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Die Erfindung betrifft Formschneidemaschinen und besonders
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Formschneidemaschinen mit verbesserten Fühlereigenschaften.
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Formochneidemaschinen sind seit vielen Jahren im Gebrauch, um mit
Hilfe von Sauersteff-Brenngasflammen oder Plasmabögen bestimmte Formen aus Metallplatten
herauszuschneiden. Typischerweise werden ein oder mehrere Brenner verwendet, die
solche Flammen erzeugen, und diese sind an einer Anordnung befertigt, die sich längs
eines Querbalkens bewegen kann. Typischcreise werden zwei Schlitten verwendet, um
den Balken zusammen mit den Gasgeräten und den elektrischen Steuergeräten zu tragen
und durch die Schlitten kann der Balken in Längsrichtung einer Reihe von Schienen
fortbewegt werden. Eine Fühlanordnung, die an einem vorkragenden Abschnitt des Querbalkens
befest-igt ist, fährt einer Schablone odgl. nach und erzeugt elektrische Signale,
die der Kante oder Randlinie der zu verfolgenden Schablone entsprechen.
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Ein Servomotor ist vorgesehen, um die Halteanordnung für den Fühler
längs des Querbalkens senkrecht zu den Schienen anzutreiben.
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Die Brenner-Halteanordnungen sind so angebracht, daß sie sich an dem
Querbalken bewegen können und sie sind mechanisch mit der Fühlerhalteanordnung verbunden.
Auf diese Weise werden Brennerhalteanordnungen längs des Querbalkens durch den an
der Fühlerhalteanordnung angebrachten Servomotor angetrieben.
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Die bekannten Brennerschneidemaschinen weisen im allgemeinen einen
einzelnen, an einem Schlitten angebrachten Antriebsmotor auf, der beide Schlitten
und damit den Querbalken in Längsrichtung antreibt, um ein Schneiden der Metallplatte
odgl.
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nach einem zweidimensionalen Muster zu ermöglichen. Da der Schwerpunkt
der Querbalkenanordnung bemerkenswert weit von dem an einem Schlitten angebrachten
Antriebsmotor entfernt
ist, neigt die Querbalkenanordnung, die durch
einen Antrieb an einem an einer Seite angebrachten Schlitten angetrieben wird ~dazu,
sich zu verdrehen oder sich schrägzustellen und demnach wird die rechtwinklige Ausrichtung
zwischen dem Balken und den Schienen verschlechtert. Diese Schrägstellung verschlechtert
die Fähigkeit der Fühleranordnung, einer gegebenen Linie oder Kante zu folgen, wodurch
wieder die Genauigkeit des erforderlichen Schnittes verschlechtert wird.
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Insbesondere wird beim Fühlen einer Ecke an einer Schablone odgl.
die Yühlerhalteanordnung zu einem raschen Richtungswechsel gezwungen, um der Ecke
zu folgen und die dadurch entstehende Verdrillung oder Schrägstellung bringt den
Fühler dazu, daß er über die Linie, der er folgen soll, hinaustastet oder daß er
sie bereits vorher verläßt. Der Balken kann in Schwingungen geraten, wodurch die
Sicherheit des Fühlers verschlechtert wird. So sind die bekannten Brennschneidesysteme,
die mit Verwendung eines einzelnen Schlittenantriebs ausgerüstet sind, nicht sehr
gut in der Lage, eine zufriedenstellende Abfühlgenauigkeit insbesondere an den Ecken
bei relativ hohen Geschwindigkeiten zu erreichen, so daß die wirtschaftlichen Vorteile,
die mit Brennschneidesystemen möglich sind, nicht erreicht werden. Beispielsweise
wird die Schneidegesr hwindigkeib von bekannten Schneidbrennersystemen auf annähernd
1,25 bis 1,5 m/min (= 50 - 60 i.p.m.) beschränkt und alle Versuche, diese Geschwindigkeit
zu erhöhen, führen zu einer bedeutenden Verschlechterung der Schnittausführung.
