DE69915065T2

DE69915065T2 - Reissnadel

Info

Publication number: DE69915065T2
Application number: DE69915065T
Authority: DE
Inventors: Gyo Toshima-ku SHIMOTOYODOME
Original assignee: THK Co Ltd; Beldex Corp
Current assignee: THK INTECHS CO., LTD., NERIMA, TOKYO, JP; THK Co Ltd
Priority date: 1999-01-11
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2004-12-23
Anticipated expiration: 2019-12-29
Also published as: EP1090725B1; US6442852B1; EP1090725A4; WO2000041862A1; KR20010041794A; JP3638808B2; JP2000203858A; EP1090725A1; TW555634B; KR100373691B1; DE69915065D1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Anreißvorrichtung zur Bildung einer Anreißlinie auf einer Oberfläche eines Werkstücks eines brüchigen Materials sowie Glasplatten, Keramik oder dergleichen.
Stand der Technik
Im Allgemeinen wird, um ein plattenartiges Werkstück aus brüchigem Material zu brechen, vorher eine Anreißlinie auf einer Oberfläche des Werkstücks gebildet, so dass das Werkstück entlang dieser Anreißlinie gebrochen werden kann. Eine herkömmliche Anreißvorrichtung ist beispielsweise in der nicht geprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung (Kokai) Nr. H01-110234 offenbart. Diese herkömmliche Anreißvorrichtung beinhaltet einen scheibenartigen Schneider, der an seiner Umfangskante geschärft ist, einen Halter zum rotierbaren Lagern des Schneiders und einen Druck-/Bewegungsmechanismus zum Pressen des Schneiders gegen eine Oberfläche oder eine Glasplatte durch den Halter und die Bewegung des Schneiders entlang der Oberfläche der Glasplatte.
In dieser Vorrichtung mit der oben genannten Konstruktion wird eine Anreißlinie durch die Bewegung des Schneiders gebildet, wobei der Schneider gegen die Glasplatte gepresst wird. Die herkömmliche Vorrichtung weist jedoch folgende Probleme auf. Trotz der Tatsche, dass, falls die Presskraft des Schneiders gegen die Glasplatte erhöht wird, eine tiefe Anreißlinie gebildet wird und die Glasplatte leicht gebrochen werden kann, tritt ein horizontaler Sprung, der sich links und rechts von der Anreißlinie erstreckt, auf, was zu einer Bildung von Splittern, Abschälungen und dergleichen nahe bei der Anreißlinie führt. Im Gegensatz dazu, falls die Presskraft des Schneiders gegen die Glasplatte vermindert wird, tritt kein horizontaler Sprung auf, aber ein vertikaler Sprung wird in der Tiefe vermindert, was dazu führt, dass ein erwünschter Bruch der Glasplatte nicht erhalten wird.
In Anbetracht des obigen ist in der japanischen, nicht geprüften Veröffentlichung (Kokai) Nr. H09-25134, eine Anreißvorrichtung offenbart, in welcher eine Anreißlinie auf einer Oberfläche eines Werkstücks aus brüchigem Material durch Anwendung einer Vibration an diesem gebildet wird. In dieser Anreißvorrichtung ist eine äußere Trommel eines Luftzylinders an einem Lagerteil befestigt und eine innere Trommel eines Luftzylinders mit einem Ende eines Piezo-Aktuators verbunden. Das andere Ende des Piezo-Aktuators ist mit einem Schneiderrückhalteteil verbunden. Der Schneiderrückhalteteil ist gleitbar durch einen Gleitmechanismus mit dem Lagerteil verbunden. Das Schneiderückhalteteil wird nach oben und unten entsprechend der Expansion und Kontraktion des Piezo-Aktuators bewegt und eine Anreißlinie wird auf einem Werkstück durch Vibration gebildet, die durch die Auf- und Abwärtsbewegung des Schneiderückhalteteils erzeugt wird.
In dieser herkömmlichen Anreißvorrichtung wird ein Moment erzeugt, da die Seitenfläche der äußeren Trommel des Luftzylinders an dem Lagerteil befestigt ist. Dies macht es erforderlich, einen Gleitmechanismus anzuwenden, um die Vibration stabil auf das Werkstück zu übertragen.
Beispiele eines in solch einer oben beschriebenen Anreißvorrichtung verwendbaren Faltmechanismus beinhalten eine Gleitlagerung, eine Walzenlagerung und dergleichen. Im Allgemeinen wird eine Walzenlagerung in Anbetracht des Reibungskoeffizienten etc. verwendet. Die Walzenlagerung ist zum Lagern einer Gleitbewegung durch Erzeugen eines Walzenkörpers sowie eine Kugel oder eine Walze, um während der Zufuhr eines Gleitmittels zu dem Walzenkörper zu rotieren. Da die Vibration der Anreißvorrichtung reziprok in einem Abstand von wenigen Mikrons einige 100.000 mal in einer Minute bewegt, tritt Ölmangel auf. Als Konsequenz tritt ein Phänomen, das als Abblättern bezeichnet wird, auf Grund der Reibung zwischen dem Walzenkörper und dem Gleiter auf. Dies verkürzt das Wartungsintervall des Gleiters in der Anreißvorrichtung inklusive des Gleitmechanismus. Daher kann das Erfordernis für ein längeres Wartungsintervall der Anreißvorrichtung nicht erfüllt werden.
