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Beschreibung
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Vorrichtung zum Beschneiden verformter Textilbeläge Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Beschneiden verformter Textilbeläge aus synthetischem
Fasermaterial, insbesondere Bodenbeläge für Kraftfahrzeuge, mittels Heißschneidwerkzeugen.
Bei -en bekannten Vorrichtungen dieser Art sind die Schneiden der Heißschneidwerkzeuge
indirekt durch besondere elektrische Heizelemente auf etwa 80 bis 100 C aufgeheizt.
Beim Arbeiten mit diesen Werkzeugen muß auf sie ein erheblicher Druck ausgeübt werden,
um beispielsweise Teile aus den Textilbelägen herauszustanzen. Hierdurch können
im Textilbelag hohe Spannungen auftreten, die zu einem unerwünschten Verzug des
Belags führen. Außerdem sind die Ränder des Textilbelags an den Schnittstellen nicht
glatt und reißen leicht ein.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung vorzuschlagen,
mit deren Hilfe Textilbeläge, insbesondere verformte Bodenbeläge für Kraftfahrzeuge,
spannungsfrei und ohne Verzug so beschnitten werden können, daß glatte Ränder ohne
Rißbildung entstehen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst: a)
eine durchgehende Unterform und eine durchgehende Oberform,
die
den zu beschneidenden Textilbelag zwischen sich aufnehmen und lediglich an den Schnittstellen
mit Öffnungen versehen sind; b) an den Schnittstellen verschieblich angeordnete
Heißschneidwerkzeuge; c) die Heißschneidwerkzeuge weisen eine durch direkten elektrischen
Stromfluß aufheizbare Messerklinge aus Metall mit Schneide auf; d) die Messerklinge
ist im Bereich der Schneide nach der zu erzeugenden Schnittkante hin abgebogen;
e) die Schneide ist auf eine Temperatur zwischen etwa 300 und 4500 C, vorzugsweise
etwa 4000 C aufgeheizt.
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Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:
Fig. 1 einen vorgeformten Bodenbelag aus Textilmaterial für ein Kraftfahrzeug-Fig.
2 eine halbschematische Schnittansicht einer Vorrichtung zum Beschneiden verformter
Textilbeläge; Fig. 3 die Vorrichtung aus Fig. 2 in einem anderen Betriebszustand;
Fig. 4 eine Einzeldarstellung eines Heißschneidwerkzeuges; Fig. 5 eine andere Ausführungsform
eines Heißschneidwerkzeuges;
Fig. 6 eine Schnittansicht entlang
der Linie 6-6 in Fig. 5 und Fig. 7 eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 in
Fig. 5.
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Fig. 1 zeigt einen fertig beschnittenen, vorgeformten Bodenbelag 1
für einen Personenkraftwagen. Der Rand 2 des Bodenbelags ist in bestimmter Weise
beschnitten. Außerdem weist der Bodenbelag 1 mehrere, ebenfalls nachträglich eingeschnittene
Ausnehmungen auf. Die Ausnehmung 3 dient beispielsweise dem Durchtritt eines Schalthebels
des Kraftfahrzeugs; eine Ausnehmung 4 als Eintrittsöffnung für Warmluft, während
vier Öffnungen 5 dem Durchtritt von Befestigungsgliedern für Sicherheitsgurte dienen.
Der Bodenbelag 1 wird in zwei Stufen hergestellt: Zuerst wird das den Belag bildende,
synthetische Fasermaterial in die dargestellte Form gebracht und anschließend werden
die erwähnten Ausnehmunoen hergestellt sowie die Ränder beschnitten.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen den grundsätzlichen Aufbau einer Vorrichtung
zum Beschneiden der Ränder und Anbringen von Ausnehmungen an einem vorgeformten
Bodenbelag 1. An einem Maschinengestell 6 ist eine durchgehende Unterform 7 in Gestalt
einer Formschale fest angeordnet. Die Unterform 7 entspricht in Abmessung und räumlicher
Ausbildung dem vorgeformten Bodenbelag 1. Über der Unterform 7 ist eine durch Kolben-Zylinder-Aggregate
8 auf- und abbewegliche Oberform 9 angeordnet, die zur Unterform 7 komplementär
ist. In Fig. 3 ist der Bodenbelag 1 zwischen die beiden ineinander passenden Formen
7 und 9 eingeklemmt und festgehalten.