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Zur Verbesserung der Wirksamkeit solcher Brennschneidmaschinen ist
es bekannt, einfach die Bauteile des Systems, beispielsweise die Querbalkenanordnung,
die Schlitten usw. zu versteifen oder zu verstärken. Obwohl damit die Fühler- und
Brennschneideigenschaften der Maschine verbessert werden, sind die dadurch entstehenden
Kosten im Vergleich zur verbesserten '~wirkung exorbitant.
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.tleiterhin ist es bekannt, Fühlersysteme mit einer ~Vorhalt"-Kompensation
zu versehen, damit der Fühler effektiv den eg der Linie oder der Kante "sieht",
der vor der gegenwärtigen Position liegt und entsprechend elektrische Signale erzeugt,
um die Serveinotoron des Systems entsprechend anzutreiben.
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Durch diese Vor fühlung von Wechseln und Veränderungen in den zu verfolgenden
Wegen kann eine verbesserte Maschinenwirkung erreicht werden; falls der Vorhaltabstand
zu kurz ist, wird jedoch trotzdem der Fühler die zu verfolrende Linie "überschießenk,
und wenn andererseits der Vorhaltabstand zu lang ist, neigt die Fühleranordnung
dazu, einen Bogen im Inneren einer Ecke zu beschreiben. Wenn das System einem Radius
folgen kann, der nicht größer als der Halbmesser der Schneidfläche ist, wird das
entstehende Teil eine scharfe Ecke besitzen. Es müssen jedoch auch bei einer Vorhalt-Kompensation
genügend verstcifte Maschinenrahmen vorhanden sein, um die Vorteile dieser Kompensationswirkung
zu erreichen.
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Auf diese Weise sind die bisher bekannten Verbesserungen an Brennschneidmaschinen
immer ein Kompromiß der Wirksamkeit des Systems mit der dafür aufzuwendenden Steifigkeit
gewesen, wodurch die erreichbare Verbesserung der Wirksamkeit durch die Höhe der
aufzuwendenden Kosten beschränkt wird.
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Der Einsatz von Antriebsmotoren bei jedem Schlitten einer Fornschnittmaschine
erfordert typischerweise extrem steife Maschinenrahmen und/oder relativ teure Synchronsysteme,
bei denen ein Schaltkreis mit einer fasenstarren Schleife verwendet wird, um die
Fasen der jedem Motor zugeführten Signale zu steuern und dadurch die Motoren in
präzisem Gleichlauf miteinander zu halten. Zusätzlich haben sich bei solchen bekannten
Zweiseiten-Antriebssystemen zwei präzise Zahnantriebe als notwendig erwiesen, um
die Schlitten in Längsrichtung anzutreiben. Die zusätzlichen Kosten solcher aus<##klügelter
elektronischechaltungen und Präzisions-Zahnstangenantriebe
gestalten
diese Zweiseiten-Antriebssysteme extrem teuer.
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Weitere Formschneidsysteme mit je einem Motor für die beiden Schlitten
sind in den US-PS 2 389 585 und 3 912 242 beschrieben. Die beiden Systeme werden
benutzt, um einfache Längsschnitte in Metalltafeln zu bewirken und keine der beschriebenen
Vorrichtungen ist zum Verfolgen von zweidimensionalen Schablonen eingerichtet, da
keine der Maschinen mit einem Antriebsmechanismus für die Brenneranordnung längs
eines Querbalkens eingerichtet ist. Dazuhin verwendet jede der in den Patenten beschriebenen
Anordnungen einen Schwenkmechanismus, um einen Querbalken in eine nicht mehr senkrecht
zur Verbindungslinie stehende Lage zu drehen. Eine solche Betätigung ist jedoch
bei Schneidmaschinensystemen gemäß der vorliegenden Erfindung gerade zu vermeiden.
