DE8403563U1 - Vorrichtung zum Trennschneiden von flächigen Werkstücken, beispielsweise Blechen - Google Patents

Description

HOFFMANN · EITUE ^^

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE OIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL -ING W LEHN

0,PU-ING. K. FCCHSLE . DR. RER. NAT. _B. HANSEN . DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS d7pl"_NG I . _GORQ

DIPL..ING. K. KOHLMANN . RECHTSANWALT A. NETTB

Emil Siegwart 6605 Friedriehethal

Vorrichtung zum Trennschneiden von flächigen Werkstücken, beispielsweise Blechen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum brennschneiden von flächigen Werkstücken« beispielsweise Blechen, mit einem Paar von Trennschneidmessern, welche unter Zwischenlage des zu schneidenden Werkstücks mit ihren Schneidkanten bis zur gegenseitigen Überlappung periodisch wiederkehrend aufeinanderzu- undvoneinanderwegbeuegt werden.

Bei derartigen Vorrichtungen ist die Schnittrichtung der beiden sich aufeinander zu bev.«egenden Messer immer die Längsrichtung ihrer Schneidkanten. Da bei den bekannten Vorrichttungen die Schneidkanten der Messer in ihrer Ausrichtung unverändert bleiben, Kuß beim Schneiden von Kurven, Sögen oder Eöken das Werkstück jeweils so gedreht werden, daii die Linie des an diesem Werkstück vorzunehmenden neuen Teilschnittes sich parallel zu den Messerschneidkanten erstreckt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer vorrichtung der eingangs genannten Gattung das Werkstück beim Schneiden von Kurven, Sögen oder leken nicht in die ' für den jeweiligen nächsten Teilschnitt gewünschte Richtung gegenüber den Messern drehen su müssen, um eine» ggfs. computergesteuerten automatischen Vorschub des Werkstücke durch die Vorrichtung hindurch ermöglichen zu können. Dies wird erfißdungsgemSß dadurch erreicht, daß eine führung für die Bewegung des Werkstücks im wesentlichen ohne Änderung seiner Ausrichtung in einem Koordinatensystem gegenüber den Messern vorgesehen ist und daß beide Messer mit ihren zueinander parallelen Schneidkanten um eine zur Oberfläche des su schneidenden Werkstücks (Sohneidebene) senkrechte oder im wesentlichen senkrechte Achse drehbar sind. Damit kann das Werkstück gegenüber dea Messern im wesentlichen ohne Xaderuag seiner Ausrichtung in einem Koordinatensystem in Sichtung der gewünschten Schnittlinie bewegt werden, dabei können die Messer mit ihrer Schneidkante um eine zur Oberfläche fies zu schneidenden Werkstückes (Schneidebene) senkrechte Achse in die jeweilige, beim nächsten Trennschnitt gewünschte Sehneidriehtung gedreht werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform geht die Drehachse der Messer durch die. Spitze bzw. den Bereich ihrer Schneidkanten hindurchgeht/ mit welchen die Messer bei ihrer Aufeinanderzubewegung zuerst in das Werkstück eintauchen. Mit dieser bevorzugten Ausführungsform kann so gearbeitet Wüssten, daß durch die Roofdinatenfüb£ting des Werkstücks die vorderen Schnittkanten der Messer, mit welchen diese voraus in das Werkstück eintauchen, in jeder gewünschten Schnittrichtung sich an der Stelle der Koordinatenanfangswerte für den Jeweils vorzunehmenden neuen Teilsehnitt befinden und die Schnittlänge sich jeweils in Richtung der nächsten Koordinatenwerte fortsetzt.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsfonn wird die Drehung der Messer in die jeweilige neue Schneidrichtung vorgenommen, wenn bei ihrer periodischen Aufeinanderzu- und Voneinanderwegbewegung mindestens ein, zweckmäßig jedoch beide Nesser aus dem Werkstück herausbewet sind oder wenn sie aus ihrer gegenseitigen Überlappung herausgetreten sind. Dadurch wird erreicht,.daß jeder noch so kleine Teilschnitt völlig neu und unabhängig vom vorangegangenen Teilschnitt am Werkstück angesetzt wird, so daß jede beliebige Schnittlinie, auch scharfwinklige Eckenschnitte ohne Verrundung oder scharfe Kurven mit kleinstem Kurvenradius möglich sind, wobei das zu schneidende Werkstück völlig spannungsfrei gegenüber den Messern vorgeschoben werden kann. Bei vollkommener Herausbewegung beider Messer aus dem Werkstück wird außerdem eine freie berührungslose Vorschubbewegung des Werkstücks gegenüber den Messern möglich. Diese Vorschubbewegung kann so gesteuert werden, daß sie nur bei aus dem Werkstück herausgezogenen Messern erfolgt. Es ist jedoch auch eine Verfahrensweise denkbar« bei der die Vorschubbewegung des Werkstücks kontinuierlich erfolgt. In diesem Falle ist es vorteilhaft« wenn die Messer während der Zeitdauer, in der sie während ihrer Bewegungsperiode in das Werkstück eingreifen, ait dem Werkstück in Schnittrichtung mitbewegt werden« bis sie nach Beendigung des Teilschnittes wieder aus dem Werkstück heraustreten, worauf sie in ihre Ausgangsstellung zurUckbewegt worden.

