DE3519616C1 - Work table for cutting planar material by means of a fluid jet - Google Patents
Work table for cutting planar material by means of a fluid jetInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Arbeitstisch zum Schneiden
von flächigem Material mittels Fluidstrahl, bestehend aus
einer Anzahl übereinanderliegender, für den Fluidstrahl
durchlässiger Schichten aus unterschiedlichen Materialien
sowie einer unterhalb dieser Schichten angeordneten Wanne
zum Auffangen des Fluids.
Aus der gattungsbildenden DE-OS 27 20 547 ist ein derartiger Arbeitstisch
bekannt, der in verschiedenen Ausführungsformen aus un
terschiedlich kombinierten, übereinanderliegenden Schich
ten aus verschiedenen, teilweise als selbsreparierend
bezeichneten Schaumstoffen in Verbindung mit metallischen
Gitter- oder Wabengebilden besteht. Vor allem in Anspruch 8
der DE-OS befindet sich der Hinweis, daß mehrere Schaum
Stoffschichten mit in der Bewegungsrichtung des Düsen
strahls abnehmender Dichte vorgesehen sein sollen. Die
Dichte ist hier Maßstab für die Energieabnahme im Fluid
strahl oder auch für den Widerstand, den die einzelnen
Schichten dem Fluidstrahl entgegensetzen. Es wird offenbar
das Ziel angestrebt, bereits in der Oberschicht einen
großen Teil der Energie des Fluidstrahls zu vernichten.
Dementsprechend entsteht offenbar auch nur in dieser Ober
schicht diejenige Wärmemenge, die für eine sogenannte
selbstreparierende Schicht zur Wiederherstellung notwen
dig ist. Folglich wird in den Unterlagen der DE-OS nur die
obere Schicht als selbstreparierend bezeichnet, nicht da
gegen die unteren Schichten. Soweit das Material der selbst
reparierenden Oberschicht näher definiert wird, wird es
als offenzelliger Schaum bezeichnet, der ein Abfließen
des Fluids ermöglichen soll. Auch die tiefer liegenden
Schichten müssen naturgemäß aus offenzelligem Material
bestehen, damit dieses Abfließen des Fluids aus dem früh
zeitig aufgeweiteten Fluidstrahl gestattet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Arbeits
tisch der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der über mög
lichst lange Zeit eine weitgehend glatte, geschlossene
und dennoch verhältnismäßig trockene und ein Rückspritzen
des Fluids verhindernde Auflagefläche bietet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Arbeitstisch
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine die
Auflagefläche für das zu schneidende Material bildende
Oberschicht aus einem festen, geschlossenzelligen Hart
schaum niedriger Rohdichte besteht, daß eine unter dieser
liegende Unterschicht aus einem Weichschaum hoher Rohdichte
und hoher Elastizität besteht, und daß die Oberschicht
und die Unterschicht miteinander verklebt sind.
Da die als Auflagefläche dienende Oberschicht ein geschlos
senzelliger Hartschaum geringer Dichte ist, geht der Fluid
strahl weitgehend ungehindert und dementsprechend ohne
nennenswerte Aufweitung und unter Hinterlassung einer
sehr schmalen Schnittlinie hindurch. Die geschlossenzelli
ge Struktur führt dazu, daß sich die Oberschicht auch nicht
schwammartig vollsaugt. Der geringe Widerstand, den die
Oberschicht dem Fluidstrahl entgegensetzt, verhindert ei
nen Rückspritzeffekt, der bei feuchtigkeitsempfindlichem
Schnittgut naturgemäß unerwünscht ist.
Obgleich die Oberschicht keinen nennenswerten Selbsthei
lungseffekt aufweist, bleibt eine geschlossene Auflage
fläche wegen der schmalen Schnittlinien für lange Zeit
erhalten. Dies gilt auch dann noch, wenn die Oberschicht
durch in sich geschlossene Schnittlinien in mehr oder
weniger kleine Säulen zerschnitten worden ist, die zwar
untereinander keinen unmittelbaren Zusammenhalt aufweisen,
jedoch durch Verklebung mit der Unterschicht und durch
gegenseitige Abstützung in ihrer Position und senkrechten
Stellung gehalten werden. Der sogenannte Selbstheilungs
effekt wird in die Unterschicht verlegt, die aus einem
Weichschaum hoher Dichte besteht, so daß die Energie
des Fluidstrahls in dieser Unterschicht weitgehend abge
baut wird, während andererseits die für die Selbstheilung
notwendige Wärme erzeugt wird.