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Es besteht deshalb ein Bedürfnis nach Formschnittmaschinen, die in
Ubereinstimmung mit Industrie-Standardanforderungen arbeiten und bei höheren Schneidgeschwindigkeiten
wirken, jedoch nicht einen außerordentlich versteiften Aufbau, eine ausgeklügelte
Elektronik-Kontrollsteuerung oder Präzisions-Zahngetriebe brauchen.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, verbesserte Formschnittmaschinen
zu schaffen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, Formschnittmaschinen
zu schaffen, die mit zufriedenstellender mechanischer Stabilität bei höheren Schneidgeschwindigkeiten
arbeiten, ohne außerordentlich große Rahmen- oder Bausteifigkeiten zu erfordern.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Formschnittmaschinen,
die zufriedenstellend mit Ecken bei höheren Schneidgeschwindigkeiten fertig werden,
was bisher mit Einzel-Seitenantriebssystemen nicht möglich ist.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, Formschnittmaschinen
mit verbesserten Fühlereigenschaften zu schaffen, welche trotzdem keine ausgeklügelte
elektronische Steuerung hierfür benötigen.
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weitere Ziele der Erfindung werden aus der ins einzelne gehenden Beschreibung
einer beispielhaften Ausführung ersichtlich, die in einem späteren Teil dieser Beschreibung
folgt. Die neuartigen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden in Verbindung
mit den Ansprüchen besonders ersichtlich.
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Eine erfindungsgemäße Formschnittvorrichtung besteht aus einem Querbalken,
der starr an Schlitten befestigt ist, die, wiederum mit Rädern ausgestattet, längs
parallelen Schienen bewegbar sind. Eine Brennerhalteanordnung oder mehrere solcher
Anordnungen sind so angebracht, daß sie längs des Querbalkens verschoben werden
können, und Einrichtungen, wie z. B. Fühleranordnun(en,sind vorgesehen, um wahlweise
die Brennerhalteanordnung anzutreiben. Die ersten und zweiten Servomotoren sind
jeweils getrennt an den Schlitten angebracht und parallel zueinander elektrisch
mit einer Spannungsquelle verbunden, die beispielsweise der Ausgang eines Servoverstärkers
sein kann. Diese beschriebene zweiseitige Antriebs-Servomotoreinrichtung ermoglicht
eine Translationsbewegung der Schlitten mit Geschwindigkolben von etwa 304 cm/min
(= 120 i.p.m.) oder mehr und ermöglicht trotzdem der Fühleranordnung, mit Eckradien
fertig zu werden, die bisher nur mit der niedrigen Fühlergeschwindigkeit von beispielsweise
127 bis 152 cm/min (= 50 - GO i.p.m.) behandelt werden konnte, wobei die Verwendung
von Bauversteifungen und/oder ausgeklügelten elektronischen Steuerschaltungen wie
z.B. fasenstarren Schleifen für synchronisierten Motorlauf, bei der vorliegenden
Erfindung nicht verwendet werden. Vorzug weise ist die Halteanordnung für den Brenner
am Brückenabschnitfi des Querbalkens wischen den voneinander mit einem Abstand versehenerl
Schlitten angebracht, während die Lühleranordnung
an einem Auslegerabschnitt
des Balkens angebracht ist. Durch Benutzen einer Schlittenanordnung mit Rädern,
die an im esentliche flachen Schienen angreifen, wird im Gegensatz zu den bekannten
Präzisionszahnantrieben der Schneidbrenner oder die Plasriabogen-Schneidvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung mit den Vorteilen beträchtlich teurer Systeme ausgestattet,
die jedoch bei Wesentlich geringeren Kosten erzielt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert; in der Zeichnung zeigt: Figur 1 eine schematische Ansicht eines
Schneidbrennervorrichtung mit Servomotoren an zwei Stellen nach der Erfindung, ligur
1A ein schematisches Schaltbild, das die Versorgung der Elektromotoren in der Vorrichtung
nach Fig. 1 darstellt, Figur 2 eine Seitenansicht eines beispielsweise in Verbindung
mit der erfindungsgemäßen Formschnittvorrichtung verwendbaren Schlittens, und Figur
3 eine Draufsicht auf den Schlitten nach Fig. 2.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird die Lösung des Problems geschaffen,
die Bewegung einer schweren Masse von einem vom Schwerpunkt derselben entfernt liegenden
Punkt aus mit einer relativ "schlanken" oder "schmiegsamen" Ausrüstung zu beeinflussen.
