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Beschreibung
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Luftgekühltes Stossmesser Die Erfindung betrifft eine Zuschneidemaschine
für Flachmaterial, wie Stoffe, Folien u.dgl., mit einem Stossmesser und einem Stossmesserantrieb,
der sich übef eine Tragstütze auf einer Fussplatte abstützt, wobei an der Tragstütze
zwei die Form flacher Streifen aufweisende Messerführungen angeordnet sind, die
einen Spalt begrenzen, in welchem das parallel zur Längsrichtung der Tragstütze
oszillierende Stossmesser geführt ist.
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Bei allen bisher bekannten Zuschneidemaschinen mit einem Stossmesser
besteht das Problem, dass das in dem Spalt zwischen den Messerführungen.gelagerte
Stossmesser sich vor allem beim Schneiden von Bögen, insbesondere bei harten Stoffen,
sehr stark erhitzt, was nicht nur dazu führt, dass das Stossmesser und die Messerführungen,
sondern sogar auch noch die Tragstütze so stark erhitzt werden, dass sie anlaufen.
Abgesehen von den nachteiligen Auswirkungen dieser Uberhitzunc auf die Festigkeit
des Materials von Stossmesser, Messerführungen und Tragstütze besteht ein weiterer
Nachteil darin, dass Schnittkanten des Stoffes, die an Stossmesser, Messerführungen
und Tragstütze beim Zuschneiden vorbeigeführt werden,
sich ebenfalls
sehr stark erhitzen, so dass bei leicht schmelzbaren Materialien, insbesondere Stoffen
mit hohen Kunstfaseranteilen, die Schnittkanten mit sich selbst oder mit dem Stossmesser
und der Messerführung verkleben.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Zuschneidemaschine mit einem
Stossmesser der gattungsgemässen Art derart zu verbessern, dass ein Überhitzen von
Stossmesser, Messerführungen und Tragstützen nicht mehr auftritt.
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Diese Aufgabe wird bei einer Zuschneidemaschine der eingangs beschriebenen
Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Zuschneidemaschine mit einem druckluftbetriebenen
Wirbelrohr zur Erzeugung kalter Luft ausgestattet ist, welche zur Kühlung von Stossmesser,
Messerführungen Tragstütze in einen in der Tragstütze ungefähr parallel zum Stossmesser
verlaufenden und sich im wesentlichen über deren Länge erstreckenden Kühlkanal einleitbar
ist.
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Der Vorteil dieser Lösung ist vor allem darin zu sehen, dass durch
das Wirbelrohr sehr kalte Luft erzeugbar ist, so dass die ausserordentlich einfache
Massnahme eines längs der Tragstütze verlaufenden und von der kalten Luft durchströmten
Kühlkanals ausreicht. In diesem Fall wird die Tragstütze so stark gekühlt, dass
über die Wärmeleitung zwischen der Tragstütze, den Messerführungen und dem Stossmesser
eine ausreichende Kühlung dieser Teile gewährleistet ist.
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Eine verbesserte Kühlwirkung wird dadurch erreicht, dass die Tragstütze
eine Vielzahl im Abstand zueinander angeordneter,
von dem Kühlkanal
abzweigender und in Richtung auf das Stossmesser zu verlaufender Seitenkanäle aufweist.
Dabei können die Seitenkanäle in vielfacher Weise ausgestaltet sein. Sie können
ein einfaches Verzweigungskanalsystem zur Vergrösserung der Wärmeaustauscherfläche
zwischen der kalten Luft und der Tragstütze bilden oder sie können in der Tragstütze
angeordnete und auf die Messerführungen und das Stossmesser gerichtete Auslassöffnungen
besitzen, so dass durch die daraus austretende Kaltluft eine weitere Kühlung der
Messerführungen und des Stossmessers erreicht wird.
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Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Messerführungen
mit Kanälen versehen sind, die mit dem Kühlkanal der Tragstütze in Verbindung stehen.
Dabei ist es denkbar, dass die Kanäle in Längsrichtung oder in Querrichtung der
Messerführungen verlaufen und direkt mit dem Kühlkanal der Tragstütze oder mit diesem
über die obengenannten Seitenkanäle in Verbindung stehen. Der Vorteil besteht darin,
dass nicht nur ein direkter Wärmeaustausch zwischen der Kaltluft und der Tragstütze,
sondern zumindest auch noch zwischen der Kaltluft und den Messerführungen stattfindet
und somit eine effektivere Kühlung von Stossmesser und Messerführungen, durch deren
Reibung aneinander die Wärme erzeugt wird, möglich ist.