Die erfindungegemäße Vorrichtung gewährleistet völlig abfallfreie Trennechnitte, die mit einer großen Schneidgeschwindigkeit durchgeführt werden können, so

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daß auch praktisch spielfrei ineinanderpassende Teile mit einem einzigen Schnitt hergestellt werden können. Bei Messern mit sich schräg aufeinanderzubewegenden Schneidkanten wird je nach Überlappungstiefe der Messer eine unterschiedliche Länge der Schnitte erhalten, so daQ es bei entsprechend kleiner Überlappung möglich ist« nur mit Schnittlängen von ca. 1 mm eine facettenartige Schnittfolge zu legen, die eine nahezu homogene Bogen- oder Kreisform der herzustellenden Schnittlinie ergibt.

Zweckmäßig ist die periodische Aufeinanderzu- und Voneinanderwegbewegung der Messer so gesteuert, daß die Zeitdauer, während welcher mindestens ein Messer aus dem Werkstück herausbewegt ist, langer ist als diejenige, während der dieses Messer unter Überlappung mit dem anderen Messer in das Werkstück eingetaucht ist. Ferner ist zweckmäßig bei Kurvenschnitten die überlappungstiefe der messer um so geringer gehalten, je kleiner der Kurvenradius ist, um möglichst kontinuierliche Kurvenschnitte zu erhalten.

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Weitere zweckmäßige bzw. vorteilhafte Heiterbildungen oder Ausführungsformen des erfindungsgeaäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden: ^:

Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch die erfindungswesentlichen Teile des einen Ausführangsbeispieis,

Fig. 2 ist ein Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1, 15

Fig. 3 ist ein Teilquerschnitt durch die erfindungswesentlichen Teile des zweiten Ausführungsbeispiels.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind die beiden Schneidmesser 1, 2 senkrecht übereinander angeordnet und mit zueinander schrägen Schneidkanten 3,4 versehen. Jedes dieser Messer ist in einer eigenen Messerhalterung 5, 6 gelagert, die am Ende je eines drehbaren Schaftes 7,8 befestigt sind. Während der Drehschaft 8 für das untere Hesser 2 in einem zylindrischen Lager 9 drehbar, jedoch in Achsrichtung unverschiebbar gelagert ist, ist der Drehschaft 7 dee oberen Messers 1 in eine» zylindrischen Lager 10 sowohl um seine Achse drehbar als auch axial auf- und abbewegbar geführt, damit das Obermesser gegenüber dem Untermesser eine zur Durchführung des erfindungsgemaßen Trennschneidens erforderliche Au£- und Abbewegung durchführen kann. In der in Fig. 1 dargestellten unteren Totpunktlage ihrer Auf- und

Abbewegung ist eine Überlappung der Messer 1,2 in Bereich ihrer Spitzen gegeben« während in der oberen Totpunfctlage des oberen Messers 1, die in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist, die Spitzen der beiden Messer einen Abstand voneinander haben, der etwa oder mindestens der Dicke des zu schneidenden Werkstücks, beispielsweise einer Blechtafel oder dergl. entspricht.