Die aus Hartschaum bestehende Oberschicht nimmt den
Fluid
strahl im Zustand höchster Energie auf und wird, da sie im
übrigen weitgehend unelastisch ist, nur in äußerst schmalen
Schnittlinien sauber durchtrennt, so daß eine weitgehend
glatte Auflagefläche trotz dieser Schnittlinien erhalten
bleibt. Obwohl diese Schnittlinien vorhanden sind, wird
der Zusammenhalt durch Verklebung der Oberschicht mit der
Unterschicht gewährleistet. Die Oberschicht besteht beispiels
weise aus einem Hartschaum mit einer Rohdichte von 25 bis
45 kg/m3. Es eignet sich besonders gut ein extrudierter,
geschlossenzelliger Polystyrol-Hartschaum oder ein entspre
chender Polyurethan-Schaum. Derartige Materialien bieten
dem energiereichen, kohärenten Wasserstrahl einen sehr ge
ringen Widerstand und werden leicht und scharfkantig durch
trennt. Der Hartschaum ist darüber hinaus wasserabweisend
(hydrophob) und besitzt eine glatte, ebene, sehr feinporöse
Oberfläche. Im Extrudierverfahren entstehen kleine Waben
aus dünnen Polystyrolhäuten, die räumlich miteinander ver
schmolzen sind und Luft und Treibgase enthalten. Die Eigen
schaften des Materials bedingen, daß ein Splash-Back-Effekt,
also ein Zurückspritzen des Fluids in Richtung des Schneid
guts ausbleibt und der Fluidstrahl-Rückstau vernachlässigbar
klein ist. Schäume dieser Art befinden sich beispielsweise
unter den Markenbezeichnungen "Roofmate" oder "Styrofoam"
auf dem Markt.
Die Unterschicht besteht aus einem geschlossenzelligen Weich
schaum mit hoher Rohdichte von beispielsweise 60 bis 150 kg/m3
und hoher Elastizität. Als Materialien kommen Polyolefine,
beispielsweise extrudierter, nicht vernetzter Polyäthylen
schaum in Betracht. Die Zellstruktur dieses Parafinkohlen
wasserstoffs ist unregelmäßig im Extrudierverfahren gewachsen
und daher geeignet, den in der Unterschicht nicht mehr voll
ständig kohärenten Wasserstrahl weiter aufzuweiten und diffus
zu verteilen. Das Wasser sucht sich gewissermaßen im Laby
rinth der Wabenstruktur den Weg des geringsten Widerstands
und verteilt sich auf diese Weise im Mittel auf ein größeres
Raumvolumen. Folglich wird bereits nach beispielsweise
100 mm Wegstrecke, die in den letzten 50 mm durch den
Weichschaum der Unterschicht gebildet wird, ein hoher
Prozentsatz der Gesamtenergie des Wasserstrahls in Wärme
umgesetzt. Versuche haben gezeigt, daß eine Weichschaum-
Unterschicht dieser Art mit einer Stärke von 50 mm selbst
durch einen Fluidstrahl mit einem Ausgangsdruck von
4000 bar nicht vollständig durchtrennt wird.
Die Umwandlung der Wasserstrahlenergie in Wärme führt zu
einem wichtigen Nebeneffekt. Die Erwärmung auf über 70°C
im Schnittbereich reicht aus, die Polymerfasern zu "ver
kleben", also eine gewisse Selbstheilung in der Weichschaum
schicht zu bewirken. Darüber hinaus ist Polyäthylen im Be
reich von -40 bis +70°C verhältnismäßig elastisch. Diese
Elastizität wird verstärkt durch die Struktur der waben
förmigen Zellen und durch ihren Luft- bzw. Treibgaseinschluß.
Die elastischen Eigenschaften führen dazu, daß das Material
im Bereich des Schnittspaltes gegenüber dem Fluidstrahl
elastisch nachgibt und sich automatisch wieder schließt.
Auch dadurch ergibt sich ein Selbstheilungseffekt der
Unterschicht, der die Lebensdauer der gesamten Material
auflage wesentlich erhöht. Durch geeignete Auswahl des
Raumgewichts und der Stärke der Unterschicht können wie
geschildert Diffuserwirkung, die Erwärmung, die Schnitt
tiefe und die Stabilität der Unterschicht beeinflußt werden.
Die Verwendung einer Oberschicht aus einem Hartschaum nie
driger Rohdichte und einer Unterschicht aus einem Weich
schaum hoher Rohdichte stellt einen Grundgedanken der Er
findung dar, der naturgemäß zahlreiche Abwandlungen zuläßt.
So können sowohl die Oberschicht als auch die Unterschicht
ihrerseits in mehrere Schichten unterteilt sein, deren Roh
dichte von oben nach unten, also mit der Bewegungsrichtung
des Fluidstrahls zunimmt. Ggf. kann auch eine kontinuier
liche Zunahme der Rohdichte innerhalb der beiden Schichten
vorgesehen sein.
