DE3111275A1

DE3111275A1 - "verfahren und vorrichtung zum schneiden von flachmaterial"

Info

Publication number: DE3111275A1
Application number: DE19813111275
Authority: DE
Inventors: Heinz Joseph Gerber; David R. 06117 West Hartford Conn. Pearl
Original assignee: Gerber Garment Technology Inc
Current assignee: Gerber Technology LLC
Priority date: 1980-05-12
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1982-04-29
Also published as: JPS56163896A; GB2075407B; GB2075407A; ES500607A0; ES8206252A1; FR2481984A1; IT1143545B; HK885A; FR2481984B1; FI810977L; IT8167507A0

Description

ie«* · b»e · ο

PATENTANWÄLTE

körner L Qfey

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE «8 D-8 MÜNCHEN 22 ■ WIDENMAYERSTRASSE 40 GERBER GARMENT ^BERUN! —-—^™^ö—

TECHNOLOGYjINC. München: dipl.-inq. hans-heinrich wey

dipl.-ing. ekkehard körner

Berlin, den 19. März 1981

Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial

(Priorität: USA.Ser.No. 148,800 vom 12. Mai 1980)

26 Seiten Beschreibung mit 11 Patentansprüchen

1 Seite Zusammenfassung

2 Blatt Zeichnungen

MP - 27 637

BERLIN: TELEFON (O3O) 831 2Ο88 M Ü N C H EN : TELEFO N (O 89) 22 5S 83

KABEL: PROPINDUS · TELEX 01 84067 ' KABEL: PROPINDUS · TELEX O524244-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial, wie Stoffen für Kleidungsstücke oder Polsterwaren, und behandelt insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren, die von einem Schneidgerät mit einem sich hin- und herbewegenden Schneidmesser Gebrauch machen.

Die Vorrichtung und das Verfahren, mit denen sich die Erfindung beschäftigt , gehören zu derjenigen Art, die zum Zuschneiden von Kleidungsstücken oder Polsterwaren u.dgl. entweder aus einer Auflage aus in senkrecht gestapelter Beziehung angeordnetem Flachmaterial oder aus einer einzigen Schicht verwendet werden, die in einem allgemein flachen Zustand vor dem Schneidvorgang ausgebreitet wird. Die Auflagefläche für das Flachmaterial ist allgemein waagerecht angeordnet, und das Schneidgerät wird über dem Flachmaterial für eine Bewegung in zwei Koordinatenrichtungen parallel zur Auflagefläche gehalten, damit das Schneidmesser entlang jeder gewünschten Schnittlinie im Flachmaterial bewegt werden kann. Während das Schneidgerät entlang der gewünschten Schnittlinie bewegt wird, greift das Schneidmesser in das Flachmaterial ein und wird zum Ausführen der tatsächlichen Schneidtätigkeit hin- und herbewegt.

Bisher ist es üblich gewesen, ausgebreitetes Flachmaterial mit einem Schneidgerät der sich hin- und herbewegenden Messerart zu schneiden, so daß das Messer mit einer schlitzenden Durchschneidwirkung schneidet, während es sich rechtwinklig zur Ebene des Flachmaterials hin- und

-y-9

herbewegt. Das Schneidmesser hat eine vordere, parallel zur Hin- und Herbewegungsachse verlaufende Schneidkante, so daß das tatsächliche Schneiden des Stoffes durch die vordere Schneidkante bewirkt wird, während die Schneidkante fortschreitend in das Flachmaterial entlang einer gewünschten Schnittlinie gedrängt wird. Ein spaltender Messerhub, wie er in der US-PS 3 732 764 offenbart ist, wird vorteilhaft auch bei Schneidmessern sowohl mit einer vorderen Schneidkante am vorderen als auch einer nach unten gewandten Schneidkante am unteren Ende verwendet. Die nach unten gewandte Kante spaltet das Material und hält das Material, während der Schneidvorgang stattfindet, fester an der Stelle.

Auf herkömmliche Weise wird das Schneidmesser durch das Schneidgerät in einer einfachen harmonischen Bewegung geradlinig hin- und herbewegt, aber eine solche Bewegung hat manche Nachteile. Zunächst durchläuft das Schneidmesser" an der oberen und der unteren Begrenzung jedes Hubs eine Phase, bei der nur eine geringe oder gar keine Senkrechtbewegung des Messers stattfindet und dieses lediglich nach vorn ohne schlitzende Durchschneidwirkung gegen das Flachmaterial geschoben wird, Durch dieses Schieben wächst die Gefahr, daß das Material sich relativ zur Auflagefläche verschiebt, wodurch Falten und Wellen in demselben entstehen können und darüber hinaus ein Brechen des Messers verursacht oder dieses so stark beansprucht werden kann, daß es, insbesondere im Falle von automatisch gesteuerten Schneidgeräten, von der gewünschten Schnittlinie abweicht. Des weitexen neigt der Aufwärtshub des Schneid-

■r-f.

messers dazu, das Flachmaterial von der Auflagefläche weg anzuheben, wodurch eine weitere Material verschiebung oder -verzerrung gefördert wird. Um die Verzerrung auf ein Minimum zu reduzieren, kann das Schneidmesser mit einer sehr hohen Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit, verglichen mit der Vorschubgeschwindigkeit des Messers, entlang der Schnittlinie hin- und herbewegt werden, aber eine hohe Hin- und Herbewegungs· geschwindigkeit verursacht eine verstärkte Reibung zwischen dem Messer und dem gerade geschnittenen Material, übermäßige, durch die verstärkte Reibung hervorgerufene Wärme bewirkt bei manchen Materialien, wie Kunststoffolien oder Kunststofffasern enthaltender Folien, daß sie an den Rändern des Schnittes zusammenschmelzen.

