschiebbaren Montageplatte 62. An dem unteren Ende dieser Montageplatte 62 ist ein Montagebett 63 angebracht, an dem ein Materialstück 64 nach

^r> unten weisend mit herkömmlichen Mitteln derart befestigt ist, daß es nach dem Schneidvorgang wieder entfernt werden kann. Die Basisplatte 61 ermöglicht eine vertikale Verschiebung des Montagebettes 63 in die Schneidebene 40 und damit des Materialblockes 64, der zu zerschneiden ist. Obwohl die als Ausführungsbeispiel beschriebene Ausführungsform eine vertikale Verschiebung des Montagebettes vorsieht, ist es selbstverständlich, daß das Schneidbett 60 auch derart ausgebildet sein kann, daß der Materialblock grundsätzlieh an irgendeine der aus vielen parallel geführten Schneiddrähten gebildeten Schneidbahnen zum Zerschneiden herangeführt werden kann, wobei auch die gleichzeitige Ausnutzung mehrerer Schneidbahnen möglich ist.

Die Montageplatte 62 ist über ein Seil, das um Rollen 67 und 68 geführt ist, mit einem Gegengewicht 65 verbunden. Dieses Gegengewicht sorgt dafür, daß die Montageplatte 62 und das Montagebett 63 von der Schneidebene 40 mit geringer Kraft weggezogen wird.

Ein mit der Basisplatte 61 verbundener Hydraulikzylinder 70 wirkt mit seinem Kolben auf die Montageplatte 62, um diese gegen die Schneidebene 40 zu verschieben, wenn der Hydraulikzylinder über die Druckleitung 71 betätigt wird. Diese Verschiebung kann mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit erfolgen. Sobald der Flüssigkeitsdruck nachläßt, wirkt das Gegengewicht 65 auf die Montageplatte 62 und beendet die Verschiebung der Montageplatte in Richtung auf die Schneidebene, um anschließend die Verschiebungsrich-

J^r) tung umzukehren und die Montageplatte von der Schneidebene wegzuverschieben. Es hat sich im Betrieb der beschriebenen Schneidvorrichtung ergeben, daß Materialblöcke mit unterschiedlichen Schnittkonfigurationen bei unterschiedlichen Schneidgeschwindigkeiten bearbeitet werden können. So wird z. B. ein zylindrischer Materialblock mit Schnittflächen senkrecht zur Längsachse in der Schneidvorrichtung an den oberen und unteren Randabschnitten mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit und im mittleren Bereich mit verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit zerschnitten. Der Schneiddraht hat die Tendenz, einen schmalen Schnitt bei rascher Schneidgeschwindigkeit und einen breiten Schnitt bei langsamer Schneidgeschwindigkeit auszuführen. Eine Schneidvorrichtung, die mit konstan-

V) tem Druck arbeitet, führt somit aufgrund der unterschiedlichen Schneidgeschwindigkeit zu Schnitten, wie sie in F i g. 3 dargestellt sind. Um derartige Schnittkonfigurationen auszuschalten, ist eine weitere, in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung vorgesehen, die diese Schnitt-

"i"> fehler kompensiert.

Obwohl es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, um einen Materialblock zu halten und gegen eine Schneidebene 40 zu führen, wird angenommen, daß ein auf der Außenseite der Schneidbahnen angebrachtes

ι·" Schneidbett 60 wesentliche Vorteile bietet. Es ist bekannt, das Schneidbett bzw. den Materialblock innerhalb des von den Schneidbahnen umgebenen Bereiches anzuordnen und nach oben in eine Schneidebene zu verschieben. Wenn jedoch das Schneidbett 60

■ ■ außerhalb des von den Schneidbahnen umschlossenen Bereiches angeordnet wird, kann die Vorrichtung für die Ausbildung der Schneidbahnen 35 wesentlich kleiner ausgeführt werden und möglicherweise nur zwei