Eine weitere Anreißvorrichtung in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in JP H0 8020000A beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Um die obigen Probleme zu lösen, wird gemäß einer ersten Ausführungsform vorgesehen, die einen Körper; einen Halter; ein Vibrationsbetätigungsmittel, das zwischen dem Körper und dem Halter gehalten ist und Vibrationen in davon gegenüberliegenden Richtungen erzeugt; ein Lagerelement, das durch ein Endteil des Halters gehalten wird und zur Übertragung der Vibrationen, die dem Halter von dem Vibrationsbetätigungsmittel gegeben wurden, auf ein Werkstück dienen; und ein Halteelement zum beweglichen Halten des Halters auf dem Körper zur Bewegung in den Vibrationsrichtungen, wobei das Halteelement ein Federelement beinhaltet, das zwischen dem Vibrationsbetätigungsmittel und dem Widerlagerelement angeordnet ist und nur in den Vibrationsrichtungen federnd deformierbar ausgebildet ist, vorgesehen.
Durch die obige Ausgestaltung ist es nicht notwendig, einen Gleitmechanismus, der ein langes Walzenlager oder dergleichen zwischen dem Körper und dem Halter umfasst, vorzusehen, da der Halter durch die Federelemente gehalten wird. Dies verlängert das Wartungsintervall der Vorrichtung. Darüber hinaus können die lateralen Schwingungen des Widerlagerelements sogar dann minimiert werden, falls der Halter seitlich geschwungen werden sollte, da die Federelemente zwischen dem Vibrationsbetätigungsmittel und dem Widerlager angeordnet sind. Daher kann ein stabiler Anreißbetrieb erreicht werden.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Anreißvorrichtung vorgesehen, die weitere Merkmale zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung aufweist, in welchen Federelemente des Halteelements den Halter gegen das Betätigungsmittel federn, wodurch eine Vorspannung auf das Vibrationsbetätigungsmittel ausgeübt wird. Da die Federmittel die Vorspannung an das Vibrationsbetätigungsmittel anlegen, kann das Widerlagerelement entsprechend der Vibration des Vibrationsbetätigungsmittels und ohne durch die Reaktion von dem Werkstück beeinträchtigt zu werden, vibriert werden. Daher kann eine erwünschte Anreißwirkung erreicht werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Anreißvorrichtung mit weiteren Merkmalen zusätzlich zu den Merkmalen des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung vorgesehen, in welchen der Körper an einem Widerlagerteil vorgesehen ist, wo der Körper an dem Vibrationsbetätigungsmittel mit Vorspannungseinstellmitteln zum Einstellen der Vorspannung, die an dem Vibrationsbetätigungsmittel angelegt wird, gelagert ist. Dadurch kann eine gewünschte Anreißwirkung für ein bestimmtes Werkstück erreicht werden.
Gemäß einer vierten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist eine Anreißvorrichtung mit weiteren Merkmalen zusätzlich zu den Merkmalen des dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung vorgesehen, in welcher Vorspannungseinstellmittel eine Einstellschraube beinhalten, die durch ein Gewinde mit dem Körper verbunden ist, wobei die an dem Vibrationsbetätigungsmittel angelegte Vorspannung durch das Einstellen der Einschraubhöhe der Einstellungsschraube eingestellt wird. Dadurch kann eine Vorspannungseinstellung leicht durch die Einstellungsschraube erreicht werden.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Anreißvorrichtung mit weiteren Merkmalen zusätzlich zu den Merkmalen des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung vorgesehen, in welchem jedes der Federelemente des Halteelements eine Blattfeder beinhaltet. Dadurch kann die Rotation des Halters verhindert werden.
Gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anreißvorrichtung mit weiteren Merkmalen zusätzlich zu den Merkmalen der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, in welcher die Blattfeder zwischen deren gegenüberliegenden Enden jeweils an einem Mittelteil des Körpers und an dem Halter befestigt ist. Dadurch kann der Halter stabil gelagert werden.
Gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung ist eine Anreißvorrichtung mit weiteren Merkmalen zusätzlich zu den Merkmalen der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, in welcher ein Biegungsteil zwischen der Mitte und jeder der gegenüberliegenden Enden der Blattfeder, dort wo die Blattfeder jeweils an der Körper an dem Körper und dem Halter befestigt ist, eingeformt ist. Dadurch kann der Halter gelagert werden und sich geschmeidig in den Vibrationsrichtungen bewegen.
Gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anreißvorrichtung mit weiteren Merkmalen zusätzlich zu den Merkmalen der ersten bis siebten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, in welcher das Federelement eine Kugel aus federndem Material beinhaltet, wobei die Kugel eingeklemmt durch ein Paar sphärischer Aufnahmesitze gehalten wird, die an dem Körper und dem Halter angeordnet sind. Dadurch kann das Auftreten einer Resonanz verhindert werden. Daher kann ein stabiler Anreißbetrieb erreicht werden.
Gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anreißvorrichtung mit weiteren Merkmalen zusätzlich zu den Merkmalen der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, in welcher die Anreißvorrichtung weiterhin ein Gleitstützteil aufweist, wobei das Gleitstützteil in entgegenstehender Beziehung zu dem Halteelement in der Vibrationsrichtung liegt und von dem Vibrationsbetätigungsmittel aus gesehen auf der gegenüberliegenden Seite des Widerlagerelements angeordnet ist. Dadurch kann der Halter in einer stabileren Art und Weise gelagert werden.
Gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Anreißvorrichtung mit weiteren Merkmalen zusätzlich zu den Merkmalen der neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, in welcher das Gleitstützteil ein Gleitloch aufweist, das in den Halter eingeformt ist, und eine Achse hat, die sich entlang der Vibrationsrichtungen erstreckt und einen Vorsprung aufweist, der auf dem Körper in solch einer Weise geformt ist, dass er in den Vibrationsrichtungen hervorsteht und in das Gleitloch passt. Dadurch kann das Gleitlagerteil im Aufbau vereinfacht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Frontansicht der Anreißvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht davon;
3 ist eine Aufsicht davon;
4 ist eine vertikale Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinie IV-IV aus 2 der obigen Anreißvorrichtung;
5 ist eine Querschnittsansicht gemäß Schnittlinie V-V aus 1 der oben beschriebenen Anreißvorrichtung;
6 ist eine perspektivische Ansicht, die eine obere Klammer zum Lagern einer dämpfenden Blattfeder zeigt;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine untere Klammer zum Lagern einer dämpfenden Blattfeder zeigt.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben.
Wie in 1 bis 3 gezeigt, umfasst eine Anreißvorrichtung eine bewegliche Basis 1 (Lagertisch, nur in 2 gezeigt), einen Bewegungsmechanismus 2 (nur in 2 gezeigt) zur Bewegung der beweglichen Basis 1 in horizontaler Richtung, einen Gleitmechanismus 4, der mit der beweglichen Basis 1 durch eine Basisplatte 3 verbunden ist, einen Körper 10, der beweglich in dem Gleitmechanismus 4 zur Bewegung in einer vertikalen Richtung gelagert ist, einen Halter 20, der durch den Körper 10 so gelagert ist, dass der Halter 20 leicht in einer vertikalen Richtung gleiten kann, einen Schneider 30 (Kopf, Widerlagerelement), der an einem unteren Ende de Halters angeordnet ist und zwei Piezo-Betätigungsmittel 40 (Vibrationsbetätigungsmittel) zum Anlegen einer vertikalen Vibration an den Halter 20.
Der Bewegungsmechanismus 2 bewegt die bewegliche Basis 1 horizontal nach links und rechts in 1 und orthogonal zu der Papieroberfläche in 2.
Der Gleitmechanismus 4 beinhaltet eine Führung 5, die an der Basisplatte 3 befestigt ist und einen Gleiter 6, der gleitend durch die Führung 5 gelagert ist, um in vertikaler Richtung zu gleiten. Der Gleiter 6 ist in seiner untersten Position durch einen Stopper (nicht gezeigt), der auf der Führung 5 angeordnet ist, begrenzt.
Der Körper 10 ist durch den Gleiter 6 durch vier Blattfedern 7 (vibrationsdämpfende Elemente mit Federung) gelagert. Dies wird nun im größeren Detail beschrieben.
Klammern 8, 9 sind jeweils an den dem oberen und unteren Endteil des Gleiters 6 befestigt. Die obere Klammer 8, wie in 6 gezeigt, beinhaltet, ein plattenartiges Befestigungsteil 8a, das an dem Gleiter befestigt ist, ein U-förmiges Federbefestigungsteil 8b, das an der linken und rechten Seite des Befestigungsteils 8a angeordnet ist und sich nach vorne erstreckt. Wie in 2 am besten gezeigt, erstrecken sich die gegenüberliegenden Enden der Blattfeder 7 nach hinten und vorne und sind an den oberen Flächen der Vorder- und Rückseiten des Federbefestigungsteils 8b befestigt.
Die untere Klammer 9 beinhaltet ebenso ein Befestigungsteil 9a und ein Paar linker und rechter Federbefestigungsteile 9b (siehe 7). Die gegenüberliegenden Enden der Blattfeder 7 erstrecken sich nach hinten und vorne und sind an den oberen Flächen der vorderen und hinteren Enden der Federbefestigungsteile 9b befestigt (siehe 2).
Auf der anderen Seite zeigt der Körper 10 eine vertikal längliche boxartige Konfiguration. Der Körper 10 wird gebildet durch Federbefestigungsteile 11, die von einer linken und rechten Oberflächenseite eines oberen Endes davon hervorstehen. Das eine Paar oberer Blattfedern 7 ist in der Mitte an den oberen Flächen der Federbefestigungsteile 11 jeweils davon befestigt.
Sich links und rechts erstreckende verlängerte Teile 12 sind an einem unteren Endteil des Körpers 10 befestigt. Die Federbefestigungsteile 13 sind in ihrer hervorstehenden Art auf ihren Oberflächen der Mitten der verlängerten Teile 12 jeweils nach hinten und nach vorne angeordnet. Jede untere Blattfeder 7 ist an der Mitte mit jedem Federbefestigungsteil 12 befestigt.
Jede der vier Blattfedern 7 hat ein Krümmungsteil 7a zwischen der Befestigungsfläche in der Mitte und den Befestigungsflächen an den gegenüberliegenden Enden.
Ein vertikaler langer Aufnahmeraum 15 ist in dem Körper 10 definiert, so dass die vorderen und unteren Seiten des Körpers 10 offen sind. Der Körper 10 zeigt im Allgemeinen eine U-förmige Konfiguration im Querschnitt. Der Halter 20 wird in dem Aufnahmeraum 15 aufgenommen.
Der Halter 20 hat sich vertikal erstreckende, längliche, boxartige Konfiguration. Ein Aufnahmeraum 25 ist innerhalb des Halters 20 definiert, so dass eine Rückseite des Halters 20 offen ist. Der Halter 20 zeigt eine im Allgemeinen eine U-förmige Konfiguration im Querschnitt. Der Halter 20 ist koaxial mit dem Körper 10 angeordnet. Die zentrale Koachse des Körpers 10 und Halters 20 wird durch L in der Veranschaulichung gezeigt.