Die Masse, deren Bewegung zu beeinflussen ist, ist der Querbalken mit daran befestigten
Halteanordnungen für den oder die Brenner. Die Brenner werden in der bekannten Weise
betrieben, so daß eine entsprechende Anzahl von Schnitten in einer
Metallplatte
hergestellt wird. Die schwierigste Bewegungsform, die zu steuern ist, besteht darin,
die Halteanordnung für den oder die Brenner dazu zu bringen, einem von der Fühleranordnung
erfaßten oder durch ein numerisches Steuersystem vorgegebenen rechten inel scharf
zu folgen. Beispielsweise kann die Halteanordnung für die Brenner in einer parallel
zum Querbalken liegenden Richtung mit einer Geschwindigkeit von etwa 304 cm/min.
angetrieben werden. Wenn die Fühleranordnung oder das numerische Steuersystem an
die Steuereinrichtung Signale abgibt, die einem rechten Slinkel entsprechen, muß
die Geschwindigkeit der Halteanordnung für den oder die Brenner in der Querrichtung
so schnell wie möglich auf Null gebracht werden, während die Maximalgeschwindigkeit
von etwa 304 cm/min.
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in Längsrichtung von anfänglich Null möglichst schnell zu erreichen
ist. Es ist klar, daß ein Eckenradius beim Durchlaufen einer solchen Wendung beschrieben
wird, auch wenn mit solchen Geschwindigkeiten die an einer Seite angetriebenen bekannten
Systeme nicht in der Lage waren, Ecken mit annehmoarem Eckenradius zu beschreiben.
Dementsprechend wurde die Arbeitsgeschwindigkeit von Schneidmaschinen mit einem
Einzel-Seitenantrieb auf die Größenordnung von 127 bis 152 cm/min.
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beschränkt und zur Verbesserung dieser Leistungen wurden die bekannten
Systeme einem Kompromiß zwischen Wirksamkeit und Steifheit unterzogen. Das heißt,
eine Verbesserung der Wirksamkeit ist nur durch wesentliches Versteifen oder Starrermachen
von Strukturelementen des Schneidapparates unter großen zusätzlichen Kosten möglich.
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Bei dem erfindungsgemäßen System wird jeder Schlitten mit einem Servomotor
versehen, wobei jeder Motor elektrisch parallel mit dem anderen mit einer elektrischen
Spannungsquelle verbunden wird, die typischerweise der Ausgang eines Servoverstärkers
ist. Mit dem iinsatz eines solchen Doppelseitenantricbs für die Translationsbewegung
der Schneidmaschinenschlitten in Längsrichtung wird die Rechtwinkligkeit des Querbalkens
zu
den Längsschienen auch bei Betriebsgeschwindigkeiten von 304 cm/min. oder mehr erhalten
und ein Nachfahren von Ecken usw. durch die #hleranordnung ermöglicht. Zusätzlich
dazu, daß die 4 hlerkapazität durch den Einsatz von Doppelseitenantriebs-Servomotoren
nicht verschlechtert frd, hat es sich gezeigt, daß das teure Versteifen des Querbalkens
und anderer Strukturbestandteile der Schneidmaschine ebenso unnötig ist wie die
Verwendung eines Zahnantriebs für die Translationsbewegung der Schlitten. Auf diese
Weise wird durch die Benutzung von Doppelseitenantriebs-Servomotoren für die Schlitten
eine verbesserte Schneidwirkung erreicht und das bei wesentlich geringeren Kosten,
als sie bei Ausführung von Bauversteifung von Zahnstangenantrieben und fasenstarren
Schaltungen nötig wären, die eine vergleichbare Wirkung ergeben könnten.
