DE2415594A1 - Schneidemaschine, insbesondere formschneidemaschine fuer schaumstoffe - Google Patents

Description

• Schneidemaschine, insbesondere Formschneidemaschine für Schaumstoffe Die Erfindung betrifft eine Schneidemaschine, insbesondere eine Formsclineidemaschine für Schaumstoffe, die ein langgestrecktes Schneidwerkzeug, vorzugsweise einen Schneiddraht, sowie eine Antriebsvorrichtung für eine oszillierende Bewiegung des Schneidwerkzeugs in dessen Längsrichtuny besitzt, wobei das Schneidwerkzeug beiderseits des Schneidbereichs an in Längsrichtung des Schneidwerkzeugs geführten Widerlagern befestigt ist und mindestens an einem Widerlager eine Feder zur Erzeugung einer Vorspannung im Schneidwerkzeug angreift.
• Es ist schon eine Fonnschneidemaschine für Schaumstoffe bekannt (DT-OS 2,224,290), die in Anlehnung an die üblichen Bandmessermaschinen einen in seiner Längsrichtung oszillierenden Schneiddraht besitzt, welcher Teil einer endlosen und im übrigen von einem Seil gebildeten Schlaufe ist. Beiderseits des Schneidbereichs ist der Schneiddraht in Klemmstücke eingespannt, die in Längsrichtung des Schneiddrahtes verschiebbar geführt sind. Die endlose Schlaufe ist zu beiden Seiten des Schneidbereichs und oberhalb desselben über vier Uralenkrädor geführt, deren eines über einen Kurbelantrieb angetrieben wird. Das zu bearbeitende Werkstück ruht auf einem Tisch, welcher horizontal und senkrecht zum Schneiddraht verfahrbar ist, während der Schneiddraht an einem Gestell in vertikaler Richtung verschoben werden kann. Diese bekannte Konstruktion hat folgende Nachteile: Der Antrieb muß verhältnismäßig große Massen bewegen, nämlich die vier Umlenkräder, so daß die bekannte Schneidemaschine eine beträchtliche Antriebsleistung benötigt. Desweiteren begrenzen die großen Trägheitsmomente der Umlenkräder die Oszillationsfrequenz des Schneiddrahtes, welche auch noch deshalb verhältnismäßig nieder gewählt werden muß, weil sonst ein Schlupf zwischen der endlosen Schlaufe und den Umlenkrädern auftritt und sich die Schlaufe in den Umfang der Umlenkräder einschneidet. Die großen, bewegten Massen begrenzen auch den Hub des Schneidrads, und infolge des oberen Trums der endlosen Schlaufe können entweder nur Werkstücke, d.h. Schauinstoffblöcke, begrenzter Höhe bearbeitet werden, oder zwingt diese Konstruktion zu einer großen Bauhöhe der Schneidemaschine. Die durch die Länge des Schneidbereichs und die Höhe der zu bearbeitenden Schaumstoffblöcke bedingte Gesamtlänge der endlosen Schlaufe führt schließlich auch noch-dazu, daß sich die letztere in erheblichem Maße elastisch dehnen kann. Der Schneiddraht kann also beim Arbeiten elastisch ausweichen, wodurch die Genauigkeit der Zuschnitte beeinträchtigt wird.
• Um die zu bewegenden Massen und die Bauhöhe zu verkleinern, wäre eine Schneidemaschine, deren Aufbau auf dem eingangs erwähnten Prinzip beruht, denkbar, bei der die Enden des Schneiddrahts beiderseits des Schneidbereichs in Klemmstücke eingespannt sind, die wiederum in Längsrichtung des Schneiddrahts verschiebbar geführt sind. Am einen Klemmstück könnte ein Kurbeltrieb angreifen, während das andere Klemmstück unter der Wirkung einer zwischen diesem und dem Maschinengestell gespannten Schraubenfeder steht, die auf den Schneiddraht die erforderliche Vorspannung aufbringt. Jedoch liessen sich auch bei dieser Konstruktion nur verhältnismäßig geringe Oszillationsfrequenzen und -hübe erzielen, da die Masse der kräftigen Schraubenfeder mitbewegt werden müßte und ein größerer Hub zu einer veränderlichen Vorspannung des Schneiddrahts führen würde, was im Hinblick auf die häufig geforderten Schnittgenauigkeiten nicht toleriert werden kann. Außerdem vertragen Schneiddrähte nur eine verhältnismäßig geringe Vorspannung, die weitgehend konstant sein muß, damit Drahtbrüche vermieden werden. Auch ist eine beträchtliche Antriebsleistung erforderlich, da die Federkraft überwunden werden müßte.