Wie am besten in 4 und 5 gezeigt, werden die Piezo-Betätigungsmittel 40 in dem Aufnahmeraum 25 des Halters 20 aufgenommen, so dass die Piezo-Betätigungsmittel 40 koaxial mit dem Körper 10 und dem Halter 20 angeordnet sind. Jedes Betätigungsmittel 40 ist länglich und zeigt eine quadratische Konfiguration im Schnitt. Die Betätigungsmittel 40 erzeugen Vibrationen in axialer Richtung. Die zwei Piezo-Betätigungsmittel 40 sind direkt miteinander verbunden. Eine untere Endfläche des unteren Piezo-Betätigungsmittels 40 liegt mit einer unteren Fläche 25a (Widerlagerteil) des Aufnahmeraums 25 des Halters an.
Ein Befestigungsloch 18 ist an der linken Seitenwand des Körpers 10 ausgebildet. Eine nicht gezeigte Düse ist mit dem Befestigungsloch 18 verbunden. Luft von der Düse tritt in den Aufnahmeraum 15 ein und strömt dann in den Aufnahmeraum 25. Die in den Aufnahmeraum 25 geströmte Luft wird zu dem Piezo-Betätigungsmitteln 40 geleitet, um diese zu kühlen. Der Körper 10 hat Löcher 19, die in den linken und rechten Wänden der Rückwand davon geformt sind, wohingegen der Halter 20 Löcher 29 aufweist, die in den linken und rechten Wänden und einer Vorderwand davon eingeformt sind. Diese Löcher dienen als Luftwege und Strömungsöffnungen.
Der Halter 20 wird auf dem Körper 10 durch einen Lagermechanismus gelagert, so dass sich der Halter 20 leicht in einer Richtung entlang der zentralen Achse L bewegen kann (Vibrationsrichtung). Der Lagermechanismus umfasst einen ersten Lagerteil 50 (Gleitlagerteil), der über den Piezo-Betätigungsmitteln 40 angeordnet ist und ein zweiter Lagerteil 60 ist unter den Piezo-Betätigungsmitteln 40 angeordnet.
Der erste Lagerteil 50, wie in 4 gezeigt, umfasst ein Gleitloch 51 (Gleitteil des Halters 20) mit einer kreisförmigen Konfiguration im Querschnitt, die ganz durch die obere Wand des Halters 20 geformt ist und ein Führungselement 52, das an der oberen Wand des Körpers 10 befestigt ist. Das Führungselement 52 beinhaltet ein Befestigungsteil 52a mit einer plattenartigen Konfiguration und ist an einer oberen Endfläche des Körpers 10 und einem zylindrischen Teil 52b (Führungsteil des Körpers 10, Vorsprung), die nach unten von dem Befestigungsteil 52a hervorsteht, befestigt. Der zylindrische Teil 52b erstreckt sich durch die obere Wand des Körpers 10 und ist in das Gleitloch 51 lediglich mit einem kleinen Spalt eingefügt. Dadurch wird das obere Endteil des Halters 20 gleitend durch den Körper 10 gelagert. Da das Gleitloch 51 und das das zylindrische Teil 52b des Gleitelements 52 koaxial zu dem Körper 10 angeordnet sind, stimmt die Gleitrichtung des Halters 20 mit der Vibrationsrichtung des Piezo-Betätigungsmittels 40 überein.
Ein Schraubenloch 52x ist in das Gleitelement 52 eingeformt. Eine Einstellschraube 55 (Vorspannungs-Einstellungsmittel) zum Ausüben einer Einstellungsfunktion wie nachfolgend beschrieben, ist gewindeartig verbunden mit dem Schraubenloch 52x. Ein unteres Endteil 55a (distales Endteil) der Einstellschraube 55 ist in Anlage mit einer oberen Endfläche des oberen Piezo-Betätigungsmittels 40 durch eine Aufnahmeplatte 56 und als Widerlagerteil des Körpers 10 angeordnet. Das untere Endteil 55a der Einstellschraube 55 ist in Form einer konvexen sphärischen Oberfläche und passend in Kontakt in einem Aufnahmesitz 56a, der aus einer konkaven sphärischen Oberfläche der Aufnahmeplatte 56 besteht.
Das untere Endteil 55a der Einstellschraube 55 ist gegenüberliegend zu der unteren Oberfläche 25a des Aufnahmeraums 25 des Halters 20 in vertikaler Richtung (Richtung entlang der Mittelachse L). Die Piezo-Betätigungsmittel 40 sind in solch einer Art und Weise angeordnet, um nebeneinander abwechselnd zwischen dem unteren Endteil 55a der unteren Oberfläche 25a zu liegen.
Die Einstellschraube 55 ist gewindeartig mit einer Schließnuss 57 zum Befestigen der Einstellschraube 55 befestigt.
Ein zweites Lagerteil 60, wie in 4 gezeigt, umfasst eine Blattfeder 61 als Federelement (Lagerelement) und eine sphärische Kugel 62, die aus federndem Material wie Gummi, Harz oder dergleichen hergestellt ist.
Die Blattfeder 61 ist an ihren gegenüberliegenden Enden an einer oberen Fläche des gestreckten Teils 12 des Körpers 10 und an ihrem Zentrum an einer unteren Endfläche des Federbefestigungsteils 21 durch eine Schraube 63 befestigt. Das Federbefestigungsteil 21 ist an dem Halter 20 geformt und konisch, so dass es in der Dicke in Richtung seiner Spitze zusammenläuft. Das Federbefestigungsteil 21 und das Zentrum der Blattfeder 61 sind auf der Mittelachse L des Körpers 10, des Halters 20 und der Piezo-Betätigungsmittel 40 angeordnet.
