EP1275478B1 - Vorrichtung zum Schneiden biegeweicher, flächiger Werkstücke - Google Patents

Vorrichtung zum Schneiden biegeweicher, flächiger Werkstücke Download PDF

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EP1275478B1 EP02450140A EP02450140A EP1275478B1 EP 1275478 B1 EP1275478 B1 EP 1275478B1 EP 02450140 A EP02450140 A EP 02450140A EP 02450140 A EP02450140 A EP 02450140A EP 1275478 B1 EP1275478 B1 EP 1275478B1
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EP
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knife
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workpiece
cutting
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Gottgried Blaimschein
Franz Heidlmayr
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GFM GmbH
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    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
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    • Y10T83/748—With work immobilizer
    • Y10T83/7587—Gapped work-constrainer

Definitions

  • the invention relates to a device for cutting flexible, flat workpieces with a workpiece support, one to the workpiece support adjustable, at least one knife having cutter head and with a knife head associated, laterally next to the knife provided and this opposite to the workpiece support adjustable Stripper plate.
  • a cutter head with at least one Inserting a knife the workpiece receiving on a workpiece support is adjustable and relative to the workpiece support along a predetermined Cutting process is performed.
  • the correct position of the workpiece on the workpiece support is assigned by a cutter head Sliding shoe, which not only the workpiece against the workpiece support holds, but also for keeping a predetermined Cutting depth ensures that by moving the shoe against the Knife can be adjusted perpendicular to the workpiece support.
  • the invention is therefore based on the object, a device for Cutting bending soft, flat workpieces of the type described in such a way that one of the respective material of the workpiece largely independent, accurate cutting enabling bracket of the workpiece on the workpiece support can be ensured without To fear damage to the workpiece surface.
  • the invention solves the problem set by the fact that the hold-down from at least one pressure roller forming a conical rolling surface with a transverse to the cutting direction, inclined relative to the workpiece support Axis exists.
  • At least one pressure roller as a hold-down can first a sliding movement between the hold-down and the workpiece be avoided, whereby the due to such a sliding movement at a Sliding occurring difficulties are prevented.
  • the due the conical rolling surface different peripheral speeds of Pressure rollers have no practical significance in this context.
  • the conical rolling surface conditional inclination of the pressure roller axis is required to hold the hold down in the smallest possible lateral distance to be able to start from the knife to the workpiece. Because of the rolling the conical rolling surface of the pressure roller on the workpiece surface in the immediate Near the knife engagement the workpiece in the area of the knife engagement is kept pressed cut to the workpiece support, is Such workpiece holder for workpieces made of different workpieces equally suitable.
  • the pressure roller can be pot-like be formed, wherein the pot wall open towards the knife the Rolling surface forms.
  • This cup-like design of the pressure roller allows a partial Recording the cutter head in the pot area of the pressure roller, so that the Pressure roller near the knife can be placed on the workpiece.
  • the inventive Pressure rollers are used advantageously. It's just a heater for the pressure roller or the pressure rollers at least in the area of Rolling surface to provide over the rolling surfaces, the heat transfer to the to ensure thermally treated cutting edge area.
  • the storage of the pressure roller or pressure roller pair can be different Be solved constructive way.
  • a Housing which can be connected from one to the cutter head Support ring and a bearing ring in the support ring against spring force axially displaceable bearing ring for receiving the pressure roller or pressure rollers.
  • On the Support ring is the housing for the pressure roller or the pressure rollers coaxial with Knife head attached to this, so that upon rotation of the cutter head for knife guidance along a given cutting process the respective Pressure roller is taken and their required for the workpiece holder spatial assignment to the knife maintains.
  • the bearing ring relative to the support ring is the respective pressure load of the workpiece predetermined by the pressure rollers.
  • a workpiece support 2 usually a cutting table, provided, opposite to a cutter head 3 along a predetermined cutting process can be moved.
  • This knife head 3 is provided with at least one blade 4, which is suitable for cutting Grooves or bevels as a peeling knife or for cutting the workpiece 1 may be formed as a separating knife.
  • New compared to conventional Knife heads 3 is the intended hold-down for cutting fair Pressing the workpiece 1 to the workpiece support 2 in the form of two pressure rollers 5, whose axes 6 extend transversely to the cutting direction and are inclined relative to the workpiece support 2.
  • the axes 6 of the pressure rollers 5 are held in a bearing ring 7 of a housing 8, in addition to the bearing ring 7 comprises a connectable to the cutter head 3 support ring 9.