Zur Erzeugung der Auf- und Abbewegung des oberen Messers dient eine Exzenterscheibe 11, auf der über ein Kugel- oder Rollenlager 12 ein Kurbelteil 13 sitzt, welches mit seinem Kurbelarm 14 über einen Kurbelzapfen 15 mit dem oberen Ende des Drehschaftes 7 des oberen Messers 1 verbunden ist. Die Exzenterscheibe 11 sitzt um da3 MaB &khgr; exzentrisch auf einer durch einen nicht dargestellten Motor angetriebenen Exzenterwelle 16. Bei Drehung dieser VielIe 16 wird über die Exzenterscheibe 11 und das Kurbelteil 13 dem Drehschaft 7 eine Auf- und Abbewegung erteilt, wodurch das obere Messer 1 gegenüber dem unteren Messer 2 die eingangs erwähnte Auf- und Abbewegung durchführt, Kit der das Schneiden des zu schneidenden Werkstückes vorgenommen wird.

Die Exzenterwelle 16 sitzt ihrerseits über Kugel- oder Rollenlager 17 in einem Schnee!.snexzenter 18, der über eine Schneckenweile 19 in seiner Drehlr.ge einstellbar ist. Durch Drehen des Schneckenexzenters 18 kann die in ihm gelagerte Exzenterwelle 16 in ihrer Höhenlage verändert werden« wodurch die überlappungstiefe der beiden Messer Ii2 sowie die Eintauchtiefe des Messers 1 in das zu schneidende Werkstück eingestellt werden kann.

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Um die beiden Messer 1,2 synchron mit ihren Schneidkanten 3,4 in die jeweils gewünschte Sehneidriehtung drehen zu können, ist an jedem Dreheehalt 7,8 ein Schneckenrad 20,21 mit augehöriger Schnecke 22,23 vorgesehen. Die beiden Schnecken sind für einen Synchronantrieb über ein Getriebe, eine Kette oder ein anderes Antriebselement, 2.B. Zahnriemen oder dgl., miteinander zwangegekoppelt.

0a die Schnecke 22 die Auf- und Abbewegung des Drehschaftes 7 nicht leitflächen kann, ist der Drehschaft im Sehneckenrad 20 axial verschiebbar. Um trotz dieser axialen Verschiebbarkeit eine drehfeste Verbindung i&wieehen Schneekenrad 20 und Drehsehaft au erzielen,

IS sitzt an der Messerhalterung S mindestens ein Mitnehmerzapfen 24, der Über eine in der Zeichnung nicht dargestellte FUhrungsbÜchse in dem Schneckenrad 20 axial auf« und abbewegbar gelagert ist. Diese Ausbil- ^:*

dung gewährleistet, daß bei Drehung des Schneckenrades |

20 der Drehschaft 7 Über den oder die Mitnehmerzapfen j

24 mitgedreht wird, ohne daß dessen Auf- und Abbewe- §

gung im Schneckenrad 20 behindert ist.

Die Messer 1,2 sind in ihren Messerhalterungen 5,6 so gelaesrt, daß die Drehachse 25 der Drehschäfte 7,8 in der zur Messerspitze führenden senkrechten Vorderkante 26 der Messer liegt. Dadurch wird gewährleistet, daß die vorderen Schnittkanten der Messer in jeder Schnittrichtung die Anfangskoordinaten der Schnittlinie bilden, wobei durch die Vorschubrichtung und die davon abhängige Drehungstellung der Messer die Richtung des nächsten Teilschnittes bestimmt wird, die durch Koordinatensteuerung vorgegeben werden kann.

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Zur Auflagerung des zu schneidenden Werkstückes im Bereich der sehneidneeser während dee Schneidvorgangee dient ein das untere Messer 2 umgebender Auflagerring

27 aus elastischem Material. Die Oberseite dieses

Ringes ist mit einer verschleißfesten Metallabdeckung

28 versehen, über welche hinweg das zu schneidende Werkstück gegenüber den Messern in der gewünschten Schnittrichtung vorgeschoben werden kann. Die Elastizität dieses Auflagerringes 27 ist so bemessen« daß seine von der Oberseite der Metallabdeckung 28 gebildete Auflagerfläche ohne Belastung durch das Werkstück mindestens gleich hoch oder höher als die Schneidspitze des unteren Messers 2 bzw. der Schneid*· ebene 29 liegt, bei aufliegendem Werkstück und senkrecht nach unten auf dieses Werkstück ausgeübtem Schneiddruck des oberen Messers 1 jedoch mit ihrer Auflagerfläche so weit unter die Schneidebene 22 gedrückt werden kann, daß das untere Messer 2 in das Werkstück eintaucht. Beim Rückzug des oberen Messers 1 aus dem Werkstück heraus wird durch den federnden Auflagerring 27 das auf diesem aufliegende Werkstück si weit nach oben gedruckt, bis das untere Messer aus dem Werkstück herausgetreten ist. Der elastisch nachgiebige Auflagerring kann auch von einer Gummimatte oder von an ihrer Oberseite eine Auflagerfläche aufweisenden Abstützfedern gebildet sein.