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Die in Fig 1 dargestellte bevorzugte Ausführung einer Formschnittvorrichtung
10 enthält zwei Schlitten 12 und 14, die in Verbindung mit Fig. 2 später näher beschrieben
werden. An den Schlitten 12 bzw. 14 sind Räder 13 bzw. 15 vorgesehen, um eine Bewegung
längs der Schienen 16 bzw. 17 zu bewirken. Ein Querbalken 19 ist starr an den Schlitten
12 und 14 befestigt und erstreckt sich quer zu diesen. Er weist einen Brückenabschnitt
20 und einen vorkragenden Abschnitt 21 auf. Die Halte an ordnung 23 für die Brenner
kann die üblichen Vorrichtungen zum Abstützen einer Vielzahl von Sauerstoff-Gas-Schneidbrennern
25 oder von (nicht gezeigten) Plasmabogenbrennern enthalten und ist an dem Querbalken
20 so angebracht, daß eine Bewegung längs dieses Balkens möglich ist. Unter der
Brenneranordnung befindet sich während des Schneidvorgangs die zu schneidende Metallplatte
38. Ein Servomotor 30 treibt die Eühlerhalteanordnung 22 auf Signale vom Steuergerät
27 und vom Servoverstärker 35 hin an. Zusätzlich sind Schläuche 26 vorgesehen, um
den Brenncrn25 Sauerstoff, Brenngas und etwa nötiges Kühlmittel zuzuführen. Die
Schläuche sind auf der einen Seite mit den Brennern 25, auf der anderen Seite mit
dem Gasverteiler 24 und der
Steueranordnung 27 verbunden. Die elemente
27 bis 30 sind beispielsweise von der Firma Canadian Westinghouse Limited unter
der Nodellbezeichnung IIL 71B erhältlich. Die Fühleranordnung 30 ist an dea vorkragenden
Abschnitt 21 des Querbalkens 19 befestigt und bewirkt in der bekannten weise das
Verfolgen einer Linie oder einer Kante eines darunter befindlichen (nicht ge#eigten)
Nodells oder Musters. Die FühlerhalteanordnunL' 22 ist vorzugsweise mechanisch mit
der Brennerhalteanordnung 23 aittcls eines Bandes 39 verbunden, das sich über die
Gesamtlant;e des Balkens 19 erstreckt und durch (nicht gezeigte) Räder auf übliche
Weise angetrieben wird. Die Fühleranordnung 30 ist über die Leitung 37 mit dem Servoverstärker
35 verbunden.
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Die Halteanordnung 23 für die Brenner kann Einrichtungen zum Anheben
und Ablassen der Brenner 25 enthalten. Diese Einrichtungen sind dem Fachmann wohlbekannt
und eine Beschreibung derselben wird deshalb nicht als nötig erachtet.
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Die Doppelseitenantriebs-Servomotoren 31 und 32 sind an den Schlitten
12 bzw. 14 befestigt und bewirken einen Antrieb der Räder 13 bzw. 15 längs der Schienen
16 bzw. 17 und damit den Längsantrieb der Vorrichtung 10. Die Servomotoren 31 und
32 sind über Widerstände R (Fig. 1A) parallel zueinander geschaltet und mit einer
Spannungsquelle E verbunden. Diese Verbindung ist in Fig. 1 durch die Leitungen
33 und 34 angedeutet, die die Motoren 31 bzw. 32 mit dem Servoverstärker 35 verbinden.
Der Servoverstärker ist wiederum über die Leitung 36 mit dem Steuergerät 27 verbunden.
Die Servomotoren 31 und 32 sind vorzugsweise über Reduziergetriebe mit den Rädern
13 bzw. 15 verkoppelt, wie es dem Fachmann wohlbekannt ist.
