DE2813498B2

DE2813498B2 - Vorrichtung zum Schneiden eines Flachmaterialstapels

Info

Publication number: DE2813498B2
Application number: DE2813498A
Authority: DE
Inventors: David R. West Hartford Conn. Pearl
Original assignee: Gerber Garment Technology Inc
Current assignee: Gerber Technology LLC
Priority date: 1977-10-07
Filing date: 1978-03-23
Publication date: 1981-05-07
Also published as: US4112797A; JPS5454384A; FR2405116A1; FR2405116B1; DE2813498A1; GB1592679A

Description

Flächen trifft, so werden diese zwangsläufig beschädigt. Es treten aber nicht nur Schaden an den Tragplatten auf, vielmehr wird durch diese ebenen Flächen der Strahl zurückgeworfen, so daß auch die unteren Lagen des Materialstapels beschädigt werden. Zusätzlich erfordert auch die im Querschnitt sechseckige Wabenstruktur einen erhöhten Kosten- und Arbeitsaufwand zu ihrer Herstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den zum Schneiden des Materialstapels dienenden Fluidstrahl nach seinem Austreten aus dem Stapel so zu beeinflussen, daß seine Restenergie möglichst völlig weitgehender Ausschaltung von Schäden am Materialstapel und an den diesen tragenden Platten vernichtet wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die oberen Kanten der Tragplatten schneidenartig ausgebildet Durch diese schneidenartige Ausbildung wird ein Zerreißen oder Aufspalten des Flüssigkeitsstrahls bewirkt, wodurch er einen erheblichen Anteil seiner Restenergie verliert bzw. seine kinetische Energie vernichtet wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer mit einer Datenverarbeitungsanlage verbundenen Flirdstrahl-Schneidvorrichtung, bei der die Erfindung zur Anwendung kommt;

F i g. 2 einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1;

Fig.3 eine noch mehr vergrößerte perspektivische Teilansicht des Tragplattenaufbaus von F i g. 1 und 2;

Fig.4 einen der Fig.2 ähnlichen, vergrößerten J^r> Teilschnitt einer abgewandelten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes;

F i g. 5 einen Teilschnitt nach der Linie 5-5 in F i g. 4;

F i g. 6 einen weiter vergrößerten Teilschnitt nach der Linie 6-6 in F i g. 5;

F i g. 7 einem der F i g. 4 ähnlichen Teilschnitt für eine dritte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes;

F i g. 8 einen der F i g. 4 ähnlichen Teilschnitt für eine vierte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.

Die Fluidstrahl-Schneidvorrichtung 10 (F i g. 1 und 2 ) für das serienmäßige automatische Zuschneiden von Flachmaterial hat einen Zuschneidetisch 12 mit einem einen Stapel 16 aus schlaffen Flachmaterial tragenden Bett 14. Die Vorrichtung 10 weist ein Fluidstrahl-Schneidwerkzeug 18 auf, aus dessen Strahldüse 20 ein so Fluidstrahl mit hoher Geschwindigkeit austritt und das an einem längs des Tisches 12 bewegbaren Schlitten 22 angebracht ist Das Werkzeug 18 ist auf dem Schlitten 22 quer zum Tisch 12 bewegbar, so daß die Düse 20 in längs- und querverlaufenden Koordinatenrichtungen X und Y verfahrbar ist, und zwar in Abhängigkeit von Steuersignalen, die aus einer programmierbaren Datenverarbeitungsanlage 26 über ein Steuerkabel 24 zur Schneidvorrichtung 10 übertragen werden. Die Datenverarbeitungsanlage 26 liest digitale Daten aus einem Programmband 28, das die Konturen der Schneidbahn bestimmt

Der mit hoher Geschwindigkeit aus der Strahldüse 20 austretende Fluid-Schneidstrahl bildet in der Auflage 16 einen Schlitz oder eine Kerbe K aus und bewegt sich in Schneideingriff mit der Auflage zum Schneiden von Stücken in Abhängigkeit von den aus der Datenverarbeitungsanlage 26 empfangenen Steuersignalen. Insbesondere überträgt die Datenverarbeitungsanlage 26 Steuersignale an Anfisbsmotoren 30 und 32, die Spindeln 34 bzw. 36 antreiben. Die Spindel 36 bewegt den Schlitten 22 längs des Tisches 12 in der X-Koordinatenrichtung, während die Schraubspindel 34 das Werkzeug 18 und damit die Strahldüse 20 quer zum Zuschneidetisch 12 in der y-Koordinatenrichtung bewegt.