Die Blattfeder 61 hat ein Krümmungsteil 61a zwischen dem Zentrumsbefestigungsbereich und den gegenüberliegenden End-Befestigungsbereichen.
Die Kugel 62 ist zwischen einem Kopfteil (Kugelanlageteil des Halters 20) und der Schraube 63 und der Aufnahmeplatte 64 (Kugelanlageteil des Körpers 10) angeordnet. Die Aufnahmeplatte 64 ist fest verbrückt zwischen den unteren Endflächen der linken und rechten verlängerten Teile 12 des Körpers 10. Das Kopfteil und die Aufnahmeplatte 64 sind jeweils mit Aufnahmesitzen 63a, 64a ausgebildet, die in der Form von konkaven sphärischen Oberflächen geformt sind. Die Kugel 62 ist zwischen die Aufnahmesitze 63a, 64a, eingepasst. Die Schraube 63, das Zentrum der Aufnahmeplatte 64 und die Kugel 62 sind auf der Mittelachse L des Piezo-Betätigungsmittels 40 etc. angeordnet.
Eine Befestigungsstruktur des Schneiders 30 wird nun beschrieben. Der Halter 20 ist gegabelt in ein Paar Vorsprungsteile 22. Das eine Paar Vorsprungsteile 22 erstreckt sich nach unten von dem Befestigungsteil 21. Die Blattfeder 61, die Kugel 62 und die Aufnahmeplatte 64 sind zwischen den Vorsprungsteilen 22 angeordnet.
Eine erste Befestigung 71 ist mit einem unteren Endteil (distales Endteil) des Vorsprungsteils 22 des Halters 20 verbunden. Eine zweite Befestigung 72 ist mit dem ersten Befestigungsteil 71 verbunden, so dass der Verbindungswinkel eingestellt werden kann. Eine untere Oberfläche der zweiten Befestigung 72 ist mit einem Aufnahmeloch 72a ausgebildet. Der Schneider 30 ist in diesem Aufnahmeloch 72a aufgenommen und abnehmbar daran durch eine Schraube 73 befestigt.
Der Schneider 30 ist auf der Mittelachse des Piezo-Betätigungsmittels 40 angeordnet. Ein unteres Ende (distales Ende) des Schneiders 30 hat eine konische Form und ist geschärft. Ein pyramidales Diamantkorn ist an dem unteren Ende des Schneiders 30 gesichert. Eine Spitze des Diamantkorns ist nach unten gerichtet, um eine Glasplatte 100 (Werkstück) zu kontaktieren, wie später beschrieben.
Eine Führungsplatte 35 ist an der Befestigung 72 befestigt. Die Führungsplatte 35 ist aus einer U-förmigen Feder zusammengesetzt und ist an der gegenüberliegenden Seitenfläche der Befestigung 72 befestigt.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist ein Loch 35a in einem zentralen Teil der Führungsplatte 35 eingeformt. Das untere Ende des Schneiders 30 steht nach unten um eine vorbeschriebene Höhe von der Führungsplatte 35 durch das Loch 35a hervor.
Wie in 1 und 3 gezeigt, ist ein Luftzylinder 80 (Push-up-Mechanismus) vertikal mit der Basisplatte 3 verbunden. Andererseits ist eine L-förmige Klammer 85 an einer Seitenfläche des Körpers 10 befestigt. Ein vertikaler kurzer Stab 86 ist gewindeartig mit der Klammer 85 verbunden. Der kurze Stab 86 und ein oberes Ende eines Stabs 81 des Luftzylinders 80 stehen in gegenüberliegender Beziehung.
Der Betrieb der so konstruierten Anreißvorrichtung wird nun beschrieben. Wenn die Einstellschraube 35 geschraubt wird, werden die Piezo-Betätigungsmittel 40 und der Halter 20 nach unten bewegt. Entsprechend dieser Bewegung nach unten wird eine nach unten gerichtete Kraft auf die Blattfeder 61 durch das Federbefestigungsteil 21 ausgeübt. Eine nach unten gerichtete Kraft wird auch auf die Kugel 62 durch die Schraube 63 ausgeübt. Da die Blattfeder 61 an ihren gegenüberliegenden Enden mit den gestreckten Teilen 12 des Körpers 10 befestigt ist, wird die Blattfeder 61 durch die nach unten gerichtete Kraft federnd deformiert. Da die Kugel 62 durch die an dem Körper 10 befestigte Aufnahmeplatte 64 zurückgehalten wird, wird sie federnd kompressionsdeformiert. Eine federnde Wiederherstellungskraft der Blattfeder 61 und der Kugel 62 dient als Kraft zum Federn des Halters 20 nach oben in Bezug auf den Körper 10. Als Konsequenz wird die untere Oberfläche 25a des Aufnahmeraums 25 des Halters 20 in Richtung des Piezo-Betätigungsmittels 40 vorgespannt und eine Vorspannung (Krafteinrichtung der axialen Kompression des Piezo-Betätigungsmittels 40) wird an dem Piezo-Betätigungsmittel 40, das sandwichartig zwischen den unteren Oberflächen 25a und dem unteren Endteil 55a der Einstellschraube 55 angeordnet ist, angelegt.
Wenn die Schraubhöhe der Einstellschraube 55 erhöht wird, wird die an dem Piezo-Betätigungsmittel 40 angelegte Vorspannung erhöht. Nachdem die Vorspannungseinstellung unter Verwendung der Einstellschraube 55 beendet ist, wird die Verschlussnuss 57 befestigt, um zu verhindern, dass die Einstellschraube 55 gelockert wird.