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Jeder Form 7, 9 sind mehrere Heißschneidwerkzeuge 11, 12 bzw. 13,
14, 15, 16 und 17 zugeordnet. Die der Unterform zugeordneten Heißschneidwerkzeuge
11 und 12 sind am Maschinengestell 6 befestigt, während die der Oberform 9 zugeordneten
Heißschneidwerkzeuge 13, 14, 15, 16 und 17 an der Oberform gehalten und mit dieser
auf- und abbeweglich sind. Jedem Heißschneidwerkzeug ist ein hydraulisch oder pneumatisch
betätigtes Kolben-Zylinder-Aggregat zugeordnet, mit dessen Hilfe das betreffende
Heißschneidwerkzeug relativ zum Bodenbelag 1 hin- und herbewegbar ist. Diese Aggregate
sind in Fig. 2 und 3 mit den Bezugszeichen 18, 19, 20, 21, 22, 23 und 24 bezeichnet.
An den den Heißschneidwerkzeugen gegenüberliegenden Stellen weisen Unter- und Oberform
Durchbrechungen (z.B. 25, 26 gegenüber dem Heißschneidwerkzeug 11) auf, durch die
hindurch das jeweilige Heißschneidwerkzeug eindringen kann, um eine Ausnehmung aus
dem zwischen den beiden Formen 7, 9 liegenden Bodenbelag 1 auszustanzen. Dieser
Vorgang ist in Fig. 3 dargestellt, wobei man auch erkennt, daS die einzelnen Schneidwerkzeuge
nicht gleichzeitig sondern nacheinander betätigt werden, weil sie sich sonst gegenseitig
behindern könnten. Dies gilt beispielsweise insbesondere für die Schneidwerkzeuge
15, 16 und 17.
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Fig. 4 zeigt in vergrößerter Schnittansicht das Heißschneidwerkzeug
11, wie es gerade eine der Ausnehmungen 5 (vgl.
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Fig. 1) aus der seitlich hochgewölbten Wand des Bodenbelages 1 ausstanzt.
Der Bodenbelag 1 ist relativ dick. Seine Stärke kann beispielsweise etwa 6 bis 10
mm betragen. Gewöhnlich besteht der Bodenbelag aus einem rückenbeschichteten Träger
27 aus synthetischem Material und einem darauf angeordneten Flor 28 aus Einzelfasern.
Die Fasern können beispielsweise aus Polypropylen, Nylon oder Polyester bestehen.
Es
können auch Mischfasern verwendet werden. Die Rückenbeschichtung kann aus einer
Butadien-Styrolmischung oder aus verschiedenen Acrylaten bestehen.
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Das Heißschneidwerkzeug 11 besteht bei der in Fig. 4 dargestellten
Ausführungsform aus einer geschlitzten Hülse.
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Der Schlitz ist mit 29 bezeichnet. Die das Schneidwerkzeug bildende
Hülse ist aus einem Metall von hohem elektrischem Widerstand gefertigt, so daß sie
durch direkten Stromdurchfluß auf eine verhältnismäßig hohe Temperatur im Bereich
zwischen etwa 350 und 4500, vorzugsweise etwa 4000 C aufgeheizt werden kann. Hierzu
ist die Hülse in einem Block 31 aus isolierendem Kunststoff gehalten. Die Stromzuführung
erfolgt über Kabel 32, 33 und Schrauben 34, 35, wobei die Schrauben 34, 35 an einem
rechts bzw. links vom Schlitz 29 gelegenen Randbereich der das Schneidwerkzeug 11
bildenden Hülse mit dieser in elektrisch leitendem Kontakt sind. Der Block 31 ist
mit einer Kolbenstange 36 des Kolben-Zylinder-Aggregats 18 (Fig. 2) starr verbunden.
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An der dem Block 31 gegenüberliegenden Seite weist das Schneidwerkzeug
11, welches im Grunde eine hülsenförmige Messerklinge ist, eine Schneide 37 auf.
Im Bereich vor dieser Schneide 37 ist die die Messerklinge bildende Hülse nach der
am Bodenbelag zu erzeugenden Schnittkante hin nach außen abgebogen. Die Abbiegung
beträgt gegenüber der Achse des Werkzeuges etwa 2 bis 5, vorzugsweise 3 Grad.
