DE4127177A1 - Maschine zum schneiden von insbesondere plattenfoermigem schneidgut - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut bei der mittels eines Wasserstrahls oder Laserstrahls mit hoher Energie geschnitten wird, der aus einem Schneidkopf austritt, der in einer Ebene parallel zum Schneidgut in einem XY-Raster beweglich ist. Bei bekannten Maschinen dieser Art, bei denen zum Beispiel ein aus einer Schneiddüse austretender Höchstdruckwasserstrahl als Schneidstrahl verwendet wird, besteht ein Problem darin, daß dieser Schneidstrahl auch nach dem Durchtritt durch das Schneidgut noch eine relativ hohe kinetische Energie aufweist, die durch ein geeignetes Auffangmittel absorbiert werden muß. Als Auffangmittel werden beispielsweise Stahlkugeln, Stahlspitzen oder dergleichen verwendet, die in einem Wasserbett gelagert sein können. Durch den Schneidstrahl, der mit hoher kinetischer Energie aus dem Schneidgut austritt, wird dieses Auffangmittel abgenutzt, so daß von Zeit zu Zeit ein Auswechseln des Auffangmittels notwendig ist. In der Regel dient darüberhinaus das Auffangmittel auch zur Lagerung des Schneidguts oder es ist eine zusätzliche Lagereinrichtung vorhanden, auf der das Schneidgut aufliegt.

In letzterem Fall unterliegt aber die Lagerung durch den auftreffenden Schneidstrahl ebenfalls der Abnutzung. Schon vergleichsweise geringfügiger Materialverschleiß der Lagerung für das plattenförmige Schneidgut bzw. des Auffangmittels, wenn das Schneidgut direkt auf diesem aufliegt, führen dazu, daß das Schneidgut sich verlagert, da keine völlig ebene Auflagefläche mehr für das Schneidgut gegeben ist. Diese Verlagerungen des Schneidguts führen wiederum dazu, daß der Schnitt des von oben her in das Schneidgut eindringenden Schneidstrahls nicht mehr völlig senkrecht und somit unsauber erfolgt. Bei diesen bekannten Maschinen trifft ja der Schneidstrahl vertikal auf das Schneidgut auf und der Schneidkopf wird bei der Schneidbewegung in einer horizontalen Ebene in einem XY-Raster geführt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Maschine zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der Verlagerungen des Schneidguts durch Abnutzung der Lagerung bzw. des Auffangmittels durch die Energie des Schneidstrahls vermieden werden und ein sauberer Schnitt gewährleistet ist.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Maschine zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut der vorgenannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Erfindungsgemäß ist das Schneidgut vertikal angeordnet, so daß keine flächige Auflage für das Schneidgut erforderlich ist. Der Schneidstrahl verläuft horizontal und tritt nach dem Durchtritt durch das Schneidgut in einen gehäuseartigen Auffangkorb ein, der das Auffangmittel enthält, das die kinetische Restenergie des Schneidstrahls absorbiert. Da das Auffangmittel nicht gleichzeitig der Lagerung des Schneidguts dient, kann beispielsweise Stahlschrott oder dergleichen als Auffangmittel verwendet werden. Der Schneidkopf ist erfindungsgemäß in einer vertikalen Ebene in einem XY-Raster beweglich, wobei entsprechende horizontale Führungseinrichtungen für die Horizontalbewegung des Schneidkopfs vorgesehen sind und vertikale Führungssäulen auf denen wiederum diese horizontalen Führungseinrichtungen mit dem Schneidkopf vertikal beweglich sind. Für das plattenförmige Schneidgut ist eine Halterung vorgesehen, mittels derer das Schneidgut vorzugsweise im oberen Bereich quasi aufgehängt ist, wobei aber im Bereich der unteren Stirnseite des plattenförmigen Schneidguts vorzugsweise eine Führungseinrichtung, zum Beispiel eine Art Schiene, für das Schneidgut vorhanden ist, so daß das Schneidgut zum einen in vertikaler Lage verschoben und der Schneidmaschine zugeführt und nach Beendigung des Schneidvorgangs ebenfalls in vertikaler Lage entlang einer Führungsbahn aus dem Schneidbereich der Maschine heraus zur weiteren Verarbeitung transportiert werden kann.

Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, die sich als besonders vorteilhaft erwiesen haben. Die obigen Ausführungen zu den erfindungsgemäßen Vorteilen bzw. den Nachteilen der bekannten Schneidmaschinen gelten für das Schneiden mit Laserstrahl in analoger Weise wie für das Schneiden mit einem Höchstdruckwasserstrahl.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematisch vereinfachte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schneidmaschine,

Fig. 2 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Schneidmaschine mit einer etwas anderen Aufhängevorrichtung für das Schneidgut in Richtung der Pfeile II-II von Fig. 1 gesehen.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Maschine 10 zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut 21 verwendet einen Höchstdruckwasserstrahl 20, der aus einer Schneiddüse 19 des Schneidkopfs 16 (siehe Fig. 2) unter sehr hohem Druck austritt. Die Schneidtechnik mittels eines sehr feinen Höchstdruckwasserstrahls ist an sich bekannt, es sind daher in der Zeichnung nur die wichtigsten Elemente der Schneidvorrichtung wiedergegeben. Das Wasser gelangt über die Zufuhrleitung 18 zum Schneidkopf, der ein Pumpensystem enthält, das den Wasserstrahl 20 unter sehr hohem Druck aus der Schneiddüse 19 austreten läßt. Der Abstand des Schneidguts 21 von der Schneiddüse 19 ist sehr gering. Der austretende Wasserstrahl durchbohrt zu Beginn des Schneidvorgangs zunächst das plattenförmige Schneidgut und dann bewegt sich der Schneidkopf 16 in der Regel CNC-gesteuert entlang einer horizontalen Führungsbahn 15. Diese Führungsbahn 15 ist wiederum auf zwei vertikalen Führungssäulen 12, 13 vertikal nach unten und oben beweglich geführt, so daß der Schneidkopf in einem XY-Raster horizontal bzw. vertikal jeden Punkt innerhalb des durch die Führungseinrichtungen 12, 13, 15 gebildeten Rechtecks anfahren kann. Die beiden Führungssäulen 12, 13 sind durch einen oberen Querträger 14 miteinander verbunden. Durch die Bewegungen des Schneidkopfs 16 in X- bzw. Y-Richtung wird aus dem plattenförmigen Schneidgut 21 ein Ausschnitt 22 herausgeschnitten (siehe Fig. 1).

In einigem Abstand hinter dem Schneidgut 21 ist ein Auffanggehäuse 27 angeordnet, das ein Auffangmittel 28, zum Beispiel Stahlkugeln, Stahlschrott oder dergleichen enthält, das geeignet ist, die kinetische Energie des Wasserstrahls 20 nach Durchtritt durch das Schneidgut 21 zu absorbieren. Die gesamte Schneidvorrichtung ist außerdem von einer Gitterschutzabdeckung 30 aus Sicherheitsgründen umgeben und oberhalb des Schneidkopfs ist eine Schutzabdeckung 29 angebracht, damit eventuell herabfallende Teile des ausgeschnittenen Schneidguts den Schneidkopf nicht beschädigen können.

Das Auffangmittel 28 kann gemäß einer Variante der Erfindung auch aus Kugeln, Spänen etc. eines ferromagnetischen Stoffes bestehen, wobei im Auffanggehäuse ein magnetisches Feld erzeugt wird, daß das Auffangmittel entgegen der Schwerkraft nach oben zieht. Wird nun durch Absorption der kinetischen Restenergie des Wasserstrahls Auffangmittel dort wo dieser auftrifft verbraucht, wird die entstehende Lücke im Auffangmittel sofort dadurch wieder geschlossen, daß aufgrund der Anziehungskraft des Magnetfeldes weiteres Auffangmittel von unten her nachrutscht. Größere Krater können folglich in der Schüttung des Auffangmittels gar nicht erst entstehen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun vorgesehen, die Schneidmaschine 10 mit einer Halterung auszurüsten, die das Schneidgut 21 während des Schneidvorgangs in einer vertikalen Position festhält. Diese Halterung kann gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eine über der Schneidmaschine angeordnete Laufkatze 25 sein, die entlang einer Bahn in Querrichtung und in Längsrichtung verfahren kann und an der das Schneidgut 21 über Rollen und Seile mittels einer Haltevorrichtung 23, zum Beispiel einer Klemmvorrichtung, aufgehängt ist, wobei das Schneidgut gleichzeitig auf dem Unterbau 11 der Schneidmaschine in einer Führungseinrichtung 11a, 11b an der unteren Stirnseite eingefaßt ist. Es ist von Vorteil, wenn das Schneidgut 21 so befestigt wird, daß es von der Halterung an der Unterseite mehr seitlich erfaßt wird und insbesondere bei schwerem Schneidgut dieses nicht mit seinem vollem Gewicht auf dem Unterbau 11 lastet. Eine solche hängende Anordnung des plattenförmigen Schneidguts 21 ist mittels der Haltevorrichtung 23 möglich. Auf diese Weise werden Spannungen im plattenförmigen Schneidgut vermieden, die bei sprödem Material, wie beispielsweise Marmor, Granit, Glas oder dergleichen zu Brüchen führen können.