Ein weiterer Nachteil, der sich im Zusammenhang mit der geradlinigen Hin- und Herbewegung des Messers rechtwinklig zum Flachmaterial ergibt, tritt dann zutage, wenn kurze Fäden und Fusseln aus dem Schneidvorgang tief in der Auflagefläche eines eindringbaren Bettes.stecken. So neigen z.B. die Kräfte des vorrückenden Messers während des Abwärtshubes des Hin- und Herbewegungszyklus dazu, lose Fäden und Fusseln nach unten in das eindringbare Bett zu schieben. Schließlich verstopft die Ansammlung von Fäden und Fusseln das eindringbare Bett und behindert stark die Schneidbewegung des Messers, bis das Bett gesäubert ist.

Es ist dementsprechend Aufgabe der Erfindung, sich hin- und herbewegende Schneidgeräte für Flachmaterial zu schaffen, die zumindest eines der vorerwähnten Probleme des Standes der Technik beseitigen.

Die Erfindung liegt in einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial. Die das Verfahren ausführende Vorrichtung besitzt ein Schneidgerät mit einem sich hin- und herbewegenden Schneidmesser, das sich entlang einer gewünschten Schnittlinie relativ zu einer Auflagefläche bewegen kann, auf der zu schneidendes Flachmaterial ausgebreitet ist. Das Schneidmesser wird durch das Schneidgerät allgemein rechtwinklig zur Schneidfläche gehalten und erstreckt sich vom Hauptkörper des Schneidgeräts nach unten auf die Auflagefläche zu. Das Schneidmesser schließt eine vordere Schneidkante und an seinem unteren Ende eine im allgemeinen nach unten gewandte Schneidkante ein. Zum fortschreitenden übersetzen des Schneidgeräts und des Schneidmessers entlang einer gewünschten Schnittlinie ist eine Antriebseinrichtung vorgesehen.

Um die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu überwinden, ist eine Einrichtung zum Hin- und Herbewegen des Schneidmessers und gleichzeitigen Verschieben des Messers nach vorn und nach hinten synchron mit den Hin- und Herbewegungshüben vorgesehen. Die Verschiebungsbewegung des Messers kann eine der folgenden Eigenschaften aufweisen:

1. Eine Vorwärtsverschiebung des Messers, während das Messer die gesamte Länge des Abwärtshubes durchläuft, und eine Rückwärtsverschiebung, während das Messer die gesamte Länge des Aufwärtshubes durchläuft;

- 10 -

2. eine Rlickwärtsverschiebung des Messers, während das Messer die gesamte Länge des Abwärtshubes durchläuft, und eine Vorwärtsverschiebung, während das Messer die gesamte Länge des Aufwärtshubes durchläuft, oder

3. irgendeine Kombination aus Vorwärts-, Rückwärts- oder Neutral- (weder vorwärts noch rückwärts) -Verschiebung während der Aufwärts- und Abwärtshübe des Schneidmessers.

Die Verschiebungsbewegung des Messers kann durch Anordnung mechanischer Vorspanneinrichtungen, die zwischen das Messer und das Schneidgerät geschaltet sind, erhalten werden. Die Vorspanneinrichtungen können bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beispielsweise Nockeneinrichtungen sein, die die Vorwärts- und die Rückwärtsverschiebung des Messers von den Hin- und Herbewegungshüben ableiten.

Die verschiedenen Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen des Messers während der Hin und Herbewegung sprechen die Probleme der vorstehend beschriebenen Schneidgeräte des Standes der Technik an. Das Problem der Materialverschiebung und -verzerrung wird beispielsweise bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dadurch auf ein Minimum reduziert, daß das Messer während der ersten Hälfte eines Hubs nach vorn verschoben wird, wenn die Durchschneidwirkung sich gerade verstärkt, und daß das Messer während der zweiten Hälfte des Hubs nach hinten verschoben wird, wenn die Durchschneidwirkung sich gerade vermindert. Die Wirkung dieser Verschiebungsbewegung besteht darin, daß das Fortschreiten des Messers entlang der Schnittlinie und die entsprechenden Kräfte

- 11 -

auf das Material vermindert werden, wenn sich das Durchschneiden während des herkömmlichen, einfachen, harmonischen, geradlinigen Hubs gerade vermindert, und daß das Fortschreiten des Messers und die entsprechenden Kräfte auf das Material verstärkt werden, wenn sich das Durchschneiden während des herkömmlichen, einfachen, harmonischen, geradlinigen Hubs verstärkt. Ein zusätzlicher, durch diese Bewegungsart erzielter Nutzen liegt darin, daß Beanspruchungen des Schneidmessers, die als Folge der Schneidtätigkeit entwickelt werden und die normalerweise dann am größten sind, wenn die Durchschneidwirkung am geringsten ist, jetzt gleichmäßiger auf das Schneidmesser während des gesamten Hin- und Herbewegungszyklus verteilt werden. Als Folge davon kann das Schneidmesser bei einer gegebenen Vorschubgeschwindigkeit des Schneidgeräts entlang einer Schnittlinie mit einer Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit hin- und herbewegt werden, die niedriger als diejenige ist, die normalerweise zur Überwindung der vorerwähnten Schiebeprobleme benötigt wird, oder aber auch die maximale Vorschubgeschwindigkeit kann vergrößert werden.

