DE3626426A1 - Verbesserte schneidvorrichtung fuer pappe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für und ein Verfahren zum Schneiden von Pappe und dergleichen. Der Ausdruck "Pappe" umfaßt hier nicht nur Papier und Karton, sondern auch Wellpappe, Karton oder Pappe von einer Dicke, wie sie für Kartons verwendet wird, Faser­ stoff, Gummi, Kunststoffmaterial und natürliches Faser­ gewebe. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren, die die Verwendung einer auf ein Schneid­ messer einwirkenden Ultraschall-Vibrationseinrichtung beinhalten.

Es ist bekannt, Pappe zur Herstellung relativ komplizier­ ter Muster für z. B. Kartonrohlinge und Schnittmuster­ stücke für Kleidung zuzuschneiden. Wo derartige Muster in großer Zahl wiederholt zuzuschneiden sind, wird die Schneid­ vorrichtung üblicherweise auf einem 3-Achsen-Plotter, wie er bezeichnet wird, rechnergesteuert. Wenn solche Pappe dünn ist, z. B. 0,2-1 mm, arbeitet die Vorrichtung ausge­ zeichnet. Für Pappe größerer Dicke hingegen kann die Vor­ richtung nicht verwendet werden, und anstelle eines Schneid­ messers wird ein Laserstrahl verwendet. Lasers sind teuer in der Anschaffung und im Betrieb, und dementsprechend besteht ein Ziel dieser Erfindung in der Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens, die es ermöglichen, Pappe und dergleichen größerer Dicke mit vergleichsweise einfachen Mitteln, z. B. einem Schneidmesser, zu schneiden.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Schneiden von Pappe oder dergleichen zu einem vorbestimmten Muster geschaffen, mit einer Schneid­ klinge, einer auf die Klinge einwirkenden Ultraschall- Vibrationseinrichtung, einer Einrichtung zum Bewegen der Klinge in Richtung auf die und weg von der zu schneidenden Pappe, einer Einrichtung, mittels der die Klinge und die Pappe relativ zueinander bewegt werden können, und einer Einrichtung zum Steuern der Bewegung nach einem vorbestimm­ ten Programm.

Vorzugsweise bleibt die Pappe unbeweglich in Position, und die Schneidklinge wird über deren Oberfläche bewegt.

Die Schneidklinge kann mittels eines bekannten 3-Achsen- Plotters, der Bewegungsbefehle von einer Speicherprozessor­ einrichtung empfängt, bewegt werden.

Die Speicherprozessoreinrichtung kann entweder numerisch oder rechnergesteuert sein.

Die auf die Klinge einwirkende Ultraschall-Vibrations­ einrichtung vibriert vorteilhafterweise mit einer Fre­ quenz im Bereich von 100 kHz.

Gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zum Schneiden von Pappe oder dergleichen mit dem Verfahrensschritt des Ultraschall-Vibrierens einer Schneid­ klinge, vorzugsweise mit einer Frequenz im Bereich von 100 kHz, bereitgestellt.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher be­ schrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines die Erfindung verkörpern­ den Schneidkopfes,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Schneidkopfes nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht des Schneidkopfes,

Fig. 4 eine Draufsicht eines 3-Achsen-Plotters mit einer Schneidvorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3, und

Fig. 5 eine Seitenansicht des Plotters nach Fig. 4.

Wie insbesondere in den Fig. 4 und 5 gezeigt, ist ein Schneidkopf 2 an Schienen 4 entlang in Richtung einer Y-Achse bewegbar. Die Schienen 4 selbst sind als ein Paar in einer orthogonalen Richtung, einer X-Achse, entlang an Schienen 6 bewegbar. Die Bewegungen des Schneidkopfes 2 werden in Übereinstimmung mit Daten, die von einem Host­ rechner, einer Programmierungshilfe oder von einer im Plotter enthaltenen Programm-Antriebseinrichtung abgegeben werden, gesteuert.

Der Schneidkopf 2 kann ein Schneidmesser oder ein Faltrad antreiben und schneidet eine auf den Plotter gelegte Materialplatte zu jedem gewünschten vorbestimmten Muster zu, indem er verschiedene Bewegungen entlang der X-Achse und der Y-Achse durchführt.