• Ausgehend von einer Schneidemaschine der eingangs erwähnten Art lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schneidemaschine anzugeben, die höhere Oszillationsfrequenzen des Schneidwerkzeugs zuläßt. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Feder als Gasfeder ausgebildet wird. Durch diese Maßnahme lassen sich die zu bewegenden Massen drastisch reduzieren und außerdem bildet sie die Grundlage für außerordentlich vorteilhaft& Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schneidemaschine, wie aus dem folgenden noch hervorgehen wird. Bei der Gasfeder wird es sich zweckmäßigerweise um eine Luftfeder handeln, d.h. um ein Luftvolumen, das zwischen dem einen Widerlager des Schneidwerkzeugs und einem ortsfesten Punkt wirksam wird. Selbstverständlich muß die Gasfeder nicht unmittelbar an dem Widerlager angreifen.
• Zweckmäßig ist es auch, wenn der Druck in der#Gasfeder einstellbar ist, um in der Wahl der Vorspannung für das Schneidwerkzeug frei zu sein.
• Um nicht nur mit wesentlich höheren Oszillationsfrequenzen, sondern auch mit größeren Arbeitshüben des Schneidwerkzeugs -im Vergleich zum Stande der Technik - arbeiten zu können, besitzt bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Gasfeder ein Gasvolumen oder kommuniziert mit einem solchen Gasvolumen, welches wesentlich größer als die durch die Schneidwerkzeugbewegung bedingte Volumenänderung der Gasfeder ist. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß sich die Vorspannung des Schneidwerkzeugs auch bei verhältnismäßig großen Arbeitshüben nicht ändert. Dasselbe kann aber auch erreicht werden; indem an beiden Widerlagern Gasfedern angreifen, welche miteinander kommunizieren, da dann das bei einer bestimmten Bewegungsrichtung des Schneidwerkzeugs aus der einen Gasfeder verdrängte Gasvolumen in die andere Gasfeder entweichen kann und somit die an den Enden des Schneidwerkzeugs wirksamen Zugkräfte konstant bleiben - jedenfalls dann, wenn man die Strömungsquerschnitte für das Gas ausreichend groß bemißt, so daß nicht die Wirkung einer Drossel gegeben ist.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gasfeder von dem dem Schneidwerkzeug zugekehrten Teil des Zylinderraums eines Pneumatikzylinders gebildet wird, dessen Kolbenstange mit dem der Gasfeder zugeordneten Widerlager verbunden ist.
• Da etwaige Druckverluste in der Gasfeder leicht durch ein übliches Druckluftsystem oder einen Windkessel wieder ersetzt werden können, müssen die in der erfindungsgemäßen Konstruktion eingesetzten Pneumatikzylinder nicht-genau bearbeitet sein, so daß sie sehr billig sein können. Außerdem eröffnet die Verwendung von Pneumatikzylindern auch die Möglichkeit eines Druckmittelantriebs, insbesondere eines Preßluftantriebs, wie später noch erläutert werden wird.
• Im einfachsten Fall können die Pneumatikzylinder einseitig offen ausgebildet werden, d.h. so, daß der vom Schneidwerkzeug abgekehrte Teil des Zylinderraums offen ist. In diesem Zusammenhang muß bemerkt werden, daß natürlich in Umkehrung des vorstehend geschilderten Konstruktionsprinzips auch mit einer Unterdruck-Gasfeder gearbeitet werden könnte; in diesem Fall würde der dem Schneidwerkzeug abgekehrte Teil des Zylinderraums des Pneumatikzylinders teilweise evakuiert, während im anderen Teil des Zylinderraums zumindest ungefähr atmosphärischer Druck herrscht.
• Die Antriebsvorrichtung kann eine rein mechanische Antriebsvorrichtung sein, insbesondere ein Kurbeltrieb, und zweckmäßigerweise wird man dann die Antriebsvorrichtung mit einem der Widerlager koppeln. Der Grundgedanke der Erfindung ermöglicht es aber auch, die Antriebsvorrichtung als Druckmittelantrieb auszubilden, wobei im Falle der Verwendung von Pneumatikzylindern der Druckmittelantrieb dann mit einem der Zylinderraumteile kommuniziert. Das Gas der Gasfeder könnte dann die Doppelfunktion des Feder elements und des Energieträgers für den Antrieb besitzen.