Eine Anreißlinie wird auf der Glasplatte 100 (Werkstück), die auf einem horizontalen Installationstisch 90 gelegt ist, unter Verwendung der Anreißvorrichtung gebildet, die einer Vorspannungseinstellungsbehandlung unterzogen wurde. In einem Anfangsschritt ist der Schneider 30 der Anreißvorrichtung horizontal weg von der Kante der Glasplatte 100 und in der untersten Position (Position, die der der untersten Position des Gleiters 6 entspricht), angeordnet. In diesem Zustand, wenn der Bewegungsmechanismus 2 angetrieben wird, um die bewegliche Basis 1 in horizontaler Richtung zu bewegen, bewegen sich der Körper 10, der Halter 20 und der Schneider 30 zusammen in der gleichen Richtung. Dann wird die Führungsplatte 35, die an dem Halter 20 befestigt ist, in Anlage mit der Kante der Glasplatte 100 gebracht und der Schneider 30 wird auf eine obere Fläche der Glasplatte 100 durch die Führungsplatte 35 geführt.
Wie oben beschrieben, wird eine Presskraft normal auf den Schneider 30 in Bezug auf die obere Fläche der Glasplatte 100 ausgeübt, wenn der Schneider 30 auf der oberen Fläche der Glasplatte 100 angeordnet ist. Diese Presskraft ist auf Grund der Eigengewichte des Körpers 10, des Halters 20 und des Gleiters 6 etc. angewendet. Diese Presskraft kann durch abnehmbares Anbringen eines Gewichts 95 an dem Körper 20 eingestellt werden.
Eine Anreißwirkung wird mit dem Schneider 30, der gegen die Oberfläche der Glasplatte 100 durch die Eigengewichte der Körper 10 etc. wie oben beschrieben, angepresst wird, ausgeübt. Die bewegliche. Basis 1 wird durch den Bewegungsmechanismus 2 dazu gebracht, den Schneider 30 entlang der Glasplatte 100 zu bewegen und eine Hochfrequenzspannung wird an die Piezo-Betätigungsmittel 40 angelegt, um zu bewirken, dass die Piezo-Betätigungsmittel 40 zyklisch in axialer Richtung expandiert und kontrahiert werden. Dann wird die durch die zyklische Expansion und Kontraktion der Piezo-Betätigungsmittel 20 erzeugte Vibration des Halters 20 durch den Schneider 30 auf die Glasplatte 100 übertragen. Als Konsequenz wird eine Anreißlinie mit einem tiefen vertikalen Sprung gebildet. Jedoch ist dieser, da die Presskraft, die auf Grund der Eigengewichte des Körpers 10 etc. ausgeübt wird, vergleichsweise niedrig, wodurch ein horizontaler Sprung, der andernfalls bei herkömmlichen Vorrichtungen auftreten würde, kaum auftritt.
In dieser Ausführungsform sind zwei Piezo-Betätigungsmittel 40 linear miteinander verbunden und eine synchronisierte Hochfrequenzspannung wird daran angelegt, so dass Vibrationen mit einer doppelten Amplitude erzeugt werden können, verglichen mit dem Fall, wenn nur ein Piezo-Betätigungsmittel 40 verwendet wird. Auf Grund dieses Merkmals kann eine Anreißlinie mit einer genügenden Tiefe in dem Fall geformt werden, wenn die Glasplatte 100 fettig ist.
Die Frequenz der an dem Piezo-Betätigungsmittel 40 angelegten Hochfrequenzspannung ist auf ungefähr 3 bis 30 kHz, abhängig von Material, Härte, Dicke, etc. der Glasplatte 100 eingestellt.
In dem Verfahren zur Bildung einer Anreißlinie ist der Schneider 30 normal mit der Oberfläche der Glasplatte durch die Presskraft verbunden, die durch die Eigengewichte des Körpers 10 etc. angelegt sind. Da der Schneider 30 nie, nicht einmal kurz, von der Oberfläche der Glasplatte 100 wegbewegt wird, können Splitter vom Auftreten der Nähe der Anrisslinie verhindert werden und eine schöne Anreißlinie wird gebildet. Da der Halter 20 ein fester Körper und der Schneider 30 an dem Halter 20 ohne Vorsehen eines schwingenden Körpers als dazwischen liegendes Element befestigt ist, wird der Schneider 30 unisono mit dem Halter 20 vibriert und die Vibrationsenergie des Piezo-Betätigungsmittels 40 kann in einer gewünschten Bedingung auf den Schneider 30 übertragen werden.
Da in dieser Ausführungsform das Piezo-Betätigungsmittel und der Halter 20 koaxial sind und der Schneider 30 auf der Mittelachse L davon angeordnet ist, kann die Vibration des Piezo-Betätigungsmittels 40 effizient auf den Schneider 30 übertragen werden.
Wie oben beschrieben, kann die Vibration des Widerlagerelements in Übereinstimmung mit der Expansion und Kontraktion der Piezo-Betätigungsmittel 40 in wünschenswerter Art und Weise, ohne durch die Reaktion des Werkstücks beeinträchtigt zu werden, einen Anreißbetrieb ausführen unter einer stabilen Vibration, da die Piezo-Betätigungsmittel 40 mit einer Vorspannung durch die Federspeicherkraft der Blattfeder 61 und der Kugel 62 beaufschlagt sind.