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Des weiteren kann es von Vorteil sein, wenn die Kanäle der Messer
führungen dem Stossmesser zugewandte Auslassöffnungen besitzen, so dass zusätzlich
zur direkten Kühlung der Messerführungen noch eine direkte Kühlung des Stossmessers
möglich ist, wobei beliebige Anordnungen der Ausblasöffnungen an den Messerführungen
möglich sind, solange nur das Stossmesser in ausreichendem Masse mit Kaltluft angeblasen
wird.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass das Stossmesser nicht
durch Kaltluft gekühlt wird, die diesem über Kanäle der Messerführungen zuleitbar
ist, sondern dass eine zwischen den Messerführungen hinter dem Stossmesser angeordnete
Distanzleiste Querkanäle aufweist, die die Seitenkanäle der Tragstütze mit dem Spalt
zur Aufnahme des Stossmessers verbinden, so dass die Distanzleiste direkt gekühlt
wird, die ihrerseits über Wärmeleitungseffekte auch hintere Bereiche der Messerführungen
kühlt. Weiterhin wird die Kaltluft direkt dem Spalt zur Aufnahme des Stossmessers
zugeführte so dass eine direkte Kühlung der im Betrieb aneinander reibenden und
für die Wärmeentwicklung verantwortlichen Berührungsflächen zwischen Stossmesser
und den Messerführungen möglich Xst.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Distanzleiste besitzt auf
ihrer der Tragstütze zugewandten Seite parallel zum Stossmesser verlaufende 'Längskanäle,
in welche die Seitenkanäle der Tragstütze münden und von denen die Querkanäle der
Distanzleiste ausgehen. Diese Längskanäle dienen als Verteilerkanäle der Kaltluft
in Längsrichtung der Distanzleiste, so dass für jeden Längskanal mindestens ein
Seitenkanal zur Zufuhr von Kaltluft erforderlich ist, die dann von dem Längskanal
auf die verschiedenen Querkanäle verteilt wird.
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Das Stossmesser ist in dem Spalt zwischen den Messerführungen nur
mit einem sehr geringen Spielraum geführt, so dass kein ausreichender Querschnitt
zum Abfliessen der in den Spalt zugeführten Kaltluft zur Verfügung steht. Aus diesem
Grund ist es von Vorteil, wenn das Stossmesser Querrinnen besitzt, die ein Abströmen
der Kaltluft von einer Rückseite des Stossmessers in Richtung auf dessen Schneide
erlauben.
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Dadurch strömt gleichzeitig die Kaltluft an den Seitenflächen des
Stossmessers und den an diesen anliegenden Flächen der Messerführungen entlang,
in deren Bereich insbesondere beim Bogenschneiden die stärkste Wärmeentwicklung
stattfindet, so dass durch diese Ausführungsform eine direkte Kühlung der am stärksten
durch die Wärmeentwicklung belasteten Bereiche möglich ist.
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Alternativ zu den im Stossmesser angeordneten Querrinnen ist ebenfalls
denkbar, dass die Messerführungen Querrinnen besitzen, so dass die dem Spalt zugeführte
Kaltluft, wie bereits beschrieben, ebenfalls an den am stärksten durch die Wärmeentwicklung
belasteten Flächen entlangströmen kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer Ausführungsform
der Erfindung. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung
einer Zuschneidemaschine mit Stossmesser; Fig. 2 eine Seitenansicht der Maschine
in Fig. 1; Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Seitenansicht einer Tragstütze; Fig.
4 einen Schnitt längs Linie 4-4 in Fig.3; Fig. 5 eine Ansicht eines Stossmessers
in Richtung des Pfeiles B in Fig. 3 und Fig. 6 eine Ansicht einer Distanzleiste
in Richtung des Pfeiles C in Fig. 3.
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Fig. 1 zeigt im einzelnen eine als Ganzes mit 10 bezeichnete Zuschneidemaschine
mit einem Gehäuse 12 zur Aufnahme eines Stossmesserantriebs, das zwei entgegengesetzt
zu einer Schnittrichtung nach hinten weisende Führungsgriffe 14 und 16 besitzt.
