DE2948609A1

DE2948609A1 - Verfahren und vorrichtung zum schneiden von kunststoffbloecken

Info

Publication number: DE2948609A1
Application number: DE19792948609
Authority: DE
Inventors: Walter 8135 Söcking Brüser
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-12-03
Filing date: 1979-12-03
Publication date: 1981-06-04
Also published as: EP0030013A1; JPS5689500A; ES497119A0; ES8205153A1

Description

Dipl.-ing. Curt Wallach Dipl.-Ing. Günther Koch c Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

Datum:P3. Dezember 1979

Unser Zeichen: _lfi 753 _ _Fk/yi

Walter Brüser
Söcking

Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden von Kunststoffbloclcen

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Die Erfindung bezieht eich auf ein Verfahren zum Schneiden von Kunststoffblöcken oder dergleichen, mit Hilfe eines in eine schnelle Bewegung versetzten Drahtes sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren bzw. einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (DE-AS 22 51 985) wird zum Schneiden von Schaumstoff ein Draht verwendet, der mit so hoher Geschwindigkeit längs seiner Achse durch den Schaumstoff bewegbar ist, daß er durch Reibung aufgeheizt wird. Auf diese Weise kann die sonst erforderliche Aufheizung des Drahtes durch das Hindurchleiten eines elektrischen Stromes entfallen. Da zum Antrieb des Drahtes in Richtung seiner Achse üblicherweise rotierende Antriebseinrichtungen verwendet werden, ist ein Mechanismus erforderlich, der die Umsetzung einer Drehbewegung in eine schnelle Linearbewegung ermöglicht. Weiterhin ist es in vielen Fällen erforderlich, einen Kunststoffblock gleichzeitig in mehrere Platten zu zerschneiden, wobei in diesem Fall mehrere Drähte parallel zueinander angeordnet sind. Dabei ist es erforderlich, daß die Vielzahl der Drähte zusammen mit den Halterungseinrichtungen in eine schnelle Längsschwingung versetzt wird, was auf Grund der relativ hohen Masse der aus den Drähten und zugehörigen Halterungseinrichtungen gebildeten Einheit einen hohen Energieaufwand erfordert. Weiterhin steht bei diesem bekannten Verfahren immer lediglich ein im Querschnitt halbkreisförmiger Oberflächenabschnitt des Drahtes mit dem zu schneidenden Material in Eingriff, so daß sich eine ungleichförmige Erwärmung des oder der Drähte ergibt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bzw. bei der der erforderliche Energieaufwand verringert ist und eine gleichförmigere Erwärmung des Drahtes oder der Drähte erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. 2 angegebene Erfindung gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens befindet sich der die Kunststoffblöcke zerteilende Teil des Drahtes bei einem Schneidvorgang immer vollständig im Inneren des Kunststoffblockes, so daß die durch die Reibung auf Grund der schnellen Drehung des Drahtes erzeugte Wärme nicht an die Umgebungsluft abgegeben wird, sondern vollständig zum Schneiden der Kunststoffblöcke zur Verfügung steht. Da alle Umfangsabschnitte des Drahtes gleichmäßig mit dem zu zerteilenden Kunststoffbloak in Eingriff kommen, ergibt sich eine gleichförmige Erwärmung des Drahtes, so daß sich eine verbesserte Schnittfläche und eine auf Grund des verringerten Schnittwiderstandes vergrößerte Schnittgeschwindigkeit ergibt. Der rotierende Draht weist eine entsprechende Vorspannung auf, so daß er auch unter der Wärmeeinwirkung nicht unstabil wird.