Zum Verkleben der Oberschicht mit der Unterschicht können
verschiedene Materialien verwendet werden. Als besonders
günstig hat sich eine doppelseitige Klebefolie erwiesen,
die vorzugsweise mit einer Textileinlage ausgestattet ist.
Es hat sich gezeigt, daß eine derartige Textileinlage durch
den Fluidstrahl in der Regel nicht vollständig durchtrennt
wird, also zum Zusammenhalten der Schnittspalte beiträgt.
Daneben kommen aber auch verschiedene andere Materialien
mit Klebwirkung, etwa Silikonkautschuk, Kleber mit zwei
Reaktionskomponenten, die durch eine Folie getrennt sind,
ein offenzelliger Polyurethan-Hartschaum, der mit einem
bituminösen Material getränkt wird, oder dergleichen in
Betracht. Ein geeigneter Kleber kann unter anderem unter
dem Gesichtspunkt selbstheilender Eigenschaften ausgewählt
werden.
Auf der oberen Auflagefläche der Oberschicht befindet sich
vorzugsweise eine Deckschicht aus rutschhemmendem Material,
etwa eine Gummischicht, die verhindert, daß das Schneidgut
unter der Einwirkung des Fluidstrahls verrutscht. Geeignet
ist auch eine dünne Klebstoffschicht von beispielsweise
10 bis 200 µm Stärke, die auf die Oberschicht direkt aufge
tragen wird. Diese Klebstoffschicht ist so auszuwählen, daß
die Adhäsionskräfte zum Schneidgut geringer als zur Ober
schicht sind. Weiterhin kommt eine Wachsschicht in Betracht,
die durch Erwärmen auf 50 bis 60°C verflüssigt und damit
repariert werden kann.
Die Unterschicht liegt vorzugsweise auf einem Gitterrost
oder dergleichen, unter dem sich ein Kiesbett befindet. Es
hat sich gezeigt, daß ein Kiesbett aus einer heterogenen,
kleine und große Steine enthaltenden Kiesmischung ein ein
faches Mittel zum Abbau der Restenergie des Fluidstrahls
darstellt. Fluidschwaden, die sich beim Auftreffen auf das
Kiesbett ergeben, werden aus der Wanne abgesaugt.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt, in waagerechter Richtung verkürzt,
einen Schnitt durch einen Arbeitstisch.
Der Arbeitstisch weist zunächst einen rechteckigen, umlaufen
den Rahmen 10 auf, der eine übereinander liegende Anordnung
aus einer Oberschicht 12 und einer Unterschicht 14 aufnimmt,
die sich auf einem Gitterrost 16 abstützt, das auf unteren,
nach innen vorspringenden Flanschen 18 des Rahmens 10 auf
liegt. Oberhalb des Arbeitstisches ist eine Düse 20 ange
deutet, die einen Fluidstrahl 22 senkrecht nach unten ab
gibt. Angaben wie "oben" und "unten" beziehen sich dement
sprechend im vorliegenden Zusammenhang auf einen senkrecht
nach unten gerichteten Fluidstrahl und eine waagerechte
Auflagefläche des Arbeitstisches, jedoch kommt auch eine
andere räumliche Orientierung in Betracht.
Die Oberschicht besteht aus einem Hartschaum niedriger Roh
dichte von beispielsweise 25 bis 45 kg/m3 und kann aus
Polystyrol oder Polyurethan bestehen, wie es zuvor bereits
erläutert wurde. Die Unterschicht 14 ist eine Weichschaum
schicht hoher Rohdichte von beispielsweise 60 bis 150 kg/m3
aus einem Polyolefin-Material oder dergleichen. Auch inso
weit kann auf die vorangegangenen Ausführungen Bezug genom
men werden. Zwischen der Oberschicht und der Unterschicht
befindet sich eine Verbindungsschicht 24, die die Oberschicht
12 und die Unterschicht 14 klebend verbindet. Es handelt
sich beispielsweise um eine doppelseitige Klebefolie oder
einen Klebstoff der zuvor erwähnten Art. Schließlich ist
auf der Oberschicht 12 zur Bildung der eigentlichen Auflage
fläche eine Deckschicht 26 vorgesehen. Es kann sich um eine
aufgeklebte Gummifolie oder auch um einen unmittelbaren Auf
trag einer geeigneten Klebeschicht handeln.