Das Problem der Matrial verschiebung wird bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung auch dadurch auf ein Minimum reduziert, daß das Fortschreiten des Schneidmessers in Vorwärtsrichtung und gleichzeitig die Materialniederhaltekräfte während des Abwärtshubs verstärkt werden. Das Schneidmesser wird während des Abwärtshubs nach vorn und während des Aufwärtshubs nach hinten verschoben. Wegen dieser Verschiebung wird ein wesentlicher Abschnitt des tatsächlichen Schneidvorgaags während des Abwärtshubs des Schneid-

- 12 -

messers vollendet, während das Messer einen vorher nicht geschnittenen Materialabschnitt zwischen der vorderen Schneidkante und der darunterliegenden Auflagefläche im allgemeinen preßt und gegen Verzerrung hält. Andererseits werden, da das Schneidmesser während des Aufwärtshubes sich nach hinten bewegt, die Kräfte des sich nach oben bewegenden Messers, die sonst dazu neigen würden, das Flachmaterial von der Auflagefläche weg zu schieben und anzuheben, abgeschwächt.

Das Problem der Material verschiebung und -verzerrung wird bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dadurch auf ein Minimum reduziert, daß dem Schneidmesser eine Verschiebungsbewegung verliehen wird, die das Fortschreiten des Messers in Vorwärtsrichtung während des Aufwärtshubs bei Maschinen auf einen Höchstwert bringt, wo das Schneidgerät einen Preßfuß einschließt. Der Preßfuß streicht die oberste Lage des Flachmaterials entlang und dient als Schneidamboß für das sich nach oben bewegende Messer. Wegen der Vorwärtsverschiebung wird ein wesentlicher Abschnitt des tatsächlichen Schneidvorgangs während des Aufwärtshubs des Schneidmesser vollendet, und das Messer preßt und hält im allgemeinen einen vorher nicht geschnittenen Materialabschnitt zwischen der vorderen Schneidkante und dem Preßfuß gegen Verzerrung.

Dem oben abgehandelten Problem des Verstopfens eines eindringbaren Auflagebettes mit Fäden und Fusseln kann ebenfalls durch diese letztere Verschiebungsart abgeholfen werden. Da das Schneidmesser sich nach hinten verschiebt, während es sich nach unten bewegt, werden Kräfte, die dazu neigen, die losen Fäden und Fusseln in die Auflagefläche zu schieben, im

allgemeinen abgeschwächt.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise in mehreren Ausführungsmöglichkeiten dargestellt.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer die vorliegende Erfindung verkörpernden Flachmaterial schneidvorrichtung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine aus Flachmaterial gebildete Auflage und zeigt das Schneidmesser und die Nockeneinrichtung bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch das Schneidmesser und die Nockeneinrichtung entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht von rechts in Fig. 2;

Fig. 5 ist eine fragmentarische Ansicht des Schneidmessers und der Nockeneinrichtung bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 ist eine fragmentarische Ansicht des Schneidmessers und der Nockeneinrichtung bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig, 7 ist eine fragmentarische Ansicht des Schneidmessers und der Nockeneinrichtung bei einem weiteren AusführungsbeispFtel der vorliegenden Erfindung;

- 14 -

Fig. 8 ist eine fragmentarische Ansicht des Schneidgeräts mit einem Preßfuß und des Schneidmessers und der Nockeneinrichtung bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine automatisch gesteuerte, allgemein mit 10 bezeichnete Schneidmaschine derjenigen Art, wie sie ausführlicher in der US-PS 3 495 492 dargestellt und beschrieben ist. Diese Schneidmaschine 10 wird zum Schneiden mehrschichtiger Auflagen L aus Flachmaterial, wie gewebten und ungewebten Stoffen, Papier, Pappe, Leder, Gummi und Chemiefasergewebe, verwendet. Die dargestellte Maschine 10 ist eine numerisch gesteuerte Maschine, die über ein elektrisches Kabel 14 mit einer Steuereinrichtung 12 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 12 entnimmt einem Programmband 16 Daten und setzt diese Daten in Maschinenkommandos zum Führen eines Schneidgeräts 18 mit einem sich hin- und herbewegenden Schneidmesser 20 entlang einer von dem Programmband 16 bestimmten Schneidbahn P um. Die Schneidbahn kann beispielsweise die Peripherie eines Musterstücks sein, das einen Teil eines Kleidungsstückes oder eines Polsterpaneels bildet.

Die Schneidmaschine 10 schließt einen Tisch 22 mit einem eindringbaren Bett 24 ein, das die Auflagefläche für die Auflage L während des Schneidens begrenzt. Das Bett 24 kann aus einem Styroschaum-Material bestehen oder vorzugsweise ein Bett aus Borsten sein, in die das sich hin- und herbewegende Schneidmesser 20 während des Durchlaufens der Schneidbahn P leicht eindringen kann, ohne eines von ihnen zu beschädigen. Das Bett kann auch von einem Vakuumsystem, wie es ausführlicher in der US-PS 3 495 492, auf die weiter

- 15 -

'-46.

oben verwiesen wurde, dargestellt und beschrieben ist, zum festen Halten der Auflage an der Stelle Gebrauch machen.