  • the Housing 8 is thus coaxial with the axis of rotation 10 of the cutter head 3 at this attached, so that the pressure rollers 5 to the knife guide along the predetermined cutting process required rotational movements about the axis of rotation Join in 10
  • the bearing ring 7 is guided axially displaceably within the support ring 9, with the help of engaging in axial slots 11 of the bearing ring 7 Guide pin 12.
  • the bearing ring 7 is thereby by compression springs 13 held in a stop position from which the bearing ring 7 in the housing. 8 can be inserted.
  • the in a receiving bore 14 on the bearing ring. 7 supported compression springs 13 find their other abutment in pressure plates 15, which are inserted in circumferential slots 16 of the support ring 9 and axial bolts 17 to guide the springs 13 wear.
  • the pressure rollers 5, which rotate freely in the illustrated embodiment are stored, but also via controlled drives depending on the respective Intersection can be driven, roll under exercise a corresponding pressure force over conical rolling surfaces 18 on the workpiece 1, which is about this pressure load immediately to the side of the Knife 4 is cut down to the correct level on the workpiece support 2.
  • the pressure rollers are the fifth cup-shaped, wherein the pot wall 19 of the against the knife 4 out opening pots form the rolling surfaces 18.
  • the pressure rollers 5 could at least be heated in the region of the rolling surfaces 18, about the pressure rollers. 5 to suspend the cut edges of a heat treatment.
  • the Contact pressure of the pressure rollers 5 to the workpiece 1 via a control device be controlled according to the respective requirements. The mechanical Prerequisites for this are yes by the axial displacement of the bearing ring 7 in the housing 8 given.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schneiden biegeweicher, flächiger Werkstücke mit einer Werkstückauflage, einem an die Werkstückauflage anstellbaren, wenigstens ein Messer aufweisenden Messerkopf und mit einem dem Messerkopf zugeordneten, seitlich neben dem Messer vorgesehenen und diesem gegenüber senkrecht zur Werkstückauflage verstellbaren Niederhalter.
Zum Schneiden und Anfasen der Schnittkanten flächiger Werkstücke ist es bekannt (DE 198 55 803 A1), einen Messerkopf mit wenigstens einem Messer einzusetzen, der an eine das Werkstück aufnehmende Werkstückauflage anstellbar ist und relativ zur Werkstückauflage entlang eines vorgegebenen Schnittverlaufes geführt wird. Die schnittgerechte Lage des Werkstückes auf der Werkstückauflage wird dabei durch einen dem Messerkopf zugeordneten Gleitschuh festgehalten, der nicht nur das Werkstück gegen die Werkstückauflage niederhält, sondern auch für das Einhalten einer vorgegebenen Schnittiefe sorgt, die durch ein Verlagern des Gleitschuhs gegenüber dem Messer senkrecht zur Werkstückauflage eingestellt werden kann. Solche Gleitschuhe können allerdings bei biegeweichen, flächigen Werkstücken, die zur Faltenbildung neigen, wie dies beispielsweise bei Leder der Fall ist, eine Verlagerung sich allenfalls bildender Falten bewirken, was aufgrund der damit verbundenen bereichsweisen Lageveränderung des Werkstückes die Schnittgenauigkeit beeinträchtigt. Außerdem besteht die Gefahr, daß bei empfindlichen Werkstückoberflächen der Gleitschuh die Werkstückoberfläche beschädigt.
In der US-A-5 699 707 wird die Verwendung von konischen Rollen als Niederhalten vorgeschlagen, jedoch sind deren Achsen nicht gegenüber den Werkstückauflage geneigt.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Schneiden biegeweicher, flächiger Werkstücke der eingangs geschilderten Art so auszugestalten, daß eine vom jeweiligen Werkstoff des Werkstückes weitgehend unabhängige, eine genaue Schnittführung ermöglichende Halterung des Werkstückes auf der Werkstückauflage sichergestellt werden kann, ohne Beschädigungen der Werkstückoberfläche befürchten zu müssen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Niederhalter aus zumindest einer eine konische Rollfläche bildenden Druckrolle mit einer quer zur Schnittrichtung verlaufenden, gegenüber der Werkstückauflage geneigten Achse besteht.