Es ist möglich, mehrere rotierende Drähte in einem gemeinsamen Rahmen anzuordnen, so daß ein Kunststoffblock gleichzeitig in eine Vielzahl von Platten zerteilt werden

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kann. Die einzelnen Drähte können hierbei entweder getrennt durch an den jeweiligen Enden angeordnete Antriebeeinrichtungen angetrieben werden oder es kann eine gemeinsame Antriebseinrichtung vorgesehen sein, die über Getriebeeinrichtungen die einzelnen Enden der Drähte antreibt. Diese Antriebseinrichtungen können entweder kleine Luftturbinen oder hochtourige Elektromotoren sein, die die erforderlichen Drehzahlen etwa im Bereich von 50 000 bis 150 000 U/min für die Drähte erzielen können. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Enden einer Anzahl von Drähten in jeweiligen Lagereinheiten zu lagern, denen jeweils Antriebseinrichtungen zugeordnet sind, wobei die Lagereinheiten mit Hilfe von Stelleinrichtungen senkrecht zur Achse des Drahtes verstellbar sind, so daß die Schnittebenen in dem Kunststoffblock und damit die Stärken der erzeugten Platten änderbar sind. Weiterhin ist es hierbei möglich, einen oder mehrere Drähte aus dem Bereich der zu schneidenden Kunststoffblöcke heraus zu bewegen, so daß je nach Anwendungsfall eine gewünschte Anzahl von Schnitten durchgeführt werden kann.

Gemäß einer anderen vorteilhafteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein gemeinsamer, eine Vielzahl von Drähten mit zugehörigen Antriebseinrichtungen lagernder Rahmen vorgesehen, der um eine zur Drahtachse parallele Achse verschwenkbar ist. Durch das Verschwenken des Rahmens kann der effektive Abstand der Schnittebenen in dem Kunststoffblock stufenlos verändert werden, so daß mit dem gleichen Rahmen Platten unterschiedlicher Stärke aus dem Kunststoffblock geschnitten werden können.

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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert .

In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines Rahmens, in dem eine Vielzahl von Drähten angeordnet ist, die mit Hilfe von gemeinsamen Antriebeeinrichtungen angetrieben werden,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 1 in Richtung der Pfeile II-II nach Fig.

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1 mit modifizierten Antriebseinrichtungen,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungs form der Vorrichtung,

Fig. 5 eine schematische Vereinfachte Ansicht eines verschwenkbaren Rahmens, in dem eine Vielzahl von Drähten drehbar gehaltert ist.

In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt, bei der eine Vielzahl von Drähten 1 in einem

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gemeinsamen Rahmen 2 drehbar gelagert ist. Die einzelnen Drähte 1 sind in den Rahmen 2 unter einer Vorspannung beispielsweise in der Größenordnung von 30 bis 40 kg gelagert und die einzelnen Enden der Drähte 1 sind mit Zahnrädern verbunden, die zusammen eine Getriebeeinrichtung 4a bzw. 4b an den beiden zur Drahtachse senkrechten Seiten des Rahmens 2 bilden. Die Drähte werden mit einer Drehzahl im Bereich von 50 000 bis 150 000 U/min angetrieben, so daß sie sich beim Eingriff mit einem zu schneidenden Kunststoffblock auf Grund der Reibung erwärmen und sich eine Schneidwirkung auf Grund der kombinierten mechanischen und thermischen Wirkung ergibt. Pur die Drähte können hochbelastbare Drähte mit Durchmessern beispielsweise im Bereich von 0,4 bis 1 mm verwendet werden, wobei jedoch auch andere Drahtstärken möglich sind. Die beiden Enden eines jeweiligen Drahtes werden synchron angetrieben und es ergibt sich eine gleichförmige Erwärmung der einzelnen Drähte.

Die beiden Getriebeeinrichtungen an den beiden Seiten des Rahmens 2 werden mit Hilfe von Antriebseinrichtungen 3a, 3b angetrieben, die beispielsweise durch kleine Luftturbinen oder hochtourige Elektromotoren gebildet sein können. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 kämmen die einzelnen Zahnräder einer Getriebeeinrichtung miteinander und eines dieser Zahnräder kämmt weiterhin mit einem Abtriebszahnrad der zugehörigen Antriebseinrichtung.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 treibt die Antriebseinrichtung demgegenüber gegebenenfalls über ein Übersetzungsgetriebe einen Zahnriemen an, der mit einzelnen an den Enden der Drähte angeordneten Zahnrädern in

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Eingriff steht.