Das Schneidgerät 18 und das Schneidmesser 20 sind über der Auflagefläche des Tisches 22 mittels eines X-Schlittens 26 und eines Y-Schlittens 28 aufgehängt. Der X-Schlitten 26 übersetzt in der angedeuteten X-Koordinatenrichtung auf einem Satz von Zahnstangen 30 und 32 vor und zurück, die von einem durch Kommandosignale aus der Steuereinrichtung 12 erregten X-Antriebsmotor 34 angegriffen werden. Der Y-Schlitten 28 ist am X-Schlitten 26 für eine Bewegung relativ zum X-Schlitten in der Y-Koordinatenrichtung gelagert und wird durch den Y-Antriebsmotor 36 und eine Leitspindel 38, die zwischen den Motor und den Schlitten geschaltet ist, übersetzt. Wie der Antriebsmotor 34 wird auch der Antriebsmotor 36 durch Kommandosignale aus der Steuereinrichtung 12 erregt. Auf diese Weise übersetzen koordinierte Bewegungen der Schlitten 26 und 28 das Schneidmesser 20 entlang einer Schneidbahn über jeden Bereich des Tisches 22. Das Messer wird in der angedeuteten Θ-Richtung durch einen weiteren (nicht dargestellten) Motor in dem Schneidgerät gedreht, um das Messer mit der Schneidbahn auszurichten.

Das Schneidmesser 20 hängt von dem Schneidgerät 18 frei vorspringend herab und wird mittels eines Antriebsmotors 42 auf dem Schneidgerät 18 senkrecht hin- und herbewegt. Da die senkrechte Hin- und Herbewegung eine einfache, harmonische Bewegung erzeugt, nimmt die Vertikalgeschwindigkeit des Messers 20 während der gesamten ersten Hälfte jedes der Aufwärts- und de_r. Abwärtshübe zu und während der gesamten

- 16 -

letzten Hälfte jedes der Aufwärts- und der Abwärtshübe ab, während das Schneiden der Auflage L sowohl durch die Durchschneid- als auch durch die Spaltwirkung des Messers in Schneideingriff mit dem Material ausgeführt wird.

Am Schneidgerät 18 wird ein vom unteren Abschnitt desselben ausgehender Preßfuß 56 zur übersetzung und Drehung mit dem Messer 20 gehalten. Der Preßfuß hat einen mittleren Schlitz, durch den hindurch das Schneidmesser vorspringt und sich während des Schneidens hin- und herbewegt. Während eines Schneidvorgangs ruht der Preßfuß 56 normalerweise unter seinem eigenen Gewicht auf der Auflage L und hält die oberen Schichten der Auflage nieder.

Wie aus Fig. 2 bis 4 ersichtlich, ist das Schneidmesser 20 in senkrechter Richtung langgestreckt und weist eine vordere Schneidkante 19, eine hintere Kante 21 und zwei Seiten 46, auf. Am unteren Rand weist das Messer eine im allgemeinen nach unten gewandte Schneidkante 41 auf. Der hintere Abschnitt des Messers 20 wird von einer Messerführung oder -hülle 50 aufgenommen, die vom Schneidgerät 18 gehalten wird und die sich in der Θ-Richtung im Einklang mit dem Messer dreht. Die Hülle 50 ist für die vorliegende Erfindung zwar nicht wesentlich; sie führt bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung jedoch das Messer während der Hin- und Herbewegung.

Gemäß der Erfindung wird das Messer 20 zwischen einer vorderen und einer hinteren Begrenzung relativ zur Hin- und Herbewegungsachse synchron mit den Hin- und Herbewegungshüben des Messers verschoben oder vorgespannt. Zu diesem Zweck

- 17 -

sind eine Führungsrolle 45 auf der hinteren Seite der Hülle 50 durch einen Drehzapfen 40 mittig angebracht und eine Profilnockenfläche 44 auf der hinteren Kante 21 des Messers vorgesehen. Die Nockenfläche 44 ist mit einer Profilerhebung ausgebildet, die sich vom Messer aus nach hinten erstreckt. Die Hülle 50 hat einen mittleren Ausschnitt 43, der sich von Bügeln 47 aus erstreckt, die den Zapfen 40 an einen Schlitz in der Hülle halten, in dem das Messer 20 geführt wird. Die Rolle 45 springt durch den Ausschnitt hindurch in den Schlitz vor und kommt in Rollkontakt mit der Nockenfläche 44 auf der hinteren Kante des Messers. Die Rolle 45 und die Nockenfläche 44 dienen zusammen als Nocken und Nockenfolgeelement, um eine Verschiebungsbewegung zwischen einer vorderen und einer hinteren Begrenzung hervorzurufen, während das Messer 20 sich gegen die Peripherie der Rolle 45 hin- und herbewegt.

In Fig. 2 und 4 ist das Messer 20 in voll ausgezogenen Linien an einer Stelle in der Nähe des Mittelpunktes des Hin- und Herbewegungshubs dargestellt. Während sich das Messer 20 nach unten bewegt, greift die hintere Kante 21 aufgrund von Schneidkräften auf dem Messer die Rolle 45 fortlaufend an, und die vordere Kante 19 wird veranlaßt, sich nach hinten (in Fig. 2 nach rechts) zu verschieben, während die Erhebung auf der Nockenfläche gegenüber der Rolle 45 abfällt. In der in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angedeuteten Stellung befindet sich das Messer 20 in der Nähe der unteren Grenze des Hin- und Herbewegungshubs. Es läßt sich beobachten, daß die vordere Schneidkante 19 in der unteren Begrenzungsstellung sich an einer hintersten Begrenzung mit Bezug auf die Hülle 50.befindet, und zwar

- 18 -

ein gutes Stück hinter der Stellung der Schneidkante 19 an der Stelle des Mittelpunkts.