Rollenzylinder umfassen. Ferner ist es möglich, die Gesamtkonstruktion sowohl der Rollenzylinder 36 bis 38 als auch des Schneidbettes 60 wesentlich kräftiger auszuführen, womit unerwünschte und unkontrollierbare sowie auf die Schnittbildung einwirkende Verschiebungen im wesentlichen ausschaltbar sind. Ein weiterer Vorteil in der Anordnung des Schneidbettes 60 sowie des Montagebettes 63 über der Schneidebene 40 wird auch in der Tatsache gesehen, daß der Schneiddraht beim Abheben des zerschnittenen Materials von der Schneidebene in den Schnittfugen angesammelte Materialrückstände entfernt. Auf diese Weise werden die Schnittflächen sehr viel sauberer und glatter, so daß weniger Nachbearbeitung notwendig ist.

Zwei Leitungen 75 und 76, die jeweils im Bereich der Schnittebene 40 enden und am Ende mit einer Düse versehen sein können, sind am anderen Ende mit einem Versorgungsbehälter für das Schneidmittel verbunden. Dieses Schneidmittel umfaßt relativ feine Teilchen, wie z. B. Karborund bzw. Siliciumkohlenstoff od. dgl. in einem flüssigen Trägermaterial wie Glyzerin und Propylenglykol oder Wasser bzw. ähnlichen Trägermaterialien. Das Glyzerin erhöht die Viskosität des flüssigen Trägermaterials, so daß das Schneidmittel am Schneiddraht hängenbleibt und die feinen Teilchen vom Schneiddraht 13 mitgeführt am Materialstück 64 wirksam werden. Die Viskosität des flüssigen Trägermaterials ist nicht kritisch, jedoch sollte sie ausreichend hoch sein, um einerseits den Transport der Teilchen mit dem Schneiddraht 13 zu gewährleisten, jedoch sollte das Trägermaterial auch eine ausreichend niedrige Viskosität haben, um andererseits zu gewährleisten, daß die Teilchen kontinuierlich vom Schneiddraht in die Schnittfuge eingeführt -werden. Daraus folgert, daß die Viskosität des Schneidmittels an die Art des zu schneidenden Materialstückes, an die Art des flüssigen Trägermaterials und die Geschwindigkeit des Schneiddrahtes usw. anzupassen ist.

Aus Versuchen ergibt sich, daß selbst verhältnismäßig harte Schneidpartikelchen während der Anwendung des Schneidmittels abgenutzt werden. Wenn, wie dies bei bekannten Maschinen der Fall ist, das Schneidmittel zu rasch zirkuliert und wiederverwendet wird, nimmt die Breite der Schnittfuge, wie aus Fig.4 hervorgeht, graduell ab. Die Schneidpartikelchen haben für einen üblichen Schneidvorgang einen Durchmesser von etwa 22 μιτι, wobei die Schnittfugen etwa 0,15 mm voneinander entfernt sind, wobei Toleranzen von ± 1,3 χ 10-² mm üblich sind. Wenn somit der mittlere Durchmesser der Schneidpartikelchen um 10% durch so Abnutzung verringert wird, beträgt dieser mittlere Durchmesser weniger als etwa 20 μιτι, wodurch die Schnittfuge so schmal wird, daß der Abstand bzw. die Dicke der geschnittenen Teilchen 0,16 mm übersteigen kann. Es ist daher notwendig, daß die mittlere Teilchengröße während des gesamten Schneidvorganges relativ konstant gehalten werden kann. Dies ist bei einem Rezirkulationssystem durch eine genügend reichhaltige Versorgung des flüssigen bzw. breiförmigen Schneidmittels möglich, wodurch die Abnutzung der e>o einzelnen Schneidpartikelchen unter eine bestimmte Größe im Verlauf eines einzelnen Schneidvorgangs vermieden werden kann. So können z. B. die Leitungen 75 und 76 an einen Versorgungsbehälter mit etwa 201 breiartigem Schneidmittel angeschlossen sein, wobei diese Menge des Schneidmittels ausreicht, um die Schneidvorrichtung für etwa drei Stunden zu betätigen, ohne daß die mittlere Größe der Schneidpartikelchen um mehr als 1% verringert wird. Selbstverständlich können die Leitungen 75 und 76 auch an einen Versorgungsbehälter angeschlossen sein, von dem immer frisches Schneidmittel zugeführt wird, ohne dies erneut zu verwenden. Auch damit läßt sich die mittlere Größe der Schneidpartikelchen während des Schneidvorgangs verhältnismäßig konstant halten. In diesem Zusammenhang wird unter dem Begriff »frisches Schneidmittel« ein solches verstanden, das entweder überhaupt noch nicht benutzt wurde oder zumindest noch nicht in ein und demselben Schneidvorgang. Während des Fortgangs des Schneidvorgangs fließt das Schneidmittel in einen etwa V-förmig ausgebildeten Sinkbehälter 80, der unterhalb der Schneidbahnen 35 angeordnet ist. Dieser Sinkbehälter 80 kann entweder direkt über eine Leitung mit einer Rezirkulationspumpe verbunden oder ausreichend groß gestaltet sein, um während eines Schneidvorganges das gesamte abfallende Schneidmittel aufzunehmen. Der Ausgang der Rezirkulationspumpe ist über eine Leitung mit einem Versorgungstank oder direkt mit den Leitungen 75 und 76 verbunden.