• Es ist aber auch möglich, das Schneidwerkzeug hydraulisch anzutreiben, wobei dann beispielsweise auf die eine Seite des Kolbens eines Druckmittelzylinders die Gasfeder und auf die andere Seite die IIydraulikflüssigkeit zum Zwecke des Antriebs einwirkt. Flüssigkeiten haben aber den Nachteil, daß größere Massen bewegt werden müssen, weshalb pneumatische Vorrichtungen bevorzugt werden. Es soll aber die ilöylichkeit erwähnt werden, das Schneidwerkzeug zwischen zwei Druckmittelzylindern anzuordnen, deren eine Seiten offen sein können, während die anderen Teile der Zylinderräume über Leitungen und eine Steuervorrichtung mit einer Druckmittelquelle verbunden sind. Die Druckmittelzylinder werden dann wechselweise mit dem Druckmittel beaufschlagt bzw. druckentlastet, wobei diese Vorgänge durch die Kolben der Druckmittelzylinder selbst gesteuert werden können, z.B.
• durch Betätigen von Ventilen in den Endstellungen der Kolben.
• Als Schneidwerkzeug kommt selbstverständlich nicht nur ein insbesondere allseitig schneidender Draht infrage, sondern es kann sich auch um feste Messer, Bandmesser, Sägen usf.
• handeln, die ggf. noch um ihre Längsachse gesteuert verdrehbar sind.
• Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten zeichnerischen Darstellung zweier Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Schneidemaschine mit Schneiddraht; es zeigen: Fig. 1 eine schematische Frontansicht einer ersten Ausführungs form; Fig. 2 die Pneumatik dieser Ausführungsform, und Fig. 3 das Prinzip und die Pneumatik einer zweiten Ausführungsform.
• Die Figur 1 zeigt zwei kastenförmige, stationäre Säulen 10 und 12, in denen jeweils eine Gewindespindel 14 bzw. 16 drehbar gelagert ist. Dem synchronen Antrieb dieser Gewindespindeln dient ein Getriebemotor 18, welcher die Gewindespindel 16 direkt und die Gewindespindel 14 über eine Welle 20 und ein Winkelgetriebe 22 antreibt. Der Getriebemotor und das Winkelgetriebe sind auf einem Querträger 24 montiert, der sich zwischen den Säulen 10 und 12 erstreckt und ein Lager 26 für die Mitte der Welle 20 trägt.
• In den Säulen 10 und 12 sind zwei Wagen 28 und 30 angeordnet, die durch die Säulen in vertikaler Richtung verschiebbar geführt sind und jeweils eine Mutter 32 tragen, die auf den Gewindespindeln 14 und 16 sitzen. blit Hilfe der Gewindespindeln 14 und 16 lassen sich also die Wagen 28 und 30 in vertikaler Richtung verstellen. jedem Wagen ist eine geeignet gestaltete Plattform 34 bzw. 36 montiert, die die jeweils zugeordnete Säule durchgreift. Die Plattform 34 trägt einen Elektromotor 38 mit einer Kurbelscheibe 40, an der eine Kurbelstange 42 angelenkt ist. Beide Plattformen tragen ferner jeweils eine Gleitführung 44 für ein Klemmstück 46; in diesen ilemmstücken sind die Enden eines Schneiddrahtes 48 befestigt, und um dem letzteren eine oszillierende Schneidbewegung zu erteilen, ist die urbclstange 42 an einem der Klemmstücke angelenkt. Die beiden Plattformen 34 und 36 tragen ferner jeweils einen Pneumatikzylinder 50 mit einem Iiolben 52 und einer Kolbenstange 54; die nach außen gekehrten Enden dieser Pneumatikzylinder sind offen, während an den inneren Enden jeweils ein Druckluftanschluß 56 angeordnet ist. Schließlich sind die Kolbenstangen 54 mit den Klemmstücken 46 verbunden.
• Ein Werkstück 60, beispw. ein Schaumstoffblock, ruht auf einem Tisch 62, der in Gleit- oder Rollenführungen 64 senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar geführt ist. Der Abstützung des Tischs 62 dienen Säulen 66. Auf dem Querträger 24 ruht auch ein Antriebsmotor 68 für die Verschiebung des Tischs 62; dieser Motor ist mit einem Winkelgetriebe 70 verblockt, das über eine Welle 72 eine Seiltrommel 74 antreibt. Auf die letztere ist der mittlere Bereich eines Seils 76 gewickelt, dessen Enden an den gemäß der Zeichnung vorderen und hinteren Enden des Tischs 62 befestigt sind -eine Befestigungsstelle läßt die Fig. 1 bei 80 erkennen.