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Im Betrieb beginnt die Fühleranordnung 30 an dem herauskragenden Abschnitt
31 des Balkens 19 mit der Verfolgung einer Linie oder einer Kante einer (nicht gezeigten)
Schablone oder eines Musters und bewirkt die Erzeugung von elektrischen Signalen,
die die Lage der Linie oder Kante repräsentieren. Diese Signale werden über die
Leitung 37 dem Servoverstärker 35 zugeführt, der,
aznn die Brenner
25 entzündet sind, an die Servomotoren 29, 31 und 32 elektrische Signale abgibt,
wodurch er,'Querbal'Ten 19 in Längsrichtung und die Fackelhalteanordnung 23 in Querrichtung
mit einer Geschwindigkeit antreibt, die der Geschwindigkeit des Fühlorkopfes 30
entspricht. Dadurch wird bewirkt, daß die Brenner 25 aus der Platte 93 Muster herausschneiden,
die dem Muster oder der Schablone entsprechen, die durch den Fühlerkopf 30 abgetastet
wird. Dadurch, daß die Doppelseiten-Antricbsmotoren 31 und 32 elektrisch zueinander
parallel geschaltet sind, wird der Querbalken 19 so geführt, daß er senkrecht zu
den Schienen 15 und 17 steht, Dadurch kann der Fühlerkopf 30 mit Ecken so fertig
werden, daß bei gleichem Kurvenradlus eine größere Geschwindigkeit möglich ist,
als es bei Einzelseitenantriobssystencn möglich ist. So ermöglicht die Formschneidevorrichtung
nach der Brfindung ein verbessertes Fühlen und Schneiden ohne den Aufwand, den ein
teures Versteifen der Vorrichtung oder eine komplizierte elektronische Schaltung
verursachen oder der etwa durch ein Zilnrad getriebe bewirkt wird. Es wird angenommen,
daß die Dopnelseitenantriebs-Servomotoren 31 und 32 die Erzielung eines gegebeizen
Eckenradius bei größerer Schneid- und #ühlergeschwindigkeit als bisher möglich deshalb
ergeben, weil die Servomotoren 31 und 32 mit der gleichen Geschwindigkeit arbeiten
und jede Neigung der unausgeglichenen Massen (beispielsweise des Querbalkens 19
und der Brennerhalteanordnung 23), sich zu verdrillen oder in einer Richtung in
bezug auf die Schienen 16 und 17 infolge des Antriebs durch einen Servomotor schrägzustellen0durch
den Antrieb des anderen Servomotors entgegengewirkt wird. Zusätzlich wird durch
die Parallelverbindung der Servomotoren 31 und 32 beim Ansteigen der Belastung eines
Motors der dadurch gezogene Strom ansteige nd folglich dieser Motor ein größeres
Drehmoment erzeugen, womit er ausschließt, daß die Belastung den Balken 20 in bezug
auf die Schienen 16 und 17 verdreht oder verschränkt.
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Schließlich kann die wirkung der Formschnittvorrichtung 10 mit üblichen,
an den Schienen 16 und 17 angreifenden Rädern bewirkt werden und die teueren Zahnantriebe
sind nicht erforderlich.
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In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführung des Schlittens 12 als Beispiel
dargestellt, sowie der Aufbau, der zum Antrieb des Schlittens und des Rades 13 längs
der Schiene 16 benötigt wird.
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Das Rad 13 ist drehbar mittels Lagern 64 an der Seitenwand 40 des
Schlittens befestigt. Eine Motor-Montageplatte 42 ist schwenkbar an einer Schwonkmontageplatte
45 mittels eines Bolzens lf4 und eines Nadellagers 44' befestigt, wobei die Schwenlbefestigung
45 an der Seitenwand 40 des Schlittens mittels Schrauben 46 angebracht ist. In der
Platte 42 sind Öffnungen 42' vorgesehen, so daß der Servomotor 31 (Fig. 1) daran
angebracht werden kann. In der Seitenwand 40 ist eine Zugangsöffnung 47 vorgesehen.