In die Schneidebene 40 wird über eine Düse 81 aus einem Versorgungstank frisches Wasser in die Schneidebene 40 gerichtet, um die Schneidbahn und das zerschnittene Materialstück abzuwaschen. Wenn die Schneiddrähte der Schneidbahn durch den Materialblock 64 bis zu einer bestimmten Tiefe vorgedrungen sind, wird die Zufuhr des Schneidmittels über die Leitungen 75 und 76 unterbrochen und das im Sinkbehälter aufgefangene Schneidmittel für den Fall einer Wiederverwendung abgeführt. Erst anschließend wird über die Düse 81 das Wasser zum Reinigen zugeführt. Nach dem Reinigungsvorgang wird das Montagebett 63 langsam angehoben, so daß die Schneidbahnen beim Zurücklaufen noch eine Schneidfunktion ausüben und das über die Düse 81 zugeführte Wasser das zerschnittene Materialstück 64 von restlichen Teilchen reinigt. Da die Rollenzylinder 36, 37 und 38 im Betrieb eine beträchtliche Menge des Schneidmittels tragen, sind diese Rollenzylinder im Preßsitz auf Wellen aufgesetzt, die innerhalb des Rahmengestelles der Schneidvorrichtung drehbar montiert sind. Durch diese Preßsitz-Anordnung der Rollenzylinder 36, 37 und 38 auf im Rahmengestell drehbar gelagerten Wellen besteht wenig oder keine Gefahr, daß das Schneidmittel zwischen die Welle und die Rollenzylinder eindringt und eine Abnutzung auf der Innenfläche der Rollenzylinder auslöst.

Die Abstreifvorrichtungen 30 und 47 sind im wesentlichen gleichartig ausgebildet, so daß nachfolgend nur die Abstreifvorrichtung 30 näher erläutert wird. Der Schneiddraht 13 verläuft vom Rollenzylinder 38 aus über die Leerlaufrolle 27 unter die Leerlaufrolle 26. Wenn der Wagen 24 sich in Richtung auf die Mehrfachrolle 51 verschiebt und den Umschalter 56 betätigt, wird der Schneiddraht 13 von dem Rollenzylinder 38 aus durch die Abstreifvorrichtung 30 gezogen. In dieser Abstreifvorrichtung ist eine erste Leitung 85 vorgesehen, über welche Gas, Luft od. dgl. unter Druck zugeführt wird, und die am Ende mit einem Behälter 86 ein Druckpolster versehen ist. In diesem Behälter ist ein Schlitz 87 vorgesehen, der den Gasstrom auf den Schneiddraht 13 quer zu dessen Längsachse richtet. Durch diesen aus dem Schlitz austretenden Gasstrom wird ein wesentlicher Teil des am Schneiddraht 13 hängenden Schneidmittcls entfernt, so daß dieses in den Sinkbehälter 18 fallen kann. Bei der richtiRen Ausrich-