Nachdem die untere Grenze des Hin- und Herbewegungshubs erreicht worden ist, beginnt das Messer sich nach oben zu bewegen und folgt dabei von neuem seiner Abwärtsbewegung. Auf diese Weise wird die vordere Schneidkante 19 veranlaßt, sich während der ersten Hälfte des Aufwärtshubs nach vorn zu verschieben. Wenn das Messer 20 den Mittelpunkt wieder erreicht, liegt es zusammen mit der vorderen Schneidkante an der vordersten Begrenzung mit Bezug auf die Hülle. Von hier ab beginnt das Messer sich wieder nach hinten zu verschieben und macht dies während des gesamten übrigen Aufwärtshubs. Wenn die obere Grenze des Hin- und Herbewegungshubs erreicht ist, befindet sich das Messer wiederum an einer hintersten Begrenzung. Danach beginnt das Messer sich nach unten zu bewegen und folgt dabei von neuem der Aufwärtsbewegung. Auf diese Weise wird die vordere Schneidkante 19 veranlaßt, sich während der oberen Hälfte des Abwärtshubs aufgrund der Koordination der Rolle 45 und der Nockenfläche 44 aus der hinteren in die vordere Stellung zu verschieben.

Das Messer wiederholt in Reihenfolge die Schritte des Verschiebens desselben nach unten und nach hinten, nach oben und nach vorn, dann nach hinten und dann nach unten und nach vorn. Die Wirkung dieser Verschiebungsbewegung besteht darin, daß das Fortschreiten des Messers entlang der Schnittlinie und die entsprechenden Kräfte auf das Material verstärkt werden, wenn die von der Vertikalbewegung des Messers 20 geschaffene Durchschneidwirkung gerade anwächst, und das Fortschreiten des Messers entlang der Schnittlinie

- 19 -

und die entsprechenden Kräfte auf das Material vermindert werden, wenn die Durchschneidwirkung des Messers 20 gerade abnimmt. Da die von dem Messer 20 gegen die Auflage L entwickelten Schiebewirkungen von dem Fortschreiten des Messers 20 in Vorwärtsrichtung entlang der Schnittlinie und der senkrechten Durchschneidbewegung des Messers abhängen, wird die Material verzerrung während des Schneidvorgangs auf ein Minimum reduziert. Ein zusätzlicher durch dieses Ausführungsbeispiel erzielter Nutzen liegt darin, daß Beanspruchungen des Schneidmessers, die als Folge der Schneidtätigkeit entwickelt werden, während des Hin- und Herbewegungszyklus auf dem Messer gleichmäßiger verteilt werden.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Verschieben des Messers nach vorn und nach hinten während der Hin- und Herbewegung. Das Schneidmesser 20 enthält einen Führungsstift 52, der sich im rechten Winkel von jeder Seite des Messers 20 aus erstreckt. Das Messer 20 wird von der Messerhülle 50 aufgenommen, die einen Kurvenschlitz 51 enthält, durch den hindurch sich der Führungsstift 52 zum Führen der Verschiebebewegung des Messers während der Hin- und Herbewegung erstreckt. Der Kurvenschlitz 51 weist die Form eines flachen Bogens auf, und die Seiten des Schlitzes kommen mit den Rändern des Führungsstiftes 52 in Gleitkontakt. Der Führungsstift 52 und der Kurvenschlitz 51 dienen zusammen als Nocken und Nockenfolgeelement, um eine Verschiebebewegung durch das Messer hervorzurufen, während der Stift 52 sich entlang der Ränder des Schlitzes 51 hin- und herbewegt.

- 20 -

4fr * · * * i

- 7f-t^A'

In Fig. 5 ist das Messer 20 in voll ausgezogenen Linien an der Stelle in der Nähe der oberen Grenze des Hubs an der hintersten Begrenzung dargestellt. Während das Messer sich nach unten bewegt, gleitet der Führungsstift 52 innerhalb des Schlitzes 51, und die vordere Schneidkante wird veranlaßt, sich nach vorn zu verschieben, bis der Mittelpunkt des Hin- und Herbewegungshubs erreicht ist. Das Messer 20 ist an der Stelle des Mittelpunkts und an der vordersten, von dem Kurvenschlitz 51 hergestellten Begrenzung durch gestrichelte Linien angedeutet. Nachdem der Mittelpunkt des Abwärtshubs erreicht ist, beginnt der Stift 52, während er noch immer dabei ist, innerhalb des Schlitzes 51 zu gleiten, das Messer 20 mit der vorderen Schneidkante 19 nach hinten zu verschieben und fährt mit der Verschiebung des Messers nach hinten während des ganzen übrigen Abschnitts des Abwärtshubs fort. Wenn die untere Grenze des Hubs und die hinterste Begrenzung erreicht sind, beginnt das Messer 20 mit dem Aufwärtshub und der Stift in Verbindung mit dem Schlitz 50 mit der Vorwärtsverschiebung des Messers. Das Messer 20 verschiebt sich während des Aufwärtshubs nach vorn, bis die Mittelpunkt- und vorderste Stellung erreicht ist, woraufhin der Stift 52 und der Schlitz 50 mit der Rückwärtsverschiebung des Messers beginnen. Diese Rückwärtsverschiebung setzt sich während des verbleibenden Abschnitts des Aufwärtshubs wieder zum hintersten Abschnitt fort. Nachdem die obere Grenze des Hubs erreicht ist, wiederholt das Messer 20 die Schritte des Bewegens nach unten und des Verschiebens nach vorn und dann nach hinten und dann des Bewegens nach oben und des Verschiebens nach vorn und dann nach hinten. Die Wirkung dieser Verschiebebewegung ist mit der vorerwähnten Wirkung,