Nach Abschluß des Schneidvorgangs kann das plattenförmige Schneidgut 21 mittels der Laufkatze 25 zunächst in Längsrichtung aus der Gitterschutzabdeckung 30 heraus und dann weiter transportiert werden. Eine alternative Halterung für das Schneidgut zeigt die Darstellung gemäß Fig. 2 im rechten Teil. Wiederum ist das plattenförmige Schneidgut 21 so aufgehängt, daß es allenfalls mit einem Teil seines Gewichts auf der Führungseinrichtung 11a, 11b des Unterbaus 11 aufliegt. Bei dieser Variante wird dies mit Hilfe von Saugnäpfen 24 bewerkstelligt, die seitlich an dem plattenförmigen Schneidgut 21 etwa im oberen Drittel angebracht werden und die wiederum mit Ketten, Seilen oder dergleichen an einer in Längsrichtung und gegebenenfalls auch in Querrichtung beweglichen Laufkatze oder dergleichen aufgehängt ist. Derartige Saugnäpfe eignen sich erfahrungsgemäß gut für leicht zerbrechliches plattenförmiges Schneidgut und können hohe Kräfte aufnehmen.

Claims (7)

1. Maschine zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut, bei der mittels eines Wasserstrahls oder eines Laserstrahls mit hoher Energie geschnitten wird, der aus einem Schneidkopf austritt, der in einer Ebene parallel zum Schneidgut in zwei zueinander senkrechten Richtungen (XY-Raster) beweglich ist, wobei eine Auffangvorrichtung für den Schneidstrahl vorgesehen ist, die dessen kinetische Energie nach dem Durchtritt durch das Schneidgut absorbiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidgut (21) beim Schneidvorgang vertikal angeordnet ist und der Schneidstrahl (20) horizontal verläuft und daß das Auffangmittel (28) sich in einem Auffanggehäuse (27) hinter dem Schneidgut befindet.

2. Maschine zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidgut in vertikaler Lage mittels einer Halterung (23, 24) aufgehängt ist.

3. Maschine zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (16) entlang einer horizontalen Führungsbahn (15) beweglich ist, die wiederum an ihren Enden Führungselemente aufweist, die auf zwei vertikalen Führungssäulen (12, 13) lotrecht beweglich geführt sind.

4. Maschine zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der unteren Stirnseite eine Führungseinrichtung (11a, 11b) für das plattenförmige Schneidgut (21) vorgesehen ist, durch die eine Führung bei Transport des Schneidguts in Plattenlängsrichtung gegeben ist.

5. Maschine zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Transporteinrichtung (25) oberhalb des Schneidguts vorgesehen ist, an der das Schneidgut (21) aufhängbar ist und mittels derer das Schneidgut in Plattenlängsrichtung und quer zur Plattenlängsrichtung transportierbar ist.

6. Maschine zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidgut an einer Klemmvorrichtung (23) oder mit Hilfe von Saugnäpfen (24) aufgehängt ist.

7. Maschine zum Schneiden von insbesondere plattenförmigem Schneidgut nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Auffangmittel (28) eine Schüttung aus einem ferromagnetischen Stoff dient, der mittels eines magnetischen Feldes im Auffanggehäuse (27) in eine Richtung, vorzugsweise nach oben hin, gezogen wird.