tung des Gasstromes und der Verwendung eines richtig eingestellten Druckes ist es möglich, in der Größenordnung von 90% des Schneidmittels vom Schneiddraht 13 zu entfernen.

Eine zweite Leitung 88, die an ihrem Ende ebenfalls mit einem Behälter 89 für ein Gaspolster versehen ist, führt ein weiteres Gas zu, das über einen Schlitz 90 als Gasstrom auf den Schneiddraht 13 gerichtet ist. Diese zweite Leitung ist nach der ersten Leitung in Richtung der Drahtbewegung angeordnet, jedoch weit genug davon entfernt, um sicherzustellen, daß die durch den aus dem Schlitz 90 austretenden Gasstrom vom Schneiddraht 13 abfallende Teile nicht mehr in den Sinkbehälter 80 fallen. Die beiden Behälter 86 und 89 sind zwischen dem Rollenzylinder 38 und der Leerlaufrolle 27 angebracht. Die Wirkungsweise des Behälters 89 mit dem ihm zugeordneten Schlitz 90 wird später erläutert.

Die Leerlaufrolle 27 ist im wesentlichen von einem Gehäuse 91 umgeben, das lediglich soviel Durchgang frei läßt, daß der Schneiddraht 13 von dem Rollenzylinder 38 zur Leerlaufrolle 27 und weiter zur Leerlaufrolle 26 geführt werden kann. Das Innere dieses Gehäuses ist über eine auf der Oberseite angebrachte Leitung 92 mit einem nicht dargestellten Behälter für eine Flüssigkeit verbunden, die eine wesentlich niedrigere Viskosität hat als die Viskosität des flüssigen Trägermaterials im .Schneidmittel. Diese Flüssigkeit kann Wasser sein. Eine zweite Leitung 93 ist auf der Unterseite des Gehäuses 91 angebracht und steht mit einem Sink in Verbindung. Wenn somit die Flüssigkeit, z. B. das Wasser, in das Gehäuse 91 einfließt, wird der Schneiddraht 13 abgewaschen, wodurch auch die Viskosität der am Schneiddraht hängenden Gemische wesentlich verringert wird. Ein weiterer Behälter 94, der über eine Leitung 95 mit einem nicht dargestellten Gasdruckbehälter versehen ist, richtet einen Gasstrom durch einen nicht dargestellten Schlitz auf den Schneiddraht, der das Gehäuse 91 verläßt, bevor dieser mit der Leerlaufrolle 26 in Berührung kommt. Da die Viskosität des am Schneiddraht hängenden Gemisches durch das Abwaschen mit der Flüssigkeit mit niedriger Viskosität wesentlich verringert wurde, kann dieser Gasstrom aus dem Behälter 94 im wesentlichen alle noch am Schneiddraht hängenden Teilchen des Schneidmittels entfernen. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Schneiddraht 13 kein Schneidmittel mit sich trägt und die übrigen Komponenten der Schneidvorrichtung nicht verschmutzt werden; dadurch wird sowohl die Lebensdauer des Schneiddrahtes als auch die der Maschinenteile wesentlich erhöht.