Um ein durch den Motor 31 (Fig. 1) angetriebenes Antriebsritzel 59 (Fig. 3) mit
einem Zahnkranz 60 in Eingriff zu bringen, ist eine Feder 49 um einen Bolzen 48
gewickelt, der sich durch das an der Motormontageplatte 42 befestigte Teil 50 erstreckt
und an einem Anschlagblock 51 anliegt, der wieder starr mit der Seitenwand 40 des
Schlittens verbunden ist.
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Die Feder 49 kann eine Kraft von annähernd 18 bis 22,5 kp (= 40 bis
50 lb) ausüben und bewirkt ein Vorspannen der Schwenkplatte 42 in Gegenuhrzeigersinn
und läßt damit das Antriebszahnrad 59 mit dem Zahnkranz 60 in Eingriff kommen. Ein
Druckluftzylinder 52 ist an einem Ende an einer an der Schlittenseitenwand 40 befestigen
Klammer 55 bezestigt, währe;od seine Kolbenstange 53 mittels eines Bolzens 54 an
dem Teil 50 befestigt ist. Wie in Fig. 2 dargestellt kann der Schlitten 12 mit einer
Führung walze 18 versehen sein, die an einer Seite der Schiene 16 angreift und vorzugsweise
werden zwei solcher Führungswalzen an dem Schlitten 12 verwendet.
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In Fig. 3 ist zu sehen, daß ein Luft zu führschlauch 56 über ein Durchflußsteuerventil
57 mit dem Druckluftzylinder 52 verbunden ist und daß in bekannter leise Druckluft
vnn einer (nicht gezeigten) Quelle wahlweise zur Betätigung bzw. zur Rückholung
des Luftzylinders 52 zugeführt werden kann. Aus Ubersichtsgründen ist der Servomotor
31 aus Fig. 1 in Fig. 3 nicht dargestellt,
Jedoch wird das Antriebsritzel
59 durch einen solchen Motor angetrieben. Das Rad 13 ist vorzugsweise an einer Achse
63 angebracht und mit einem Abstandsstück 61 verbunden, das wiederum mit dem Zahnkranz
60 vorzugsweise durch Schrauben 62 verbunden ist. Wie bereits bemerkt, ist die Achse
63 in der Schlittenseitenwand 40 durch ein Lager 64 gelagert. Eine sich zwischen
den Schlittenseitenwänden 40 erstreckende Klammer oder ein Stützelement 66 kann
benutzt werden, um die Wand 65 zu halten, die vorzugsweise an ihren beiden Enden
mit den Schlittenseitenwänden 40 verbunden ist, und die mit den Stützelementen 67
und 68 mit einer weiteren Stützwand 66 in Verbindung steht. Wie in Fig. 3 dargestellt,
werden die Stützelemente 67 und 68 benutzt, um die Führungswalzen 18 in Eingriff
mit der Schiene 16 (Fig. 2) zu halten.
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Um den Schlitten 12 anzutreiben,wird die Zufuhr von Druckluft zum
Druckluftzylinder 52 unterbrochen, wodurch der Arm 53 gelöst wird und die Feder
39 auf das Element 50 einwirkt, um die Motornontageplatte 52 so zu spannen oder
zu schwenken, daß das Antriebsritzel 59 in den Zahnkranz 60 eingreift. Zu dieser
Zeit wird das Antriebsritzel 59 gedreht, um dadurch den Zahnkranz 60 und das Rad
13 unter Beeinflussung des Servomotors 31 anzutreiben. Falls es erforderlich ist,
daß der Antrieb vom Rad 13 weggenommen wird, wird Luft von einstellbarem Druck durch
den Schlauch 56 und das Ventil 57 dem Druckluftzylinder 52 zugeführt und der Arm
53 in Verbindung mit der Kolbenstange so betrieben, daß das Teil oder Element 50
gegen, die Vorspannung der Feder 49 verschoben wird und sich das Antriebsritzel
19 vom Zahnkranz 60 löst. Dementsprechend ergibt der in Fig. 2 und 3 dargestellte
Antriebsmechanismus für den Schlitten eine zuverlässige und wirksame Steuerung der
auf das Rad 13 wirkenden Antriebskraft.