Der Zuschneidetisch 12 weist einen im allgemeinen rechteckigen, sich nach oben öffnenden Trog 38 mit einem Boden 40, Seitenwänden 42 und Stirnwänden 44, von denen eine in F i g. 1 dargestellt ist, auf. Eine Fluidabströmleitung 46 steht mit dem Inneren des Trogs in der Nähe seines Bodens 40, wie in F i g. 2 dargestellt ist, in Verbindung.

Das Bett 14 ist innerhalb des Trogs 38 angeordnet und besteht aus stehenden Tragplatten 48, 48' aus einem Material geringer Stärke, die nach oben offene Zellen bilden. Ein typisches Bett kann aus einem Material von rostfreiem Stahlblech mit einer Stärke von 0,007 cm hergestellt sein.

Die oberen Kanten 50 der Tragplatten 48, 48' sind erfindungsgemäß schneidenartig ausgebildet wobei sie, wie Fig.3 zeigt, vorteilhafterweise nach Art eines Wellenschliffs eingekerbt sind, so daß Spitzen 50' an den Kreuzungsstellen der Tragplatten 48, 48' entstehen. Diese Spitzen 50' bilden zusammen die eigentliche Auflagefläche für den Flachmaterialstapel 16.

Die aus den zueinander parallelen und senkrechten Tragplatten 48,48' gebildeten Zellen können nach Wahl einen unterschiedlichen Querschnitt haben, vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Tragplatten etwa 0,3 cm. Im Hinblick auf eine einfache Herstellung — auch des Wellenschliffes — wird eine quadratische Form für die Zellen bevorzugt.

Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, sind unter dem von den Tragplatten 48, 48' gebildeten Tragkörper als Teil des Betts 14 Ablenkplatten 52 angeordnet, die gegenüber der Horizontalen geneigt sind, vorzugsweise zum Ablauf 46 hin und quer zum Tisch 12, d. h. in der Y- Koordinatenrichtung, verlaufen.

Der obere Rand jeder Ablenkplatte 52 kann mit der unteren Kante einer zugeordneten Tragplatte 48' ausgerichtet sein; vorzugsweise ist jedoch die obere Kante jeder Ablenkplatte zwischen einem zugeordneten Paar von parallelen Tragplatten angeordnet, wie F i g. 2 und 3 zeigen. Vorteilhafterweise wird auch die Oberkante 54 der Ablenkplatten 52 schneidenartig ausgestaltet, und diese Platten 52 werden mit Abstand zum Boden 40 des Trogs angeordnet, so daß das Schneidfluid von der gesamten Bodenfläche abgeführt werden kann.

Dem Fluidstrahl-Schneidwerkzeug 18 kann insbesondere eine (nicht dargestellte) Druckverstärkerpumpe zur Zufuhr von Fluid unter Druck und ein (nicht dargestellter) Speicher zum Ausgleichen der Druckpulsierungen der Pumpe zugeordnet sein, um Schneidfluid an die Düse 20 mit einem im wesentlichen konstanten Druck zu liefern, der beispielsweise im Bereich von 68,95 bis 689,5 N/mm² liegen kann. Ein typische Düse kann z. B. eine Austrittsöffnung in einem Bereich von 0,010 cm bis 0,0406 cm haben, so daß ein äußerst feiner Strahl mit hoher Geschwindigkeit aus der Düse strömt, der auch eine vielschichtige Auflage aus Tuch, Kurststoff, Leder oder anderem zu schneidenden Material durchdringen und schneiden kann.

Wenn das zu schneidende Material auf dem Tisch 12 oder besser auf den Tragplatten 48, 48' aufliegt, stehen

nur die die Tragflächen des Tisches bildenden Spitzen 50' mit dem Material in Berührung. Die Schneiddüse 20 bewegt sich mit dem Schlitten 22 und relativ zu diesem in Abhängigkeit von den aus der Datenverarbeitungsanlage 26 empfangenen Signalen zum Bilden einer Kerbe K, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist.