Selbstverständlich können bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 die in Fig. 1 getrennt dargestellten Antriebseinrichtungen 3a» 3b auch durch eine einzige Antriebseinrichtung ersetzt sein, die über eine durchgehende Welle Zahnräder antreibt, die dann mit einem oder mehreren der an den Enden der Drähte 1 angeordneten Zahnräder kämmen. Wie es weiterhin in Fig. 1 schematisch angedeutet ist, kann der die Drähte 1 tragende Rahmen 2 mit den an den Enden der Drähte angeordneten Zahnrädern eine Einheit bilden, die in einen die Antriebseinrichtungen tragenden äußeren Rahmen 20 einschiebbar ist. Auf diese Weise können Rahmen 2 mit unterschiedlichen Abständen der Drähte in die gleiche Antriebsbaugruppe eingeschoben werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Änderung des effektiven Abstandes der einzelnen Drähte und damit der Stärke der aus dem Kunststoffblock geschnittenen Platten ist in Fig..5 schematisch angedeutet. In Fig. 5 ist ein äußerer Rahmen 20 dargestellt, in dem die Lage der Drähte 1 nur schematisch angedeutet ist, ohne daß die Antriebseinrichtungen und Lagereinrichtungen für die Drähte dargestellt sind. Der gesamte äußere Rahmen ist um eine Welle 6 schwenkbar, die parallel zu den Drähten 1 verläuft. Diese Welle 6 ist vorzugsweise in der Mitte des äußeren Rahmens 20 angeordnet, sie kann Jedoch auch an einer anderen Stelle angeordnet sein. Durch Verschwenken des äußeren Rahmens 20 oder, falls nur ein innerer Rahmen 2 vorgesehen ist, des inneren Rahmens 2 kann der effektive, für das Schneiden wirksame Abstand der Drähte durch Verschwenken des

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Rahmens geändert werden, so daß die Plattenstärke zwischen einem Größtwert, bei dem die durch die Vielzahl der Drähte verlaufende Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung des Kunststoffblockes verläuft, und einem Kleinstwert änderbar ist, der sich aus der maximalen Verschwenkung des Rahmens ergibt, die noch ein Hindurchlaufen des Kunststoff blockes durch den Rahmen ermöglicht.

In Pig. 4- ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gezeigt, bei der als Beispiel die Lagereinheiten von drei Drähten auf einer Seite eines Rahmens dargestellt sind. Diese Lagereinheiten 7 sind mit jeweiligen Antriebseinrichtungen 12 versehen und in Führungen 11 vertikal zur Bewegungsrichtung des zu schneidenden Kunststoff blockes verschiebbar gelagert. Die Einstellung der Höhenlage der Lagereinrichtungen kann mit Hilfe von Stelleinrichtungen 8, 13 erfolgen, die in Fig. 4- als durch einen Antriebsmotor 8 angetriebene Gewindespindeln 13 dargestellt sind. Die Lagereinheiten 7 sind mit diesen Gewindespindeln beispielsweise selektiv mit Hilfe von Kupplungseinrichtungen 9 kuppelbar, um eine Verstellung der Lagereinheiten 7 in vertikaler Richtung zu ermöglichen. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, die Lage der Schnittebenen in dem Kunst3toffblock zu ändern, sondern es ist weiterhin möglich, einmoder mehrere der Drähte aus der Bewegungsbahn des Kunststoffblockes herauszubewegen, so daß eine entsprechend geringere Anzahl von Schnitten ausgeführt wird. Weiterhin sind zur Bewegungsrichtung des Blockes schrägverlaufende Schnitte bei entsprechender Steuerung der Kupplungseinrichtungen 9 mit Hilfe einer zentralen Steuereinheit 10 möglich.