Zur Halterung und Führung des Werkstücks an dessen Oberseite ist ein Niederhälterarra 40 vorgesehen, gegen den sich das Werkstück mit seiner Oberseite abstützen kann und dessen Höhenlage zum Werkstück einstellbar ist.

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Um ein Abstoppen dee WerkstUekvorschubes beim Ein" tauchen der Schneidmesser 1,2 in dai Werkstück su verhindern* sind die beiden Messer 1,2 um horizontale Achsen 30,31 in den Messerhalterungen S,6 geringfügig . in Richtung des WerkstUckvorschubs hin- und herschwenkbar. Un diese Schwenkbarkeit dieser Messer nicht au behindern« sind diese an ihren Vorder- und Hinterkanten sowie an ihrer Oberkante mit entsprechendem Spiel in ihren Meseerhalterungen gelagert. Die Vorderkanten 26 der Messer werden über in den Messerhalterungen gelagerte Federelemente 32 so belastet, daß die Messer in ihre in Fig. 1 dargestellte senkrechte Ausgangssehwenksteilung gedrückt werden,die durch Anschlag der Hinterkanten der Messer gegen die

IS Hesserhalterung festgelegt ist. Wird nun während des Sehne id vorgange beim Eintauchen der Messer 1,2 in das Werkstück dieses weiter in Sehneidrichtung vorgeschoben, können die Messer mit ihren Schneidkanten ent» gegen dem Druck der Federelemente 32 dem Werkstück folgen, Ms sie am Ende ihres Schneidvorganges wieder aus dem Werkstück herausbewegt werden, worauf sie durch die Federelemente in ihre Ausgangsschwenkstellung zurückbewegt werden. Die Federkraft der Federelemente 32 muß dabei so bemessen sein, daß durch die Möglichkeit des Ausschwenkens der Messer um ihre Achsen 30 und 31 das Eintauchen der Messer mit ihren Schneidkanten in das Werkstück nicht gefährdet wird.

Wenn die Schneidmesser 1,2 nicht wie bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel seitlich um horizontale Achsen ausschwenkbar sondern starr bzw. fest in den Messerhaiterungen 5,6, z.B. durch Klemmring gelagert sind, ist ein Abstoppen des Werkstückvorschubes während des Zeitraumes notwendig, während

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dosüon die Messer 1,2 in da &bgr; Werkstück eintauchen. Dor Werkstückvorschub kann in diesen Pall« nur etfolgen, solange die Messer mit ihren Sohneidkanten eich außerhalb dee Werkstticks befindet. Dies ergibt einen ruck-S artigen Werkstückvorschub, der entsprechend der Au£- und Abbewegung der Messer gesteuert sein muß.

Anstelle des Exssenterantriebs kann auch ein hydraulischer Antrieb für die Aul- und Abbewegung des oberen Drehschaftes 7 für das Obermesser 1 verwendet werden«

Bei den in Fig. 3 gezeigten AusfUhrungsbeispiel sind die Schneidkanten 3',4' der beiden Messer 1,2 konkav zur WerkstUckefcene 29 gewölbt. Dies hat bei der schwenkbaren Lagerung dieser Messer um ihre horizontalen Schwenkaehsen 30,31 ein abrollendes Eintauehen der Hesser in das Werkstück bei dessen Vorschub während des Schneidvorganges zur Folge. Umgekehrt kann aber auch eine konkav gewölbte, also hohlgeschliffene Schneidkante unter Umständen zweckmäßig sein, insbesondere dann, wenn Trennschnitte mit engen Kurven oder scharfen Ecken ausgeführt werden sollen. Im übrigen gleicht die in Pig. 3 dargestellte Ausführungsforn derjenigen in Fig. 1 und 2 mit der Ausnahme, daß das Feuereletient für das obere Messer 1 von einen Uuniaipfropfen gebildet ist.In Fig. 3 ist aus Gründen der

der Hiederhalteatm 3Ö weggelassen.