- 21 -

die von dem in Fig. 2 bis 4 ausführlich dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung hervorgerufen wird, identisch. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 5 neigt dazu, die Material verzerrung und die Beanspruchungen des Messers 20 während des Schneidvorgangs wie beim Ausführungsbeispiel in Fig. 2 bis 4 auf ein Minimum zu reduzieren.

Fig. 6 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Ein Nockenelement 48 befindet sich anstossend an der hinteren Kante 21 des Messers 20 und ist mit der Hülle 50 einstückig ausgebildet. Das Element 48 hat eine Profilfläche 49, die einen Teil des Messerschlitzes bildet und die hintere Kante 21 des Messers 20 angreift. Die Nockenfläche 44 der hinteren Kante des Messers ist, wie in Fig. gezeigt, mit einer Erhebung ausgebildet, wobei der hintere Rand die Profilfläche 49 des Nockenelements 48 in Gleitkontakt angreift. Die Oberfläche des Nockenelements 48 und die Nockenfläche 44 des hinteren Randes dienen zusammen als Nocken und Nockenfolgeelement zum Hervorrufen von Verschiebungswirkungen, während sich das Messer 20 in der Hülle 50 senkrecht hin- und herbewegt. Es ist der Zweck der in Fig. 6 dargestellten Nockenflächen 44 und 49, eine Verschiebebewegung des Messers hervorzurufen, die der in der vorerwähnten Beschreibung der Fig. 2 bis 5 erläuterten ähnlich ist. Spezifisch bewirken die Nockenflächen die Vor-, wärtsverschiebung des Messers 20 während der ersten Hälfte der Aufwärts- und Abwärtshübe und eine Rückwärtsverschiebung während der letzten Hälfte der Hübe. Das Messer 20 ist in voll ausgezogenen Linien an einer Stelle in der Nähe des Mittelpunktes des Hubs dargestellt und in gestrichelten Linien an einer Stelle in der Nähe der unteren Grenze des Hubs angedeutet.

- 22 -

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Konstruktion, die der in Fig. 6 ähnlich ist mit Ausnahme des Nockenelements 53 in der Hülle 50. Das Nockenelement 53 liegt in der Nähe der hinteren Kante 21 des Messers 20, ist mit der Hülle einstückig ausgebildet und weist eine Profilfläche 55 in dem Messerschlitz der Hülle 50 auf. Die Kontur der Fläche 55 bildet eine graduelle, vom hinteren Teil der Hülle weg verlaufende Abwärtsneigung. Die hintere Kante 21 des Messers 20 hat eine Nockenfläche 57, die am unteren Ende des Messers 20 eine abfallende Einkerbung bildet, und die Fläche 55 des Nockenelements 53 und die Nockenfläche 57 dienen zusammen als Nocken und Nockenfolgeelement zum Hervorrufen einer Vorwärtsverschiebung mit abwärts gerichteten Hubbewegungen, während die Nockenflächen während der Hin- und Herbewegungshübe des Messers aufeinander einwirken.

Die bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 hervorgerufene Verschiebungswirkung veranlaßt das Messer 20, sich während des gesamten Abwärtshubs nach vorn und während des gesamten Aufwärtshubs nach hinten zu bewegen. Die vordere Begrenzung des sich verschiebenden Messers wird an der unteren Grenze des Hubs und die hintere Begrenzung des sich verschiebenden Messers an der oberen Grenze des Hubs erreicht. Das Messer ist in voll ausgezogenen Linien an einer Stelle in der Nähe der oberen Grenze des Hubs und in gestrichelten Linien an einer Stelle in der Nähe der unteren Grenze des Hubs dargestellt bzw. angedeutet.

- 23 -

Der Zweck dieser Verschiebungsart besteht darin, die von dem Messer 20 während des Abwärtshubs hervorgerufenen Materialniederhaltekräfte zu verstärken und die von dem Messer 20 während des Aufwärtshubs hervorgerufenen Materialanhebekräfte abzuschwächen. Die vordere Schneidkante 19 und die nach unten gewandte Schneidkante 59 erzeugen bedeutende Niederhaltekräfte, während sich das Messer unter • dem Einfluß der Nockenflächen nach unten und nach vorn bewegt, weil eine wesentliche Masse nicht geschnittenen Materials zwischen den Schneiden und der Auflagefläche des Zuschneidetisches verdichtet wird. Andererseits werden, wenn das Messer nach oben angehoben wird, die Anhebekräfte abgeschwächt, weil das Messer mit Bezug auf die Hülle 50 nach hinten verschoben wird und sich vom Material wegzieht oder in das Material nicht mit soviel Kraft wie bei einer Vertikalbewegung gedrückt wird. Das Ergebnis ist eine geringere Verzerrung des Materials in der Auflage.