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Außerdem verjüngt sich die Messerklinge im Schneidenbereich zur eigentlichen
Schneide 37 hin, so daß die letztere verhältnismäßig scharf ist. Wesentlich für
einen ordnungsgemäßen Schnitt des Werkzeuges ist jedoch die erwähnte Abbiegung der
Klinge nach der zu erzeugenden Schnittkante hin.
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Aufgrund der vorerwähnten, direkten Widerstandsbeheizung der die Messerklinge
des Schneidwerkzeuges 11 bildenden, geschlitzten Hülse kann diese auf sehr hohe
Temperatur, beispielsweise etwa 4000 aufgeheizt werden. Wenn das Werkzeug in Fig.
4 von links nach rechts vorgeschoben wird, trifft die Schneide 37 auf den Bodenbelag
1 und durchdringt diesen aufgrund der hohen Schneiden temperatur ohne weiteres,
wobei ein scheibenförmiger Teil 38 aus dem Bodenbelag ausgestanzt wird. Es wurde
gefunden, daß wegen der hohen Werkzeugtemperatur zum Beschneiden des Bodenbelags
1 außerordentlich geringe Drücke ausreichend sind, die im Bereich von etwa 4 bis
8 Bar liegen können und vorzugsweise 6 Bar betragen. Offenbar wegen dieser geringen
Druckbelastung entstehen im Bodenbelag während des Schneidens keine Spannungen und
der Belag zeigt nach vollzogenem Schnitt keinen Verzug. Außerdem sind wegen der
angewandten hohen Temperatur die Schnittränder sauber verschmolzen und zeigen keinerlei
Rißstellen. Auf die beschriebene Weise können auch besonders widerstandsfähige Textilmaterialien
mit geringem Arbeitsdruck sauber beschnitten werden. Gegenüber bekannten Vorrichtungen
ergibt sich eine Energieersparnis von etwa 40 bis 50 %.
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In den Figuren 5 bis 7 sind Einzelheiten des Heißschneidwerkzeugs
15 dargestellt, welches dem Einbringen der Ausnehmung 3 (Fig. 1) in den Bodenbelag
1 dient. Bei diesem Heißschneidwerkzeug ist die Messerklinge 41 zu einem Rechteck
entsprechend dem Umriß der Ausnehmung 3 gebogen. Die Stromzuführung erfolgt an den
beiden Enden 42, 43 über Kabel 44 bzw. 45 derart, daß an der Schneide 47 der Messerklinge
41 eine Temperatur von etwa 4000 C entsteht. Wie dargestellt ist die Messerklinge
41 im Bereich der Schneide 47
ebenso wie bei der Ausführungsform
nach Fig. 4 in Richtung auf die zu erzeugende Schnittkante hin nach außen abgebogen,
beispielsweise in einem Winkel von etwa 3 Grad. Außer dem verjüngt sich die Messerklinge
im Schneidenbereich zur eigentlichen Schneide 47 hin. Auch mit dem Heißschneidwerkzeug
gemäß Fig. 5 können Ausnehmungen aus einem Textilbelag unter Anwendung äußerst niedriger
Drücke ausgeschnitten werden.
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Ebenso wie an ihren Enden 42, 43 weist die Messerklinge 41 auch an
dazwischen gelegenen Stellen mehrere nach oben abstehende Arme 48 auf, die der Befestigung
der Klinge an einer Platte 49 dienen. Die Platte 49 ist ihrerseits direkt an den
Kolbenstangen 51 zweier Kolben-Zylinder-Aggregate 22 (vgl. Fig. 2) befestigt. Um
der Wärmeausdehnung der Messerklinge während ihrer Aufheizung Rechnung zu tragen,
sind die zwischen den Enden 42 und 43 gelegenen Arme 48 gleitverschieblich mit der
Platte 49 verbunden. Hierzu sind -vgl. Fig. 7 - an der Unterseite der Platte 49
unter Zwischenschaltung elektrisch isolierender Platten 52 Profilschienenstücke
53 befestigt, in denen Halteblöcke 54 verschieblich sind. In den Halteblöcken 54
sind die Arme 48 der Messerklinge 41 fest eingespannt.