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Dadurch, daß eine Formschneidevorrichtung mit dem beschriebenen doppelseitigen
Antrieb ausgestattet wird, kann eine
verbesserte Fühl- und Schneideigenschaft
erreicht werden, ohne besondere Bauversteifungen und/oder ausgeklügelte elektronische
Steuerungsschaltungen anzuwenden. Falls jedoch ein bestimmtor Abschnitt der Vorrichtung
10, beispielsweise der vorkragende Abschnitt 21 des Balkens 19 merklich in Schwingungen
kommt, kann eine einfache Verstärkungsstrebe in der Horizontalebene zwischen den
Kragabschnitt 21 und dem Schlitten 12 die Schwingingen maßgeblich verringern, falls
nicht sogar vollständig zum Verschwinden bringen.
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Zwar wurden in Verbindung mit dem Schlittenantriebsmechanismus nach
Fig. 2 und 3 eine Federkraft von annähernd 18 bis 22,5 kp (= 40 - 50 lb) erwähnt,
es ist jedoch leicht einzusehen, daß auch andere Federkräfte benutzt werden können,
soweit das Antriebsritzel 59 in festen Eingriff mit dem Zahnkranz 60 kommt.
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Die Feder 49 wird zur Uberwindung irgendwelcher Exzentrizitäten benutzt,
die durch eine nicht exakte Bohrung durch die Motormontageplatte 42 oder durch eine
nicht exitte Anbringung des Servomotors 31 an dieser Platte erzeugt wird und um
toten Gang in der Kraftübertragung auszugleichen.
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Weiter ist verständlich, daß die Abtastanordnung oder Fühleranordnung
30, die nach Fig. 1 am Kragabschnitt 21 des Balkens 19 befestigt ist, nicht notwendigerweise
vorhanden sein muß, da andere Einrichtungen, beispielsweise numerische Steuersysteme
die Steuersignale an den Servoverstärker 35 und an die Servomotoren 29, 31 und 32
erzeugen können. Ein numerisches Steuersystem kann unabhängig vom Balken 19 angebracht
werden und kann dazu benutzt werden, um den Servoverstärker 35 mit eingespeicherten
oder sonstwie zugeführten Steuersignalen zu versorgen. Falls ein numerisches Steuersystem
verwendet wird, erweist sich die Anbringung eines Kragabschnitts 21 des Balkens
19 als unnötig.
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In der vorstehenden Beschreibung wird eine rormschneidvorrich tung
mit einem Querbalkenvorgestellt, der starr an zwei einen
Abstand
voneinander aufweisenden Schlitten befestigt ist, die mit Rädern längs zwei parallelen
länglichen Schienen verschoben werden können. Ein Fühlersystem, ein oder mehrere
Brenner und Halteanordnungen dafür sind in Längsrichtung des Querbalkens beweglich
angebracht. Jeder Schlitten ist mit einem Servomotor versehen und die Motoren sind
elektrisch parallel mit einer Spannungsquelle, beispiel6weise einem Servoverstärkerausgang,verbunden.
Nach dem Einschalten der Motore wird der Balken in Längsrichtung der Schienen mit
Geschwindigkeiten bis zu 305 cm/niin. und mehr angetrieben, wobei das Eckenfolgevermögen
dem entspricht, das bei Geräten nach dem Stand der Technik mit niedereren Geschwindigkeiten,
beispielsweise mit 127 bis t52 cm/min. gerade noch erreicht werden kann. Auf diese
Weise werden höhere Schneidgeschwindigkeiten ohne Verschlechterung der Schneidgenauigkeit
erreicht, ohne daß teure Bauversteifungen, zusätzliche elektronische Steuerschaltungen
oder Präzisions-Zahnantrie#mechai#ismen benötigt werden.
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