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Claims (5)

Il ·&Igr; IS > It · Emil Siegwart 6. Juli 1987 Friedrichsthal 3» 838 y/hl Vorrichtung zum Trennschneiden von flächigen Werkstücken, beispielsweise Blechen Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Trennschneiden von flächigen Werkstücken, beispielsweise Blechen, welche Vorrichtung zwei mit zueinander geneigten Schneidkanten periodisch wiederkehrend bis zur gegenseitigen Überlappung aufeinanderzu- und voneinanderwegbewegbare Trennschneidmesser hat, dadurch gekennzeichnet, daß eine Führung für die Bewegung des Werkstücks im wesentlichen ohne Xnderung seiner Ausrichtung in einem Koordinatensystem gegenüber den Messern (1, 2) vorgesehen ist und daß beide Messer mit ihren zueinander parallelen Schneidkanten (3,3',4,4·) um eine zur Oberfläche des zu schneidenden Werkstücks <Sehneidebene) senkrechte oder im wesentlichen senkrechte Achse (25) drehbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (25) der Messer (1, 2) durch die Spitze bzw. den Bereich ihrer Schneidkanten

(3,3',4,4') hindurchgeht, mit welchen die Messer bei

ihrer Aufeinanderzubewegung zuerst in das Werkstück &psgr;
[ eintauchen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine bewegungsübertragende Einrichtung

I aufweist, welche die Drehbewegung der Messer {1, 2)

; in Abhängigkeit von der Vorschubrichtung der

&Iacgr; Führungsvorrichtung für die Koordinatenbewegung des

I Werkstücks steuert.

I

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, I daß mindestens eines der beiden Messer (1,2) mit

I ihrer Schneidkante (3,3',4,4') in Sehneidrichtung

I geringfügig hin- und herbewegbar ist.

I

5. Vorrichtung nach Anspuch 4, dadurch gekennzeichnet, X daß das mit seiner Schneidkante (3/3*,4,4*) in

Schneidrichtung geringfügig hin- und herbewegbare , Messer um eine zur Schneidebene parallele Achse

I schwenkbar gelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, ;■ daß das mit seiner Schneidkante (3,3*4,4*) hin- und

herbewegbare Messer mit entsprechendem Spiel in einer .; Messerhalterung (5,6) gelagert ist, die um eine zur

Schneidebene senkrechte Achse (25) drehbar ist, in

welcher Messerhalterung dieses Messer durch ein

elastisches Element (32) in eine

Anfangsschwenkstellung drückbar ist, aus der es durch I den Vorschub des Werkstücks bei in diesem

I eingetauchten Messer gegen den Druck dieses Elements

H herausschwenkbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkanten (3,3',4,4') der Messer (1,2) zur Schneidebene hin oder von dieser weg gekrümmt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Messer nur so weit aufeinander zu bewegbar sind/ daß ihre überliippungstiefe nicht größer als das Vierfache/ voruugsweise nicht größer als das Zweifache der Dicke dos su sehneidenden Werkstücks ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch l, ]%?i der die beiden Messer im wesentlichen senkrecht übereinanderstehen und in vertikaler Richtung auiEeinanderzu und voneinanerwegbewegbar sind/ dadurch gekennzeichnet, daß nur das obere Messer (1) auf- und abbewegbar ist und eine Werkstückauflagefläche für das zu schneidende Werkstück vorgesehen ist, die durch den Schneiddruck des Obermessers mif das Werkstück bzw. durch Herausziehen des Obermeßsers aus diesem federnd so weit auf- und abbewegbar ist/ daß sich diese Oberfläche bei Druckausübung durch das Obermesser unterhalb des wirksamen Schneidbereichs der Schneidkante (4/4*) des UnterHiesser (2) und ohne Druckausübung des Obermessers oberhalb dieses Schneidbereiches liegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Drehbewegung der beiden messer (1,2) gekoppelt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich oberhalb oder seitlich oberhalb der

federnden Auflagefläche für das Werkstück ein Niederhalter (30) befindet/ der so angeordnet ist, daß er gegen die Oberfläche des Werkstückes wirksam wird 4