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Um Verformungen der heißen Messerklinge 41 während des Schneidens
zu verhindern, ist die Klinge an ihrer der Schnittkante 47 abgewandten Seite durch
eine Stütze 55 versteift, die einerseits im Halteblock 54 fixiert und andererseits
mit der Messerklinge 41 verschweißt ist.
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Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht der Anordnung aus Fig. 5 im Bereich
der Stromzuführung. Wie dargestellt ist das Kabel 44
mittels einer
Schraube 56 gehalten, die gleichzeitig auch der Fixierung des am Messerende 42 gelegenen
Halteblocks 54 im Schienenstück 53 dient. Auf diese Weise sind die beiden Enden
42, 43 der Messerklinge 41 an der Platte 49 festgehalten, während die übrigen Arme
48 der Messerklinge verschieblich mit der Platte 49 verbunden sind, so daß sich
die Messerklinge 41 insgesamt bei Aufheizung ausdehnen bzw. beim Abkühlen wieder
zusammenziehen kann, ohne daß dabei unzulässige Spannungen im Schneidwerkzeug entstehen.
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Die in Fig. 2 und 3 dargestellten, der Randbeschneidung oder dem Besäumen
des Bodenbelags dienenden Heißschneidwerkzeuge 13, 14 sind prinzipiell ebenso ausgebildet
wie das in Fig. 5 dargestellte Heißschneidwerkzeug 15. Der einzige Unterschied besteht
darin, daß die Heißschneidwerkzeuge 13, 14 im wesentlichen geradlinig ausgebildet
sind. Die jeweiligen Messerklingen sind aber auch bei diesen Heißschneidwerkzeugen
jeweils über Arme 48 verschieblich an Halteplatten gelagert, um der Wärmeausdehnung
Rechnung zu tragen.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind den druckmittelbetätigten
Kolben-Zylinder-Aggregaten, vgl. das Aggregat 20 in Fig. 2 und 3, an sich bekannte
Steuerungsmittel 60 zugeordnet, die bei Auftreten eines unzulässig hohen Druckes
am Schneidwerkzeug die Vorschubrichtung der Kolben-Zylinder-Aggregate umkehren,
das Schneidwerkzeug also wieder zurückziehen. Die Steuerungsmittel 60 können beispielsweise
ein einfaches Ventil umfassen, welches bei Erreichen eines Grenzdruckes von beispielsweise
8 Bar einen elektrischen Schalter betätigt und über Steuerleitungen die Druckmittelzufuhr
zum Zylinder des Aggregats 20 umkehrt, so daß das betreffende Schneidwerkzeug zurückgezogen
wird.
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Derartige Steuerungsmittel 60 sind allen Kolben-Zylinder-Aggregaten
der Vorrichtung zugeordnet. Der Einfachheit halber ist ein solches Steuerungsmittel
60 in Fig. 2 und 3 lediglich beim Kolben-Zylinder-Aggregat 20 eingezeichnet.
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Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Arbeiten
bei hoher Temperatur. Diese liegt, wie angegeben, in der Regel im Bereich zwischen
etwa 350 und 4500 C. Sie kann jedoch auch niedriger oder höher sein, je nach dem
zu beschneidenden Textilmaterial und dessen Stärke. Es kommt bei Auswahl der Temperatur
lediglich darauf an, diese so hoch zu wählen, daß das betreffende Textilmaterial
schmilzt und der aufzuwendende Schneiddruck bei den erwähnten, kleinen Werten gehalten
werden kann. Für das Entstehen sauber verschmolzener Ränder ohne Einreißen des Textilmaterials
ist schließlich auch die erfindungsgemäß vorgesehene Abbiegung der Schneiden von
Bedeutung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich nicht nur für die Beschneidung
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Randsäumung von Bodenbelägen für Kraftfahrzeuge sondern für Textilbeläge
beliebiger Art, beispielsweise Fußboden- und Wandbelägen. Mit besonderem Vorteil
läßt sich die Erfindung bei dicken Textilbelägen anwenden. Die erwähnten Steuerungsmittel
bewirken im übrigen auch eine sofortige Zurückziehung der Schneidwerkzeuge bei Stromausfall,
also dann, wenn diese Werkzeuge nicht mehr die vorgeschriebene, hohe Temperatur
besitzen. Dann erhöht sich nämlich sofort der Schneiddruck und dies setzt die Steuerungsmittel
in Tätigkeit.
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