Wenn die gewünschte Schnittgleichmäßigkeit für alle Schichten des Stapels erreicht werden soll, ist es wesentlich, daß der Fluidschneidstrahl beim Austreten aus der untersten Schicht der Auflage eine beträchtliche Restenergie besitzt. Diese Restenergie stellt eine potentielle Verschleißquelle und eine Rückspritzgefahr für die Vorrichtung und insbesondere für die die Auflage tragende Fläche dar. Die schneidenartige Ausbildung der oberen Kanten 50 bewirkt ein Aufspalten oder Unwirksammachen des Strahls, wodurch seine Restenergie wesentlich vermindert wird. Der Strahl kann auch auf die scharfen oberen Kanten der Ablenkplatten 52 auftreffen, die ebenfalls dahin tendieren, seine Energie aufzulösen. Da die oberen Kanten der Tragplatten vorzugsweise eingekerbt sind, muß der Fluidstrahl, nachdem er die unterste Materialschicht durchdrungen hat und bevor er auf eine Tragplattenkante trifft, sich über eine kurze, freie Strecke hinweg bewegen, die zu einer zusätzlichen Auflösung der Strahlenergie dient, bevor der Strahl auf eine Tragplatte auftrifft.

Des weiteren wird der Schneidstrahl in den verhältnismäßig engen Zellen gefangen, so daß ein Rückspritzen, das die untersten Schichten der Auflage beschädigen kann, im wesentlichen vermieden wird. Falls erwünscht, kann *'"\e Folie aus zu opferndem Kunststoff od. dgl. auf die tragende Fläche gelegt werden, bevor der Stapel auf dem Tisch aufgebaut wird. Diese zu opfernde Folie dient als Grenzschicht zur weiteren Herabsetzung des Risikos einer Materialbeschädigung, die vom Rückspritzen des Fluidstrahls herrührt. Verbrauchtes Schneidfluid kann im Trog 38 gesammelt und aus diesem über die Leitung 46 zur Pumpe rückgeführt oder abgeleitet werden.

Die F i g. 4 und 5 zeigen eine gegenüber den F i g. 2 und 3 abgewandelte Vorrichtung 10a, die der Vorrichtung 10 ähnlich ist und einen Zuschneidetisch 12a mit einem Trog 38a aufweist. Unterschiedlich zur vorher beschriebenen Vorrichtung 10 sind Ausbildung und Anordnung des Betts 14a, das von einer Vielzahl von Tragplatten 58 gebildet wird, die sich quer zum Trog 38a erstrecken. Jede Platte 58 ist im allgemeinen rechteckig ausgebildet und hat eine obere schneidenartige Kante 60 (F i g. 5 und 6). Die Tragplatten 58 sind geneigt und die einander gegenüberliegenden, die Schneide 60 bildenden Flächen schließen einen Winkel 62 im Bereich von 5 bis 10 Grad ein. Die Schneiden 60 sind in einer gemeinsamen waagerechten Ebene zur Ausbildung der Material-Auflagefläche des Tisches 12a angeordnet. Wenn der Strahl des Schneidfluids aus der Düse 20a (Fig.4) auf die scharfe Schneide 60 einer der Platten auftrifft, wird er durch diese Schneide aufgespalten und verliert einen wesentlichen Anteil seiner Restenergie. Das verbrauchte Schneidfluid wird zwischen den in verhältnismäßig dichtem Abstand voneinander angeordneten Platten 58 gefangen. Die schräge Anordnung der Platten dient weiterhin dazu, ein Rückspritzen zu verhindern, wodurch sonst die unteren Materialschichten einer auf dem Bett 14a liegenden Auflage beschädigt werden könnten. Falls erwünscht, kann geeignetes Material zum weiteren Absorbieren von Energie des verbrauchten Schneidstrahls vorgesehen werden, wozu im dargestellten Beispiel Metallwolle 64 im unteren Abschnitt des Trogs 38a und in den Räumen zwischen den Platten 58 vorgesehen ist Dieses Material verhindert wirksam ein Rückspritzen, dämpft Geräusch und vermeidet eine übermäßige Abnutzung an den Platten 58, ohne das Abströmen des Fluids aus dem Trog 38a wesentlich zu beeinträchtigen.