Der Halter 20 ist durch das erste Lagerteil 50, das auf dem Piezo-Betätigungsmittel 40 angeordnet ist, gleitend auf dem Körper 10 gelagert. Der Abstand des Gleitlagers ist kurz und der zylindrische Teil 52b und das Gleitloch 51 sind in der Struktur vereinfacht. Durch die federnde Lagerung des Halters 20 durch die Blattfeder 61 und die Kugel 62 des zweiten Lagerteils 60, das unter dem Piezo-Betätigungsmittel 40 angeordnet ist, so dass der Halter leicht in Richtung der Vibrationsrichtung (Gleitrichtung) bewegt werden kann, kann der Halter 20 auf stabile Art und Weise gelagert werden.
Da das zweite Lagerteil 60 zwischen den Piezo-Betätigungsmitteln 40 und dem Schneider 30 angeordnet ist, kann das laterale Schwingen des Schneiders 30 minimiert werden, sogar wenn der Halter 20 lateral geschwungen werden sollte.
Die Gleitlagerung ist so einfach in der Struktur, dass sie nur das Gleitloch 51 und das zylindrische Werkstück 52b umfasst, ohne einen Gleitmechanismus zu erfordern, der eine Walzenlagerung aufweist, die essentiell bei den herkömmlichen Vorrichtungen verwendet wird. Dementsprechend wird eine gute Haltbarkeit sichergestellt, sogar wenn der Halter 20 in einem Abstand von einigen Mikrons mehrere 100000 mal pro Minute hin und her bewegt wird.
Die Blattfeder 61 und die Kugel 62 haben beide die Rolle, wie oben beschrieben, eine Vorspannung an die Piezo-Betätigungsmittel 40 anzulegen und den Halter federnd zu lagern.
Die Kugel 62 hat die zusätzliche Aufgabe, Resonanz zu verhindern und den Schneider daran zu hindern, von der Glasplatte aufzuspringen. Die Blattfeder 61 hat die zusätzliche Aufgabe, die Rotation des Halters 20 zu stoppen.
Obwohl die Blattfeder 61 an den gegenüberliegenden Enden befestigt ist, beinhaltet sie die Krümmungsteile 61a zwischen dem befestigten Ort zwischen dem Zentrum an den befestigten Orten der gegenüberliegenden Seite. Dementsprechend wird die vertikale positionale Einstellung des Halters 20 durch Einstellschraubenmittel 55 und die Vibration des Halters 20 ermöglicht.
Da in dieser Ausführungsform die Blattfeder 7 zwischen dem Körper 10 und dem Gleiter 6 angeordnet ist, wird die von dem Vibrationsbetätigungsmitteln 40 auf den Körper 10 übertragene Kraft gedämpft. Dementsprechend kann das mögliche Auftreten einer Resonanz weiter verringert werden, das Widerlagerelement 30 kann vom Aufspringen auf dem Werkstück 10 gehindert werden und ein stabiler Anreißbetrieb kann durchgeführt werden.
Da der Gleiter 6 beweglich durch die von dem Körper 10 durch die Blattfeder 7 übertragene Vibration beweglich ist, wird eine große Menge von Reaktionskraft nicht auf den Körper 10 übertragen. Dementsprechend kann das mögliche Auftreten einer Resonanz minimiert werden.
Darüber hinaus kann, da die Blattfeder 7 das Krümmungsteil 7a beinhaltet, eine relative Bewegungsmenge des Körpers 10 in Bezug auf den Gleiter 6 verstärkt werden und daher die Dämpfung der Vibration in noch erwünschterer Art und Weise durchgeführt werden.
Da die vier Blattfedern 7 auf der linken und rechten Seite in Form eines Paars angeordnet sind und zumindest zwei Blattfedern 7 vertikal beabstandet angeordnet sind, ist der Körper 10 stabil durch den Gleiter 6 gelagert und die leichte Bewegung (Vibration) des Körpers 10 wird entlang der Vibrationsachse (Mittelachse L des Körpers 10) des Betätigungsmittels 40 zum Zeitpunkt des Anreißens gemacht. Dies verstärkt außerdem den stabilen Anreißbetrieb.
Darüber hinaus sind die Zentren der vier Blattfedern 7 an der Mittelachse L des Körpers 10 auf der gleichen Ebene angeordnet. Dies erleichtert weiter eine stabile Lagerung des Körpers 10.
Wenn der Betrieb zur Bildung der Anreißlinie auf der Glasplatte 100 unter Verwendung des Schneiders 30 beendet ist, wird die Versorgung Piezo-Betätigungsmittel 40 mit Energie gestoppt und der Luftzylinder 80 wird betätigt, um den Körper 10 nach oben zu drücken, um den Schneider 30 von dem Werkstück 100 weg zu bewegen. Dann wird die Glasplatte 100 von dem Installationstisch 90 entfernt. Danach wird die bewegliche Basis 1 in ihre ursprüngliche Position zurückgebracht und der Luftzylinder 80 wird in der gegenüberliegenden Richtung betätigt, so dass der Zustand der 1 realisiert wird, mit anderen Worten wird der Luftzylinder in einen Zustand zurückversetzt, in welchem das obere Ende des Stabs des Luftzylinders 80 von dem kurzem Stab 86 entfernt angeordnet ist. Dadurch wird der Körper 10 in seine unterste Position zurückgebracht.
Die Glasplatte 100, auf der eine Anreißlinie in der oben genannten Art und Weise aufgebracht ist, wird entlang der Anreißlinie durch einen nicht gezeigten Brechapparat gebrochen.