Durch den Einsatz wenigstens einer Druckrolle als Niederhalter kann zunächst eine Gleitbewegung zwischen dem Niederhalter und dem Werkstück vermieden werden, womit die aufgrund einer solchen Gleitbewegung bei einem Gleitschuh auftretenden Schwierigkeiten unterbunden werden. Die aufgrund der konischen Rollfläche unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten der Druckrolle haben in diesem Zusammenhang keine praktische Bedeutung. Die die konische Rollfläche bedingende Neigung der Druckrollenachse ist jedoch erforderlich, um den Niederhalter in einem möglichst kleinen seitlichen Abstand vom Messer an das Werkstück anstellen zu können. Da durch das Abwälzen der konischen Rollfläche der Druckrolle auf der Werkstückoberfläche in unmittelbarer Nähe des Messereingriffes das Werkstück im Bereich des Messereingriffes schnittgerecht an die Werkstückauflage angedrückt gehalten wird, ist eine solche Werkstückhalterung für Werkstücke aus unterschiedlichen Werkstücken gleichermaßen geeignet. Es können somit biegeweiche, zur Faltenbildung neigende Werkstücke oder aber auch Werkstücke aus einem Faserwerkstoff geschnitten werden, der sonst eine Deckfolie erfordert, weil eben über die Druckrolle die Fasern im Schnittbereich mit einer ausreichenden Kraft an die Werkstückauflage angedrückt und damit gegen eine Verlagerung in Schnittrichtung festgehalten werden können, ohne durch den Vorschub des Niederhalters nachteilige Auswirkungen auf das Werkstück in Kauf nehmen zu müssen.
Um einen für die Werkstückbelastung vorteilhaften, vergleichsweise großen Durchmesser der Druckrolle zu erhalten, und zwar bei einer vergleichsweise geringen Konizität der Rollfläche, kann die Druckrolle topfartig ausgebildet werden, wobei die gegen das Messer hin offene Topfwand die Rollfläche bildet. Diese topfartige Ausbildung der Druckrolle erlaubt eine teilweise Aufnahme des Messerkopfes im Topfbereich der Druckrolle, so daß die Druckrolle nahe dem Messer auf das Werkstück aufgesetzt werden kann.
Obwohl in Abhängigkeit von den Werkstückeigenschaften in manchen Fällen mit einer einzigen Druckrolle das Auslangen gefunden werden kann, werden im allgemeinen dann besonders günstige Schnittbedingungen sichergestellt, wenn zwei Druckrollen symmetrisch zu einer in Schnittrichtung verlaufenden, zur Werkstückauflage senkrechten Ebene angeordnet sind. In diesem Fall ergibt sich hinsichtlich der Schnittführung eine symmetrische Halterung des Werkstückes in einem unmittelbar an den Messereingriff anschließenden Seitenbereich, was günstige Voraussetzungen für einen genauen Schnittverlauf sicherstellt.
Je nach den Schnittbedingungen und der Art der zu schneidenden Werkstücke können die Druckrollen solcher Niederhalter frei drehbar gelagert oder angetrieben werden. Werden Druckrollenantriebe vorgesehen, so empfiehlt es sich, den Antrieb für die jeweilige Druckrolle in Abhängigkeit vom Schnittverlauf zu steuern, um die durch den Schnittverlauf bedingten Abweichungen der mittleren Umfangsgeschwindigkeit der Rollfläche der jeweiligen Druckrolle von der Schnittgeschwindigkeit berücksichtigen zu können. Aufgrund des seitlichen Abstandes der Druckrollen vom Messer ergeben sich ja für die Rollbahnen der Druckrollen gegenüber einem Krümmungsradius des Schnittverlaufes unterschiedliche Radien.
Wie bereits erwähnt wurde, kann durch die Abwälzbewegung der konischen Rollflächen auf dem niederzuhaltenden Werkstück die vorschubbedingte Schubbelastung des Werkstückes durch die Druckrollen auch bei größeren Druckbelastungen des Werkstückes vergleichsweise klein gehalten werden. Damit ergeben sich vorteilhafte Voraussetzungen zur Steuerung des Anpreßdruckes der Druckrolle bzw. der Druckrollen an das Werkstück. Zu diesem Zweck ist es lediglich nötig, eine entsprechende Steuereinrichtung für eine Druckbeaufschlagung der senkrecht zur Werkstückauflage verstellbaren Druckrollen vorzusehen. Diese Einrichtung kann im einfachsten Fall aus wenigstens einer in ihrer Vorspannung einstellbaren Druckfeder bestehen.