Bei der in F i g. 7 gezeigten Ausführungsform hat der Zuschneidetisch 126 ein Bett 14Z>, das Stahlschrot 65 anstelle von Metallwolle als Energie absorbierendes Material enthält.

Bei der Ausführungsform nach Fig.8 hat der Zuschneidetisch 12c der Vorrichtung 10c einen Trog 38c mit einem darin befindlichen Bett 14c aus einer Vielzahl von parallelen, in dichtem Abstand voneinander angeordneten Tragplatten 66, die sich quer zum Trog 38c erstrecken. Jede Platte 66 weist eine scharfe, obere Schneide 68 auf, die von einen Winkel von 5 bis 10 Grad einschließenden Flächen gebildet wird. Jede Tragplatte 66 hat einen oberen Abschnitt 69, der im allgemeinen senkrecht ist; der untere Abschnitt 70 jeder Platte 66 ist bogenförmig gekrümmt, um eine Fläche zum Ablenken des Strahls zu schaffen. Wie bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel ist auch hier Energie absorbierendes Material im Trog 38c enthalten, das in diesem Fall aus lose gepacktem Kies 72 besteht Falls erwünscht kann der Trog auch eine Energie absorbierende Flüssigkeit 74 enthalten, die vorzugsweise Schneidfluid ist Die Flüssigkeit 74 kann durch Anordnung von Flüssigkeitszu- und -abströmleitungen 76 bzw. 78 auf einem im wesentlichen konstanten Niveau gehalten werden, wobei die Rohrleitungen geeignete (nicht dargestellte) Ein- und Ausströmventile besitzen können, die derart einstellbar sind, daß das gewünschte Flüssigkeitsniveau im Trog 38c zu jeder Zeit beibehalten werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schneiden eines Stapels aus mehreren Schichten eines Flachmaterials, der auf einem Bett aus einer Vielzahl von langgestreckten, mit horizontalem Abstand im wesentlichen stehend angeordneten Tragplatten, deren freie obere Kanten in einer gemeinsamen waagerechten Ebene liegen und eine fluiddurchlässige Auflagefläche für den Stapel bilden, ruht, mit einem Fluidstrahl-Schneidwerkzeug, das oberhalb der Auflagefläche relativ und parallel zu dieser gesteuert beweglich ist und eine einen Strahl eines Schneidfluids mit hoher Geschwindigkeit gegen den Flachmaterialstapel sowie durch diesen hindurch aussendende Düse hat, und mit einem Fluidsammelraum unterhalb der Unterkanien der Tragplatten, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Kanten (50, 60, 68) der Tragplatten (48, 48', 58, 66) schneidenartig ausgebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatten (48, 58, 66) parallel zueinander angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatten (58) mit einer Neigung gegenüber der Senkrechten angeordnet und eben sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatten (66) einen lotrechten oberen Abschnitt (69), an dem die schneidenartige Kante (68) ausgebildet ist, und einen unteren, von der Lotrechten abweichenden Abschnitt (70) aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt (70) bogenförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Kanten der Tragplatten (48) mit Einkerbungen (50), die in Spitzen (50') übergehen, versehen sind und daß die Spitzen (50') die Auflagefläche für den Flachmaterialstapel (16) bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatten (48) senkrecht angeordnet und durch rechtwinklig zu ihnen verlaufende, einen Abstand zueinander aufweisende zweite langgestreckte Tragplatten (48') verbunden sind, wobei in den Schnittpunkten der Tragplatten (48,48') die Spitzen (50') ausgebildet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatten (48) auf einem Unterbau aus geneigten, quer zu ihnen sich erstreckenden Ablenkplatten (52) ruhen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatten (48, 48') auf einem Unterbau aus geneigten Ablenkplatten (52) ruhen, die sich parallel zu den zweiten Ablenkplatten (48') und zwischen diesen erstrecken sowie eine obere Messerschneide (54) aufweisen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die schneidenartigen oberen Kanten der Tragplatten durch zwei einen Winkel von 5 bis 10° einschließende Flächen gebildet sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden eines Stapels aus mehreren Schichten eines Flachmaterials, der auf einem Bett aus einer Vielzahl von langgestreckten, mit horizontalem Abstand im wesentlichen stehend angeordneten Tragplatten, deren freie obere Kanten in einer gemeinsamen waagerechten Ebene liegen und eine fluiddurchlässige Auflagefläche für den Stapel bilden, ruht, mit einem FluiJstrahl-Schneidwerkzeug, das oberhalb der Auflagefläche