Wie in der Zeichnung angedeutet ist, durchdringt der Fluid
strahl 22 die Deckschicht 26 und die Oberschicht 12 im
wesentlichen kohärent, also ohne nennenswerte Strahl
aufweitung, so daß in diesen Schichten ein sehr schma
ler, scharfkantiger Schnitt entsteht. Innerhalb der Unter
schicht 14 wird dagegen gezielt eine gewisse Diffusor
wirkung und eine Aufweitung des Fluidstrahls erzeugt,
die zu einem zunehmenden Energieabbau führt. Es hat sich
am Beispiel eines Fluidstrahls mit 4000 bar Ausgangsdruck,
einer Oberschicht in der Form einer Polystyrol-Hartschaum
schicht von 20 mm Stärke und einer Unterschicht 14 aus
Polyäthylen-Weichschaum mit 50 mm Dicke gezeigt, daß der
Fluidstrahl nicht mehr in der Lage ist, die Unterschicht
14 vollständig zu durchtrennen, so daß ein gewisser Zusammen
halt verbleibt. Es kommt hinzu, daß durch elastisches Rück
federn der Unterschicht und durch eine gewisse thermische
Verschmelzung aufgrund der durch Energieabbau des Fluid
strahls erzeugten Wärme eine weitgehende Selbstheilung der
Unterschicht eintritt.
Der Fluidstrahl 22 tritt an der Unterseite der Unterschicht
14 trotz der erwähnten Aufweitung als Strahl mit beträcht
licher Restenergie aus und trifft sodann auf ein Kiesbett
28 auf, das sich in einer Wanne 30 befindet, auf der sich
der Rahmen 10 abstützt. Durch Zerstäubung auf dem Kiesbett
kommt es zu einer Bildung von Fluidschwaden, die durch ei
nen Rohrstutzen 32 in der Seitenwand der Wanne oberhalb des
Kiesbettes in Verbindung mit einem geeigneten Absaug
system abgesaugt werden. Das Kiesbett liegt auf einem Sieb
boden 34, durch den das beruhigte Fluid in flüssiger Form
hindurchläuft, so daß es am Boden der Wanne 30 gesammelt
und durch eine Leitung 36 abgeleitet werden kann.
Die Verbindungsschicht 24 kann bei Verwendung einiger der
zuvor aufgeführten Materialien zu einer Zwischenschicht mit
erhöhter Selbstheilungsfunktion verstärkt werden.
Claims (12)
1. Arbeitstisch zum Schneiden von flächigem Material
mittels Fluidstrahl, bestehend aus einer Anzahl über
einanderliegender, für den Fluidstrahl durchlässiger
Schichten aus unterschiedlichen Materialien sowie
einer unterhalb dieser Schichten angeordneten Wanne
zum Auffangen des Fluids, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine die Auflagefläche für das
zu schneidende Material bildende Oberschicht (12)
aus einem festen, geschlossenzelligen Hartschaum nied
riger Rohdichte besteht, daß eine unter dieser lie
gende Unterschicht ( 14) aus einem Weichschaum hoher
Rohdichte und hoher Elastizität besteht, und daß
die Oberschicht (12) und die Unterschicht (14) mit
einander verklebt sind.
2. Arbeitstisch nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß auf der Oberschicht (12) eine
rutschhemmende Deckschicht (26) angebracht ist.
3. Arbeitstisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß in der Wanne (30) ein
Kiesbett (28) vorgesehen ist.
4. Arbeitstisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Oberschicht (12)
aus einem Hartschaum mit einer Rohdichte von 25 bis
45 kg/m3 besteht.
5. Arbeitstisch nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Oberschicht (12) aus einem
geschlossenzelligen, extrudierten Polystyrol- oder Polyure
than-Hartschaum besteht.
6. Arbeitstisch nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschicht
(14) aus einem Weichschaum mit einer Rohdichte von
60 bis 150 kg/m3 besteht.
7. Arbeitstisch nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Unterschicht (14) aus einem
extrudierten, geschlossenzelligen Polyolefin, z. B.
Polyäthylen-Weichschaum besteht.
8. Arbeitstisch nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Deckschicht (26)
eine Gummifolie ist.
9. Arbeitstisch nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Deckschicht (26)
aus Wachs besteht.
10. Arbeitstisch nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Deckschicht (26)
eine direkt aufgetragene Klebstoffschicht ist.
11. Arbeitstisch nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Deckschicht (26)
aus einer beidseitig mit Haftkleber beschichteten Folie
besteht.
12. Arbeitstisch nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht
(12) und die Unterschicht (14) durch eine Verbindungs
schicht (24) in der Form einer doppelseitigen Klebefolie,
insbesondere mit Textileinlage verbunden sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853519616 DE3519616C1 (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | Work table for cutting planar material by means of a fluid jet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19853519616 DE3519616C1 (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | Work table for cutting planar material by means of a fluid jet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3519616C1 true DE3519616C1 (en) | 1987-01-02 |
Family
ID=6272151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853519616 Expired DE3519616C1 (en) | 1985-05-31 | 1985-05-31 | Work table for cutting planar material by means of a fluid jet |
Country Status (1)
Country | Link |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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