Es sollte erwähnt werden, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt ist und viele Änderungen und Modifikationen möglich sind. Beispielsweise akzeptiert man, dass ein Luftzylinder indirekt mit dem Lagertisch 1 befestigt ist und ein distales Ende seines Stabs mit dem Gleiter 6 verbunden ist oder an ihm anliegt. Durch diesen Luftzylinder ist der Gleiter 6 des Körpers 10 in Richtung der Oberfläche eines Werkstücks vorgespannt. Man akzeptiert auch, dass der Körper 10 und der Halter 20 von 1 horizontal angeordnet sind und der Anreißbetrieb in Bezug auf eine vertikale Oberfläche eines Werkstücks durchgeführt wird.
Man akzeptiert auch, dass anstelle einer horizontalen Bewegung des Lagertisches 1, der den Körper 10 lagert, dieser fest an einer vorbeschriebenen Position gesichert ist und der Bewegungsmechanismus 2 mit dem Installationstisch 90 verbunden ist, so dass die auf dem Installationstisch 90 angeordnete Glasplatte 100 bewegt wird.
Obwohl in der oben genanten Ausführungsform ein Schneider mit einer konischen oder pyramidalen Konfiguration verwendet wird, kann auch ein scheibenartiger Schneider verwendet werden. In dem Fall, wenn ein scheibenartiger Schneider verwendet wird, ist ein Teil einer Umfangskante des Schneiders mit einer geschärften Spitze versehen, die in Anlage mit dem Werkstück gebracht wird.
Die Bewegung des Körpers in Bezug auf das Werkstück oder die Bewegung des Werkstücks in Bezug auf den Körper können manuell vom Anwender durchgeführt werden. Auch kann die Presskraft manuell an den Schneider vom Anwender durch den Körper angelegt werden.
Von der Blattfeder 61 und der Kugel 62 des zweiten Lagerteils 60 kann entweder die Blattfeder 61 oder die Kugel 62 weggelassen werden.
Der erste Lagerteil 50 (Gleitlagerteil) kann weggelassen werden. In dem Fall, wo der erste Lagerteil 50 weggelassen wird, ist es erforderlich, dass die flache obere Endfläche des Piezo-Betätigungsmittels 40 und die Oberfläche des Anliegeteils des Körpers 10 aneinander anliegen, so dass der erstere und der letztere präzise in orthogonaler Relation zu der Mittelachse des Piezo-Betätigungsmittels gehalten werden.

Claims

Anreißvorrichtung mit einem Körper (10); einem Halter (20); einem Vibrationsbetätigungsmittel (40), das zwischen dem Körper und dem Halter gehalten ist und Vibrationen in davon gegenüber liegenden Richtungen erzeugt; einem Lagerelement (30), das durch ein Endteil des Halters gehalten wird und zur Übertragung der Vibrationen, die dem Halter von dem Vibrationsbetätigungsmittel gegeben wurden, auf ein Werkstück (100) dient; und einem Halteelement zum beweglichen Halten des Halters auf dem Körper zur Bewegung in den Vibrationsrichtungen, wobei das Halteelement ein Federelement (61, 62) beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (61, 62) zwischen dem Vibrationsbetätigungsmittel (40) und dem Widerlagerelement (30) angeordnet ist und nur in den Vibrationsrichtungen federnd deformierbar ausgebildet ist.
Anreißvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Federelement (61, 62) des Halteelements den Halter (20) gegen das Betätigungsmittel (40) vorspannt, wodurch eine Vorbelastung auf das Vibrationsbetätigungsmittel angelegt ist.
Anreißvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der Körper (10) an einem Widerlagerteil (55a) dort, wo der Körper (10) mit dem Vibrationsbetätigungsmittel (40) aneinander stößt, mit Vorbelastungsanpassungsmitteln (55) zur Anpassung der Vorbelastung versehen ist, die an das Vibrationsbetätigungsmittel angelegt wird.
Anreißvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Vorbelastungsanpassungsmittel eine Anpassungsschraube (55) beinhalten, die mittels Schrauben an dem Körper (10) verbunden ist, wobei die Vorbelastung, die an das Vibrationsbetätigungsmittel (40) angelegt wird, durch Einstellen der Schraubtiefe der Anpassungsschraube eingestellt wird.
Anreißvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Federelement des Halteelements eine Blattfeder (61) beinhaltet.
Anreißvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Blattfeder (61) zwischen deren gegenüber liegenden Enden jeweils an einem Mittelteil des Körpers (10) und an dem Halter (20) befestigt ist.
Anreißvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei ein Biegungsteil (61a) zwischen der Mitte und jeder der gegenüber liegenden Enden der Blattfeder (61) dort, wo die Blattfeder jeweils an dem Körper (10) und dem Halter (20) befestigt ist, eingeformt ist.
Anreißvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Federelement eine Kugel (62) aus federndem Material beinhaltet, wobei die Kugel eingeklemmt durch ein Paar sphärischer Aufnahmesitze (63a, 64a) gehalten wird, die an dem Körper (10) und dem Halter (20) angeordnet sind.
Anreißvorrichtung gemäß Anspruch 1, die weiterhin ein Gleitstützteil (50) aufweist, wobei das Gleitstützteil in entgegen stehender Beziehung zu dem Halteelement (61, 62) in der Vibrationsrichtung liegt und von dem Vibrationsbetätigungsmittel (40) aus gesehen auf der gegenüber liegenden Seite des Widerlagerelements (30) angeordnet ist.
Anreißvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei das Gleitstützteil (50) ein Gleitloch (51) aufweist, das in den Halter (20) eingeformt ist und eine Achse hat, die sich entlang der Vibrationsrichtungen erstreckt, und einen Vorsprung (52b) aufweist, der auf dem Körper (10) in solch einer Weise geformt ist, dass er in den Vibrationsrichtungen hervorsteht und in das Gleitloch passt.