An dem Gehäuse 12 ist eine sich in vertikaler Richtung nach unten erstreckende Tragstütze
18 gehalten, mittels welcher sich das Gehäuse 12 auf einer an einem unteren Ende
der Tragstütze 18 montierten Fussplatte 20 abstützt. An einer in Schnittrichtung
gesehen Vorderseite der Tragstütze 18 ist ein in vertikaler Richtung oszillierendes
Stossmesser 22 verschieblich gelagert. Beim Schneiden einer Stofflage 24 gleitet
die Zuschneidemaschine 10 auf der diese tragenden Fussplatte 20 über einen Schneidtisch
26, wobei das oszillierende Stossmesser 22 eine mittels eines Stoffdrückerfusses
28 niedergehaltene Stofflage 24 längs einer in Fig. 1 gestrichelt angedeuteten Schnittlinie
teilt.
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Zur Erzeugung kalter Luft für die Kühlung der Tragstütze 18 und des
Stossmessers 22 ist an dem Gehäuse 12 ein druckluftbetriebenes Wirbelrohr 30 (z.B.
VORTEX TUBE, zu beziehen über die Vortec Corporation, Cincinnati, USA) gehalten,
welches in diesem Ausführungsbeispiel parallel zu den Führungsgriffen 14 und 16
liegt. Diesem ist über einen Druckluftschlauch 32 Druckluft mit einem Druck von
ungefähr 5 bis 8 bar von einer hier nicht zeichnerisch dargestellten Druckregler-
und Filtereinrichtung zuführbar. Das Wirbelrohr 30 besitzt einen Heissluftauslass
34 und einen Kaltluftauslass 36, wobei der Heissluftauslass 34 mit einem Regelventil
zur Regelung einer austretenden Heissluftmenge ausgerüstet ist.
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Von dem Kaltluftauslass 36 erstreckt sich eine Kaltluftleitung 38
bis zu einer am Gehäuse 12 oberhalb eines oberen Flansches 42 der Tragstütze 18
angeordneten Muffe 40. Von
dieser Muffe 40 führt ein gebogenes
Rohr 44 zu einer in dem Flansch 42 angeordneten Eintrittsöffnung 46, die mit einem
sich in einem in Schnittrichtung gesehen rückwärtigen Teil der Tragstütze 18 gelegenen
Kühlkanal 48 fluchtet, der sich von der Eintrittsöffnung 46 bis zu einer Austrittsöffnung
50 auf einer Unterseite der Fussplatte 20 über die gesamte Länge der Tragstütze
18 erstreckt.
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Die verschiebliche Lagerung des Stossmessers 22 an der Tragstütze
18 erfolgt über eine sich auf einer in Schnittrichtung gesehen an der Vorderseite
dieser Tragstütze 18 über deren gesamte Länge verlaufende und nach vorne offene
Nut 52 mit zwei parallel zur Schnittrichtung liegenden Seitenflächen 54 und einer
quer zur Schnittrichtung liegenden hinteren Wandfläche 56, in welcher zwei die Form
flacher Streifen aufweisende Messerführungen 58 gehalten sind, von denen jeweils
eine an einer der Seitenflächen 54 anliegt, sich dabei von der hinteren Wandfläche
56 nach vorne erstreckt und über die Nut 52 übersteht. Zwischen diesen Messerführungen
58 ist in einem hinteren Teil der Nut 52 eine Distanzleiste 60 angeordnet, die an
der hinteren Wandfläche 56 der Nut 52 anliegt und sich von dieser nur über einen
Teilbereich der Nut 52 nach vorne erstreckt. Die Messerführungen 58 bilden einen
Spalt 62 zur Aufnahme des Stossmessers 22, das in diesem durch die Messerführungen
58 eine seitliche Führung erfährt und sich mit einer auf einer entgegengesetzten
Seite einer Schneide 66 liegenden Rückenfläche 64 auf der Distanzleiste 60 abstützt.
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Zur direkten Kühlung der Messerführungen 58 und des Stossmessers 22
zweigen innerhalb der Tragstütze 18 von dem Kühlkanal 48
Seitenkanäle
68 ab, die in die Nut 52 münden und im Bereich der hinteren Wandfläche 56 Austrittsöffnungen
besitzen.