Fig. 8 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel dieser Erfindung. Ein Nockenelement 60 ist mit der Hülle 50 in der Nähe der hinteren Kante 21 des Messers 20 einstückig ausgebildet. Das Nockenelement 60 weist eine Profilfläche 62 im Messerschlitz auf und fällt allmählich nach unten auf den hinteren Teil der Hülle zu ab. Die hintere Kante 21 des Messers 20 hat eine Nockenfläche 64, die von der vorderen Schneidkante 19 aus in der Nähe des unteren Endes des Messers nach unten und von dieser weg abfällt. Die Fläche des Nockenelements 60 und die Nockenfläche 64 dienen zusammen als Nocken und Nockenfolgeelement, um eine Vorwärtsverschiebung mit einer Aufwartshubbewegung zu schaffen, während die Flächen während der Hin- und Herbewegungshübe des Messers quer übereinander gleiten.

- 24 -

Die von dem Ausführungsbeispiel in Fig. 8 hervorgerufene Verschiebungswirkung veranlaßt das Messer 20, sich während des gesamten Abwärtshubs nach hinten und während des gesamten Aufwärtshubs nach vorn zu bewegen. Die hinteren Begrenzungen des sich verschiebenden Messers 20 werden an der unteren Grenze des Hubs und die vorderen Begrenzungen an der oberen Grenze des Hubs erreicht. Das Messer 20 ist in voll ausgezogenen Linien an einer Stelle in der Nähe der oberen Grenze des Hubs und in gestrichelten Linien an einer Stelle in der Nähe der unteren Grenze des Hubs dargestellt bzw. angedeutet. Der Zweck dieser Verschiebungsart besteht darin, den Betrag der Schneidtätigkeit, die während des Aufwärtshubs stattfindet, zu vergrößern und die Kräfte während des Abwärtshubs zu vermindern. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Preßfuß 56 an dem Schneidgerät 36 über ein Zwischenelement 70 für eine Drehung in der 8-Richtung im Verbund mit dem Messer 20 befestigt. Der Preßfuß dient als Schneidamboß für das Material und das Messer 20, wenn das Messer sich während des Aufwärtshubs nach vorn verschiebt. Da das Material von dem Messer während des Aufwärtshubs gegen den Preßfuß gedrückt wird, findet wegen der Vorwärtsverschiebung zwar ein wesentliches Schneiden statt; die Materialverzerrung wird jedoch durch die Niederhaltekräfte des Fußes auf ein Minimum reduziert. Während des Abwärtshubs werden von dem Messer hervorgerufene Kräfte, die dazu neigen, lose Fäden und Fusseln in die eindringbare Auflagefläche zu treiben, im allgemeinen durch die Rückwärtsverschiebung abgeschwächt.

Jeder der vorerwähnten Zwecke der vorliegenden Erfindung kann mit Abarten der Konstruktionen der Fig. 2 bis 8 erreicht werden. So können beispielsweise die Nockenflächen

- 25 -

der Messer in Fig. 2 bis 4 und Fig. 6 bis 8 profiliert sein, um eine Vorwärtsverschiebung des Messers 20 während des gesamten Abwärts- oder RUckwärtshubs oder irgendeine Kombination aus Vorwärts-, Rückwärts- und Neutral (weder nach vorn noch nach hinten) - Verschiebung während der Abwärts- und der Aufwärtshübe hervorzurufen. Auf ähnliche Weise kann der Kurvenschlitz 51 in Fig. 5 die Form eines S oder irgendeines anderen geometrischen Musters aufweisen, um eine gewünschte Kombination aus Vorwärts-, Rückwärts- und Neutral verschiebung während der Hin- und Herbewegungshübe hervorzurufen. Des weiteren können die Stellen des Kurvenschlitzes 51 und des Führungsstiftes 52 gegeneinander ausgetauscht sein, so daß der Kurvenschlitz sich im Messer befindet und der Führungsstift 52 sich durch den Schlitz 51 hindurch erstreckt und in der Hülle 50 angebracht ist. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung bei mehreren Ausführungsbeispielen eher zum Zwecke der Veranschaulichung als der Beschränkung beschrieben worden.