ι ο relativ und parallel zu dieser gesteuert beweglich ist und eine einen Strahl eines Schneidfluids mit hoher Geschwindigkeit gegen den Flachmaterialstapel sowie durch diesen hindurch aussendende Düse hat, und mit einem Fluidsammelraum unterhalb der Unterkanten der Tragplatten.

Eine Vorrichtung dieser Gattung ist für das serienmäßige automatische Zuschneiden von Flachmaterial, wie gewebten und ungewebten Stoffen, Kunststoff, Leder, Gummi u. dgl. geeignet Bei einer solchen Vorrichtung führt ein unter hohem Druck stehender, von einer Düse gebündelter Fluidstrahl die Funktion einer »Schneidklinge« zur Ausbildung einer schmalen Kerbe aus, und derartige Vorrichtungen dienen besonder zum Schneiden von Stücken mit komplizierten Umrißformen aus Auflagen eines Flachmaterials aus bis zu mehreren hundert Schichten.

Die zu schneidende Auflage muß zwecks genauen Zuschneidens flach aufliegen und örtlich von unten in dem Bereich abgestützt werden, in dem der Fluidstrahl die unteren Schichten durchstößt, so daß diese Schichten sauber geschnitten und durch die Strahlkräfte nicht abwärts gedrückt werden; jedoch muß der unter hohem Druck stehende Fluidstrahi, der beim Verlassen der Strahldüse des Schneidwerkzeugs sich mit Über-

J5 Schallgeschwindigkeit bewegt, seine Integrität bei Durchtritt durch die Materialschichten bis zur untersten hin beibehalten und enthält daher notwendigerweise eine beträchtliche Restenergie beim Verlassen der untersten Materialschicht. Diese Restenergie stellt eine

■to potentielle Verschleißquelle für die Schneidvorrichtung dar, und außerdem besteht die Gefahr der Beschädigung der untersten Materialschichten im Stapel durch zurückprallendes Schneidfluid.

Um die Gefahr einer Beschädigung der untersten Schichten im Flachmaterialstapel durch zurückprallendes Schneidfluid zu verringern oder zu beseitigen, wurde vorgeschlagen (USA-Patentschrift 39 27 591), zwischen dem Materialstapel und dem Fluidsammelraum eine laminierte Sperrlage anzuordnen, die ein Auftreffen von zurückprallendem Schneidfluid aus dem Sammelraum auf die Materialschichten verhindert und von einem Borstenbett bzw. einer Wabenstruktur aus sechseckigen Zellen getragen wird.

Eine solche Sperrlage, unter die naturgemäß durch das durch sie hindurchtretende Schneidfluid ebenso geschnitten wird wie der darauf aufliegende Materialstapel, unterliegt damit einer schnellen Zerstörung und muß häufig ersetzt werden, was einen zusätzlichen Aufwand an Material und Arbeitszeit erfordert.

Bei einer Vorrichtung der der Erfindung zugrundeliegenden Gattung (USA-Patentschrift 38 77 334) hat man die Sperrlage durch eine Wabenstruktur aus stehenden Tragplatten ersetzt, auf deren Oberkanten der aus dem zuzuschneidenden Material gebildete Stapel aufliegt.

Wenn die Kanten dieser Tragplatten flach sind, d. h. eine ebene Fläche darbieten, die der Stärke der Platten gleich ist. und wenn der außerordentlich feine Fluidstrahl mit hoher Geschwindigkeit auf diese ebenen