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Die Distanzleiste 60 ist in ihrem an dieser Wandfläche anliegenden
Bereich mit einer Vielzahl von sich in ihrer Längsrichtung erstreckenden Ausnehmungen
versehen, so dass sie sich in ihrer Längsrichtung nur über zwischen den Ausnehmungen
liegende Vorsprünge 70 auf der Wandfläche 56 abstützt und zwischen diesen Vorsprüngen
70 Längskanäle 72 entstehen, die als vertikale Verteilerkanäle für die über die
Seitenkanäle 68 zugeführte Kaltluft dienen, welche von den Längskanälen 72 über
Querkanäle 74 in den Spalt 62 entweicht.
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Bevorzugterweise sind diese Querkanäle 74 auf beiden, an den Messerführungen
58 anliegenden Seiten der Distanzleiste 60 in Form von Rillen eingefräst oder eingeschliffen,
wobei in Längsrichtung der Distanzleiste 60 gesehen auf einen Querkanal 74 auf einer
Seite der nächste Querkanal 74 auf der gegenüberliegenden Seite folgt, d.h. dass
die Querkanäle 74 alternierend auf gegenüberliegenden Seiten der Distanzleiste 60
angeordnet sind.
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Um ein Entweichen der dem Spalt 62 zugeführten Kaltluft zu ermöglichen,
sind in das Stossmesser 22 auf beiden, an den Messerführungen 58 anliegenden Seiten
ebenfalls alternierend Querrinnen 76 eingefräst oder eingeschliffen, die sich von
der Rückenfläche 64 des Stossmessers 22 in Richtung auf dessen Schneide 66 erstrecken
und deren vordere Enden 78 im Bereich von Vorderkanten der Messerführungen 58 oder
zwischen den Vorderkanten der Messerführungen 58 und der Schneide 66 liegen, so
dass die Kaltluft ungehindert nach vorne entweichen kann.
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Gegebenenfalls ist die Austrittsöffnung 50 des Kühlkanals 48 noch
mit einer Drossel oder auch einem Stopfen versehen, so dass nahezu die gesamte,
dem Kühlkanal 48 zugeführte Kaltluft an den vorderen Enden 78 der Querrillen 76
des Stossmessers 22 entweicht.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung funktioniert folgendermassen: Dem
Wirbelrohr 30 wird über den Druckluftschlauch 32 Druckluft zugeführt, die innerhalb
dieses Wirbelrohres 30 sich in einen Kaltluft- und einen Heissluftstrom aufteilt,
wobei der Heissluftstrom durch den Heissluftauslass 34 entweicht und der Kaltluftstrom
von dem Kaltluftauslass 36 mittels der Kaltluftleitung 38 über die Muffe 40 und
das Rohr 44 dem Kühlkanal 48 zugeführt wird. Die Temperatur der Kaltluft und deren
Menge ist dabei noch durch das am Heissluftauslass 34 angeordnete Regelventil einstellbar.
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Die Kaltluft kann im Kühlkanal 48 zum einen zu dessen Austrittsöffnung
50 strömen oder über die Seitenkanäle 68, die Längskanäle 72 und die davon ausgehenden
Querkanäle 74 in den Spalt 62 gelangen. Bereits auf diesem Wege durch die Tragstütze
18 und die Distanzleiste 60 findet ein Wärmeaustausch statt, so dass die genannten
Teile abgekühlt werden, die ihrerseits wiederum in mechanischem Kontakt mit den
Messerführungen 58 stehen und diese über Wärmeleitungseffekte ebenfalls kühlen.
Zusätzlich findet durch die dem Spalt 62 zugeführte und über die Querrinnen 76 abströmende
Kaltluft noch eine direkte Kühlung sämtlicher Reibungsflächen des Stossmessers 22
in dem Spalt 62 statt.
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Es sind auch noch weitere Ausführungsformen der erfindungsgemässen
Zuschneidemaschine denkbar, bei denen die Kaltluft ausgehend von dem Kühlkanal 48
über anders laufende Kanäle geführt ist.
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Eine einfache Abwandlung der erfindungsgemässen Zuschneidemaschine
besteht darin, dass die Querrinnen 76 zum Abführen der Kaltluft aus dem Spalt 62
nicht in Seitenflächen des Stossmessers 22, sondern in an diesen anliegenden Seitenflächen
der Messerführungen 58 eingearbeitet sind und sich über deren gesamte Breite erstrecken,
so dass dadurch die Querrinnen 76 und die Querkanäle 74 ersetzbar sind.