Wenn der Wagen 24 seine Verschiebebewegung umkehrt und in Richtung auf die Mehrfachrolle 22 sowie den Umschalter 25 wandert, wird der Schneiddraht 13 von den Leerlaufrollen 26 und 27 in Richtung auf den Rollenzylinder 38 verschoben. Dabei verläuft der Schneiddraht erneut durch das Gehäuse 91 und damit den Behälter 98 sowie durch den aus dem Schlitz austretenden Gasstrom, der in der Verschiebungsrichtung des Schneiddrahtes auf diesen auftrifft und dafür sorgt, daß die Flüssigkeit mit niedriger Viskosität von dem Schneiddraht weitgehendst entfernt wird, so daß diese Flüssigkeit nicht bis zu den Schneidbahnen mitgenommen wird, wodurch die Viskosität des Schneidmittels in der Schneidebene verringert wird.

in F i g. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Schneidbettes 60' gemäß der Erfindung dargestellt. Dieses Schneidbett 60' umfaßt eine Basisplatte 61', die mit einer Montageplatte 62' über eine Schwalbenschwanzführung verbunden ist und in senkrechter Richtung gegenüber der Basisplatte verschoben werden

ίο kann. Ein Montagebett 63' ist mit dem unteren Ende der Montageplatte 62' verbunden und dient dazu, den zu zerschneidenden Materialblock an seiner Unterseite aufzunehmen. Ein an der Basisplatte angebrachter Hydraulikzylinder 70' ist mit seinem Kolben an der Montageplatte 62' befestigt und wird über ein Rohr 7Γ mit der Hydraulikflüssigkeit versorgt, die über ein Druckregulierventil 78' zugeführt wird. An der Seite der Montageplatte 62' ist ein Teil 73' mit einer Nockenfläche 74' befestigt. Diese Nockenfläche 74' ist entsprechend dem Querschnitt des Materialblockes sowie der Art des zu zerschneidenden Materials, der Geschwindigkeit des Schneiddrahtes usw. geformt. Über einen Hebelmechanismus 77' steht die Nockenfläche 74' mit einem Steuerglied in Verbindung, wobei dieses Steuerglied ein Teil des Druckregulierventils sein kann. Wenn die Nockenfläche 74' an dem Hebelmechanismus 77' entlangläuft, wird das Steuerglied entsprechend geändert, um den Druck der in der Leitung 7Γ fließenden Hydraulikflüssigkeit entsprechend zu variieren. Dadurch wird die Verschiebebewegung der Montageplatte 62' gesteuert und relativ konstant gehalten. Die dargestellte Vorrichtung zur Steuerung der Verschiebebewegung der Montageplatte 62' kann entsprechend dem Wissen des Fachmanns Variationen und Abänderungen erfahren. Es ist z. B. möglich, daß die Einrichtung elektronische oder lichtelektrische Abtastelemente enthält, um die Verschiebung der Montageplatte festzustellen. Ferner können Fühler für die Position und/oder die Verschiebegeschwindigkeit des Materialblockes in der Schneidebene vorhanden sein. Wenn die Geschwindigkeit der Verschiebung des Materialblockes in die Schnittebene gesteuert wird, können Schnittfehler, wie sie durch die Darstellung gemäß Fig.3 angedeutet werden, weitgehend eliminiert werden.