• Je nach Drehrichtung der Welle 72 kann auf diese Weise der Tisch 62 und mit ihm das Werkstück 60 senkrecht zur Zeichenebene nach vorn und hinten verschoben werden.
• Wie die Fig. 2 erkennen läßt, sollen die dem Schneiddraht 48 zugekehrten Teile der Zylinderräume der Pneumatikzylinder 50 mittels flexibler Schlauch leitungen 82 und 84 sowie einer Rohrleitung 86 miteinander verbunden sein. Der für die Vorspannung des Schneiddrahts 48 erforderliche überdruck kann mit Hilfe eines Druckluftspeichers 88 erzeugt werden, der über einen Druckregler 90 und ein Ventil 92 an die Rohrleitung 86 angeschlossen ist und ggf. über eine Pumpe 94 nachgefüllt werden kann. Mit Hilfe des Druckreglers 90 läßt sich die Höhe der Vorspannung für den Schneiddraht 48 einstellen. Da die Druckluftverluste in den Pneumatikzylindern nur gering sind, genügt eine geringe Antriebsleistung für die Pumpe 94.
• Betrachtet man das pneumatische System, bestehend aus den Pneumatikzylindern 50, den Schlauchleitungen 82 und 84 und der Rohrleitung 86 als geschlossen, so wird die bei einem Vorschub des linken Klemmstücks 46 durch den Kurbeltrieb 40,42 aus dem linken Pneumatikzylinder 50 verdrängte Luft vollständig in den rechten Pneumatikzylinder verdrängt; beim Zurückziehen des linken Klemmstücks 46 erfolgt der umgekehrte Vorgang. Die von den beiden Pneumatikzylindern auf die Enden des Schneiddrahts 48 aufgebrachte Zugspannung bleibt also zeitlich konstant, jedenfalls dann, wenn die Leitungen 82-86 als drosselfrei betrachtet werden. Desweiteren arbeitet der Druckausgleich trägneitslos, so daß als zu bewegende Massen nur diejenige des Schneiddrahts, der Klemmstücke 46, der Kolben 52, der Kolbenstangen 54 und der Kurbelstange 42 in Betracht kommen. Die erfindungsgemäße Schneidemaschine kann deshalb mit hoher Oszillationsfrequenz und wegen der Konstanz der Vorspannung mit großem Hub des Schneiddrahts 48 arbeiten.
• An die Stelle der Gleitführungen 44 könnten natürlich beispielsweise auch Rollenführungen treten; es wäre auch denkbar, auf besondere Führungen für die Klemmstücke 46 dann zu verzichten, wenn die Kolbenstangen 54 der Pneumatikzylinder entsprechend geführt sind. Es ist auch selbstverständlich, daß an die Stelle eines Kurbeltriebs 40, 42, andere Antriebe treten könnten, mit denen sich eine oszillierende Bewegung des Schneiddrahts 48 erzeugen läßt.
• Schließlich ist es nölich, die Pneumatikzylinder 50 unmittelbar an das Druckluftnetz einer Fabrik anzuschließen.
• In Fig. 3 sind nur das pneumatische System, die Führung und der Antrieb für den Schneiddraht einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schneidemaschine dargestellt, und für Teile, die Teilen der ersten Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 entsprechen, wurden dieselben Bezugszeichen verwendet, so daß sofort die Wirkungsweise dieser zweiten Ausführungsform beschrieben werden kann; es ist nur noch zu erwähnen, daß der Druckregler 90 wieder an 88 einen Druckluftspeicher, angeschlossen und das Ventil 92 normalerweise und im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 2 geöffnet sein soll.
• Die Kurbelstange 42 treibt direkt das linke Klenm.lstück 46 an, während die Vorspannung für den Schnnidraht 48 dlureh die Gasfeder auf der linken Seite des Kolbens 52 irt Pneuraatikzylinder 50 gebildet wird. Da der linke Teil des Zylinderraums des Pneumatikzylinders 50 ständig mit einem größeren Druckluftvolumen verbunden sein soll, verändert sich die Vorspannung des Schneiddrahts 48 während seines lIubs praktisch nicht. Im Vergleich zu der ersten Ausführungsforra gemäß den Figuren 1 und 2 muß jedoch der Elektromotor 38 eine größere Antriebsleistung haben, da die Vorspannung für den Schneiddraht 48 einseitig aufgebracht wird und deshalb in der einen halben Periode der oszillatorischen Bewegung des Schneiddrahts die kraft der Gas feder im Pneumatikzylinder 50 überwunden werden muß.