Ma/MP - 27 637

Leerseite

Claims

♦ a Λ Λ Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Schneiden von Flachmaterial mit einem Schneidgerät mit einem Schneidwerkzeug in Form eines langgestreckten Schneidmessers, das sich allgemein entlang einer Hin- und Herbewegungsachse beim Ausführen eines Schneidvorgangs hin- und herbewegt, wobei das Schneidmesser eine vordere Schneidkante,eine hintere Kante und zwei Seiten, die allgemein parallel zur Hin- und Herbewegungsachse verlaufen, sowie ein unteres Ende mit einer allgemein nach unten gewandten Schneidkante aufweist; mit einer allgemein waagerechten, nach oben gewandten Auflagefläche zum Abstützen des vom Schneidmesser zu schneidenden Flachmaterials; mit einem das Schneidgerät derart tragenden Schlitten, daß die Hin- und Herbewegungsachse des Schneidmessers allgemein rechtwinklig zur Auflagefläche liegt, und mit einem Antriebsmechanismus zum übersetzen des Schneidgeräts und des Schneidmessers allgemein fortschreitend entlang der gewünschten Schnittlinie relativ zum Flachmaterial auf der Auflagefläche, gekennzeichnet durch einen Hin- und Herbewegungsmechanismus (42) zum Hin- und Herbewegen des Schneidmessers (20) in abwechselnden Aufwärts- und Abwärtshüben zwischen der oberen und der unteren Bewegungsbegrenzung und zum gleichzeitigen Verschieben des Schneidmessers zwischen einer vorderen und einer hinteren Begrenzung relativ zur Hin- und Herbewegungsachse synchron mit den Hin- und Herbewegungshüben des Schneidmessers.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer mit dem Schneidgerät verbundenen Messerlagerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zum Hin- und Herbewegen und gleichzeitigen Verschieben einen mechanischen Vorspannmechanismus umfaßt, der zwischen das Schneidmesser (20) und die Messerlagerung (50) betriebsfähig geschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zum Hin- und Herbewegen und Verschieben des Schneidmessers (20) einen mit dem Schneidmesser verbundenen Antriebsmotor (42) zum Hin- und Herbewegen des Messers entlang der Hin- und Herbewegungsachse enthält und des weiteren einen Mechanismus einschließt, der nach vorn und nach hinten gerichtete Verschiebungsbewegungen des Schneidmessers von den Hin- und Herbewegungen des Schneidmessers entlang der Achse ableitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Mechanismus zum Hin- und Herbewegen und Verschieben des Schneidmesser die Vorwärtsverschiebung mit der abwärts gerichteten Hubbewegung koordiniert, um die während des Abwärts- hubes des Schneidmessers auf das Material wirkenden Abwärtskräfte zu vergrößern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Schneidgerät ein Glied zum Begrenzen der Aufwärtsbewegung des Flachmaterials aufweist, das als Schneidamboß für das Schneidmesser während der Aufwärtshübe des Messers dient, dadurch gekennzeichnet, da B der Mechanismus zum Hin- und Herbewegen und Verschieben des Schneidmessers die Vorwärtsverschiebung mit der aufwärts gerichteten Hubbewegung koordiniert, um den Betrag der Schneidwirkung während des Aufwärtshubes des Messers zu vergrößern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus, der bewirkt, daß das Schneidmesser die vordere und die hintere Begrenzung erreicht, einen Nocken einschließt, der vom Schneidgerät angrenzend an das Schneidmesser gehalten wird und mit dem Schneidmesser zusammenwirkt, um das Schneidmesser während Abschnitten der Aufwärts- und der Abwärtshübe nach vorn und während der verbleibenden Abschnitte der betreffenden Hübe nach hinten zu verschieben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zum Hin- und Herbewegen und Verschieben ein Nockenelement aufweist, um das Schneidmesser zwischen der hinteren und der vorderen Begrenzung zu verschieben, während das Schneidmesser zwischen der oberen und der unteren Begrenzung hubartig bewegt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nockenelement mit der Trageinrichtung für das Schneidgerät verbunden und angrenzend an die hintere Kante des Schneidmessers positioniert ist und daß eine zusammenwirkende Nockenfläche auf der hinteren Kante des Schneidmessers bestimmt ist und von dem Nockenmechanismus angegriffen wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidmesser einen langgestreckten, von dem Messer derart getragenen Führungsstift (52) aufweist, daß der Stift allgemein rechtwinklig zu den Seiten des Schneidmessers verläuft, und daß die Nockeneinrichtung zum Verschieben des Schneidmessers zwischen der vorderen und der hinteren Begrenzung ein Glied (50) aufweist, das am Schneidgerät befestigt ist und sich angrenzend an das Schneidmesser erstreckt sowie einen Kurvenschlitz hat, der den Führungsstift im Schneidmesser lose aufnimmt, welcher profiliert ist und sich in dem Glied in der gleichen allgemeinen Richtung wie die Hin- und Herbewegungsachse des Messers erstreckt und etwas größer als die Länge des Hubes zwischen der oberen und der unteren Begrenzung ist, so daß die Bewegung des Schneidmessers zwischen der vorderen und der hinteren Begrenzung von dem Kurvenschlitz und dem Führungsstift in Verbindung mit einer Hin- und Herbewegung geführt wird.

10. Verfahren zum Schneiden von Flachmaterial, bei welchem eine Auflagefläche vorgesehen wird, auf der Flachmaterial bei einem Schneidvorgang ausgebreitet werden kann; wenigstens eine Flachmateriallage über die Auflagefläche ausgebreitet wird; ein langgestrecktes Schneidmesser mit einer scharfen vorderen Kante, die sich allgemein parallel zur Längsachse des Schneidmessers erstreckt vorgesehen wird, und das Schneidgerät und das Schneidmesser allgemein fortschreitend entlang der gewünschten Schnittlinie in Schneideingriff mit dem Flachmaterial auf der Auflagefläche übersetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidmesser in abwechselnden Aufwärts- und Abwärtshüben zwischen einer oberen und einer unteren Bewegungsbegrenzung hin-und herbewegt wird und das gleichzeitig das Messer zwischen einer vorderen und einer hinteren Begrenzung synchron mit den Hin- und Herbewegungshüben des Messers verschoben wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzei chnet, daß die Schritte des Hin- und Herbewegens und des Verschiebens des Schneidmessers das Ableiten von nach vorn und nach hinten gerichteten Verschiebungsbewegungen des Messers von der Hin- und Herbewegung des Messers zwischen der oberen und der unteren Begrenzung umfassen.

Ma/MP - 27 637