Damit ist mit einer Schneidvorrichtung gemäß der Erfindung möglich, Materialblöcke oder Materialstücke sehr genau zu zerschneiden, wobei glatte und einwandfreie Schnittflächen und Schnittfugen entstehen. Als besonders vorteilhaft wird angesehen, daß die Schnittfuge im wesentlichen in ihrer Breite konstant gehalten werden kann, wie dies in Fig.6 angedeutet ist. Damit verlaufen auch einander gegenüberliegende Flächen der abgeschnittenen Materialteile im wesentlichen parallel zueinander. Die Schneidvorrichtung bietet auch den Vorteil, daß das Schneidmittel von den Teilen der Maschine ferngehalten wird, die nicht im Bereich der Schnittebene liegen. Dadurch läßt sich die Lebensdauer wesentlicher Teile der Schneidvorrichtung erheblich verlängern, was als weiterer Vorteil neben der Erzielung präziserer und gleichmäßigerer Schnitte angesehen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schneiden von sprödem Material mit Hilfe eines Schneiddrahtes, der von einer Zuführvorrichtung kontinuierlich zuführbar und nach dem Gebrauch durch eine Aufnahmevorrichtung abführbar ist, und zwischen der Zuführvorrichtung und der Aufnahmevorrichtung einen kontinuierlichen, durch eine Vielzahl von Drahtführungen festgelegten Verlauf hat, wobei die Drahtführungen mehrere axial gestreckte Rollcnzylinder einschließen, zwischen denen sich der Draht in einer Vielzahl im Abstand parallel zueinander verlaufender Drahtabschnitte erstreckt und einen geschlossenen Bereich eingrenzt, von dem eine Seite eine im wesentlichen horizontal gelegene Schneidebene bildet, wobei ein das Schneidgut tragendes Schneidbrett vertikal auf die Schneidebene zu und von dieser weg beweglich ist, wobei ferner eine hin- und hergehende Bewegung zwischen dem Draht der Schneidebene und dem Schneidgut erzeugbar ist und wobei während des Schneidvorgangs ein kleine Partikel eines Schneidmaterials in einem flüssigen Trägermaterial enthaltendes Schneidmittel zur Schneidebene führbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das starr geführte Schneidbett (60) oberhalb und außerhalb des geschlossenen, durch die Schneidebene (40) begrenzten Bereichs angeordnet ist, daß das Schneidmiuel in konstantem Fluß mit einer während des Schneidbetriebs relativ konstan- jo ten DurchschnittsgröÜe zuführbar ist und daß Einrichtungen vorhanden sind, die dafür sorgen, daß das Schneidmittel zur Aufrechterhaltung einer relativ konstanten Durchschnittsgröße der Partikel einmal pro Schneidvorgang benutzt wird. »

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Abstreifvorrichtungen (30,47) vorhanden sind, die auf beiden Seiten der Schneidebene (40) längs dem kontinuierlichen Drahtverlauf angeordnet sind und das Schneidmittei von dem aus der -io Schneidebene ablaufenden Schneiddraht entfernen, und daß die Abstreifvorrichtungen eine Gasströmung abgeben, die im wesentlichen senkrecht zur Verschiebungsbewegung des Schneiddrahtes gerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter der Schneidebene (40) ein Sinkbehälter (80) angeordnet ist, in welchen das benutzte Schneidmittel fällt, und daß zumindest ein Teil der Abstreifvorrichtungen sich über diesem Sinkbehälter befindet, so daß die von der Gasströmung vom Schneiddraht gelösten Partikeln in den Sinkbehälter fallen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spülvorrichtung vorhanden ist, mit der ein Teil des Schneiddrahtes nach der Behandlung mit der Gasströmung mit einem Spülmittel abw^^schbar ist, daß das Spülmittel eine Viskosität aufweist, die geringer ist als die Viskosität des flüssigen Trägermaterials, und daß der wi Spülvorrichtung eine Einrichtung zum Zuführen einer Gasströmung auf den Schneiddraht nachgeordnet ist, welche die verbleibenden Teile des Spülmittels und des mit dem Spülmittel weiterverdünnten Schneidmittels von dem Schneiddraht entfernt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck des Schneiddrahtes an das Schneidgut bei sich ändernder Schnittfläche durch eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung (70' bis 78') konstant gehalten wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hubeinrichtung vorgesehen ist, durch welche das Schneidgut nach dem Erreichen einer vorgegebenen Schnitt-Tiefe bei weiterlaufenden Schneiddrähten anhebbar ist, wobei die Schneiddrähte beim Zurücklaufen der Schneidebene eine fortgesetzte Schneidfunktion ausüben.