Claims (9)

P P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Schneidemaschine, insbesondere Formschneidemaschine für Schaumstoffe, die ein langgestrecktes Schneidwerkzeug, vorzugsweise einen Schneiddraht, sowie eine Antriebsvorrichtung für eine oszillierende Bewegung des Schneidwerkzeugs in dessen Längsrichtung besitzt, wobei das Schneidwerkzeug beiderseits des Schneidbereichs an in Längsrichtung des Schneidwerkzeugs geführten Widerlagern befestigt ist und mindestens an einem der Widerlager eine Feder zur Erzeugung einer Vorspannung im Schneidwerkzeug angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine Gasfeder (50) ist.

2. Schneidemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Gasfeder (50) einstellbar (durch 90) ist.

3. Schneidemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfeder (50) ein Gasvolumen besitzt oder mit einem solchen (88) kommuniziert, welches wesentlich größer als die durch die Schneidwerkzeugbewegung bedingte Volumenänderung der Gasfeder ist (Fig. 2)

4. Schneidemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Widerlagern (46) Gasfedern (50) angreifen, welche miteinander kommunizieren (über 82, 84, 86).

5. Schneidemaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasfeder von dem dem Schneidwerkzeug (48) zugekehrten Teil des Zylinderraums eines Pneumatikzylinders (50) gebildet wird, dessen Kolbenstange (54) mit dem der Gasfeder zugeordneten Widerlager (46)verbunden ist.

6. Schneidemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Schneidwerkzeug (48) abgekehrte Teil des Zylinderraums offen ist.

7. Schneidemaschine nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (40, 42) mit einem der Widerlager (46) gekoppelt ist.

8. Schneidemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung ein Druckmittelantrieb ist.

9. Schneidemaschine nach den Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckinittelantrieb mit einem der Zylinderraumteile kommuniziert.

L e e r s e i t e