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Bei den vorstehenden Ausführungsformen wurde immer eine größere Anzahl von Drähten verwendet. Es ist jedoch genauso möglich, bei vereinfachten Ausführungsformen einen einzigen Draht zu verwenden, der mit seinen Enden mit Hilfe von Lagereinrichtungen in einem Rahmen gehaltert ist, wobei an den jeweiligen Enden des Drahtes Antriebseinrichtungen vorgesehen sind, die den Draht in eine schnelle Drehung versetzen.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-ing. Curt Wallach Dipl.-Ing. Günther Koch Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 ■ Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 Telex 5 29 513 wakai d

Datum:

Unser Zeichen: 16 753

Patent ansprüche

^Jy Verfahren zum Schneiden von Kunststoffblöcken oder dgl. mit Hilfe eines in eine schnelle Bewegung versetzten Drahtes, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht um seine Längsachse in eine schnelle Relativbewegung gegenüber dem Kunststoffblock versetzt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Draht (1) mit seinen Enden unter Vorspannung mit Hilfe von Lagereinrichtungen drehbar in einem Rahmen (2) gehaltert ist und daß an jedem Ende des Drahtes (1) Drehantriebaelnrichtungen (3a, 3h) angeordnet sind, die den Draht mit hoher Drehzahl drehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der rotierende Draht (1) eine Drehzahl im Bereich von 50 000 bis 150 000 U/min aufweist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspannung im Bereich von 30 bis 40 kg liegt.

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des Drahtes (1) im Bereich von 0,4 bis 1 mm liegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Antrieb des Drahtes (1) durch an beiden Enden angeordnete synchronisierte Luftturbinen erfolgt.

7- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Antrieb des Drahtes (1) durch an beiden Enden angeordnete synchronisierte Elektromotoren (3a, 3b) erfolgt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Drähten (1) parallel zueinander in einem gemeinsamen Rahmen (2) angeordnet ist.

9* Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß jedem Ende aller Drähte (1) eigene Drehantriebseinrichtungen zugeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß an jeder Seite des Rahmens (2) Antriebseinrichtungen (3a, 3b) angeordnet sind,

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die über Getriebeeinrichtungen (4a, 4b; 5) die an der jeweiligen Seite angeordneten Enden aller Drähte (1) antreiben.

11· Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet _t daß die Getriebeeinrichtungen (4a, 4b) durch miteinander kämmende und an den Enden der Drähte (1) angeordnete Zahnräder gebildet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Getriebeeinrichtungen (5) durch an den Enden der Drähte (1) angeordnete Zahnräder gebildet sind, die mit an den Seiten des Rahmens (2) angeordneten, von Antriebsmotoren angetriebenen Zahnriemen in Eingriff stehen.

13- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß der gemeinsame Rahmen (2) um eine zur Drahtachse parallele Achse (6) schwenkbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Enden der Drähte (1) in mit Antriebseinrichtungen (12) versehenen Lagereinheiten (7) drehbar gelagert sind und daß die Lagereinheiten (7) in Führungen (11) an zwei zur Drehachse senkrechten Seitenflächen des Rahmens (2) verschiebbar gehaltert sind.

15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch g e k e η η -

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zeichnet , daß die Verschiebung der Lagereinheiten (7) längs der Führungen (11) mit Hilfe von Stelleinrichtungen (8, 13) erfolgt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14-, 15, dadurch gekennzeichnet , daß eine Anzahl von Drähten (1) mit zugehörigen Lagereinheiten in einem gemeinsamen Rahmen angeordnet ist.

17· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Lagereinheiten (7) eines Drahtes (1) selektiv mit Hilfe von Kupplungseinrichtungen (9) mit den Stelleinrichtungen (8, 13) kuppelbar sind.

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