Der Schneidkopf umfaßt eine Messerklinge 8, die entweder als eine einzelne oder als eine Mehrfachschneide ausgebildet sein kann. Die Messerklinge 8 wird mittels eines elek­ trisch angetriebenen Ultraschallvibrators 10 in Ultra­ schallschwingungen mit einer Frequenz im Bereich von 100 kHz versetzt. Der Vibrator 10 ist an einer Platte 12 angebracht, die, gesteuert durch einen Schrittmotor 14, um einen Punkt 16 schwenkbar ist. Die Platte 12 und damit das Schneidmesser 8 können mittels einer durch einen Pneumatik­ zylinder 20 gesteuerten Schwenkanordnung 18 angehoben oder abgesenkt werden. Dies ermöglicht eine Veränderung der Schneidtiefe und/oder der Höheneinstellung des Schnei­ messers. Die Schwenkanordnung 18 verschwenkt um einen Punkt 22 auf einem in Richtung der Y-Achse entlang an den Schienen 4 verfahrbaren Schlitten 24.

Das zu schneidende Material 26, welches Wellpappe mit einer Dicke im Bereich von 10 mm sein kann, wird auf das Bett des Plotters oberhalb eines geeigneter Puffermaterials, wie zum Beispiel geschäumten Polyäthylens 28, aufgelegt.

Die die Erfindung verkörpernde Vorrichtung kann zum Schnei­ den von Pappe, Karton und dergleichen, z. B. Wellpappe, mit erheblich größerer Dicke, z. B. bis zu 10 mm, unter Verwen­ dung einer herkömmlichen Schneidausrüstung mit einem zu­ sätzlichen Ultraschall-Vibrator eingesetzt werden. Da das Ultraschall-Schneidmesser geringeren Widerstand auf dem im Zustand des Schneidens befindlichen Material aufweist, ist ein geringerer Druck erforderlich, um das Material auf dem Bett des Plotters niederzuhalten.

Der Pneumatikzylinder 20 kann durch eine Solenoid-Betäti­ gungseinrichtung mit manueller Einstellung der Höhe der Schneidvorrichtung und Schneidtiefe ersetzt werden. Ein auf den Schrittmotor 14 einwirkendes Rückkopplungssystem kann eingegliedert sein, um sicherzustellen, daß die ge­ wünschte genaue Position des Schneidmessers erreicht worden ist. Der Schrittmotor kann durch einen Gleichstrom-Stell­ motor mit oder ohne Regelung ersetzt werden. Die Schneid­ klinge ist nach unten weisend dargestellt, kann aber auch unter jedem Winkel einschließlich einer nach oben weisen­ den Stellung arbeiten. Falls gewünscht, kann die Schneid­ vorrichtung stationär gehalten werden, während das zu schneidende Material in einer vorbestimmten Weise bewegt wird.

Die erfindungsgemäße Schneidvorrichtung kann in ein Cad- Cam-System (rechnerunterstützte Konstruktion-rechnerunter­ stützte Bearbeitung) eingegliedert sein. Die für die Frequenz der Vibration des Ultraschall-Vibrators 10 ange­ gebene Zahl von 100 kHz kann selbstverständlich zur An­ passung an unterschiedliche zu schneidende Materialen, unterschiedliche Dickenabmessungen der Materialien oder unterschiedliche Schnittgeschwindigkeiten geändert werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Schneiden von Pappe oder dergleichen zu einer vorbestimmten Form mit einer Schneidklinge (8), einer Einrichtung (18, 20) zum Bewegen der Klinge (8) in Richtung auf die und weg von der zu schneidenen Pappe, und einer Einrichtung (4, 6), mittels der die Klinge (8) und die Pappe relativ zueinander bewegt werden können, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ richtung eine Einrichtung zum Steuern der Bewegung nach einem vorbestimmten Programm umfaßt, und daß eine Ultra­ schall-Vibrationseinrichtung (10) zum Einwirken auf die Klinge (8) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pappe unbeweglich in Position verbleibt, und die Schneidklinge (8) über deren Oberfläche mittels eines 3-Achsen-Plotters, der Bewegungsbefehle von einer Speicherprozessoreinrichtung empfängt, bewegt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die auf die Klinge (8) ein­ wirkende Ultraschall-Vibrationseinrichtung (10) mit einer Frequenz im Bereich von 100 kHz vibriert.

4. Verfahren zum Schneiden von Pappe oder dergleichen, gekennzeichnet durch den Schritt des Ultra­ schall-Vibrierens einer Schneidklinge (8).

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Klinge (8) in Schwingungen mit einer Frequenz im Bereich von 100 kHz versetzt wird.