Sollen Werkstücke im Schnittkantenbereich beispielsweise durch ein Aufschmelzen thermisch verfestigt werden, so können hiefür die erfindungsgemäßen Druckrollen vorteilhaft eingesetzt werden. Es ist lediglich eine Heizeinrichtung für die Druckrolle bzw. die Druckrollen zumindest im Bereich der Rollfläche vorzusehen, um über die Rollflächen die Wärmeübertragung auf den thermisch zu behandelnden Schnittkantenbereich sicherzustellen.
Die Lagerung der Druckrolle bzw. des Druckrollenpaares kann in unterschiedlicher Weise konstruktiv gelöst werden. Besonders einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn für die Druckrolle bzw. die Druckrollen ein Gehäuse vorgesehen ist, das aus einem an den Messerkopf anschließbaren Tragring und einem im Tragring gegen Federkraft axial verschiebbaren Lagerring zur Aufnahme der Druckrolle bzw. der Druckrollen besteht. Über den Tragring wird das Gehäuse für die Druckrolle bzw. die Druckrollen koaxial zum Messerkopf an diesem befestigt, so daß bei einer Drehung des Messerkopfes zur Messerführung entlang eines vorgegebenen Schnittverlaufes die jeweilige Druckrolle mitgenommen wird und ihre für die Werkstückhalterung erforderliche räumliche Zuordnung zum Messer beibehält. Mit Hilfe der federnden Abstützung des Lagerringes gegenüber dem Tragring wird die jeweilige Druckbelastung des Werkstückes durch die Druckrollen vorgegeben.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1
eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schneiden biegeweicher, flächiger Werkstücke in einem vereinfachten Axialschnitt senkrecht zur Schnittrichtung,
Fig. 2
eine zum Teil aufgerissene Draufsicht auf das die Druckrollen aufnehmende Gehäuse und
Fig. 3
einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist für das zu schneidende, biegeweiche, flächige Werkstück 1 eine Werkstückauflage 2, üblicherweise ein Schneidetisch, vorgesehen, gegenüber der ein Messerkopf 3 entlang eines vorgegebenen Schnittverlaufes verfahren werden kann. Dieser Messerkopf 3 ist mit wenigstens einem Messer 4 versehen, das zum Schneiden von Nuten oder Anfasungen als Schälmesser oder zum Durchschneiden des Werkstückes 1 als Trennmesser ausgebildet sein kann. Selbstverständlich ist auch eine Kombination von Schäl- und Trennmesser möglich. Neu gegenüber herkömmlichen Messerköpfen 3 ist der vorgesehene Niederhalter zum schnittgerechten Andrücken des Werkstückes 1 an die Werkstückauflage 2 in Form von zwei Druckrollen 5, deren Achsen 6 quer zur Schnittrichtung verlaufen und gegenüber der Werkstückauflage 2 geneigt sind. Die Achsen 6 der Druckrollen 5 sind in einem Lagerring 7 eines Gehäuses 8 gehalten, das neben dem Lagerring 7 einen an den Messerkopf 3 anschließbaren Tragring 9 umfaßt. Das Gehäuse 8 wird somit koaxial zur Drehachse 10 des Messerkopfes 3 an diesem befestigt, so daß die Druckrollen 5 die zur Messerführung entlang des vorgegebenen Schnittverlaufes erforderlichen Drehbewegungen um die Drehachse 10 mitmachen.
Der Lagerring 7 ist innerhalb des Tragringes 9 axial verschiebbar geführt, und zwar mit Hilfe von in axiale Langlöcher 11 des Lagerringes 7 eingreifenden Führungsbolzen 12. Der Lagerring 7 wird dabei durch Druckfedern 13 in einer Anschlaglage gehalten, aus der der Lagerring 7 in das Gehäuse 8 eingeschoben werden kann. Die in einer Aufnahmebohrung 14 am Lagerring 7 abgestützten Druckfedern 13 finden ihr anderes Widerlager in Druckplatten 15, die in Umfangsschlitze 16 des Tragringes 9 eingesetzt sind und axiale Bolzen 17 zur Führung der Druckfedern 13 tragen.
Die Druckrollen 5, die im dargestellten Ausführungsbeispiel frei drehbar gelagert sind, aber auch über gesteuerte Antriebe in Abhängigkeit vom jeweiligen Schnittverlauf angetrieben werden können, wälzen sich unter Ausübung einer entsprechenden Druckkraft über konische Rollflächen 18 auf dem Werkstück 1 ab, das über diese Druckbelastung unmittelbar seitlich neben dem Messer 4 schnittgerecht auf der Werkstückauflage 2 niedergespannt wird. Wie insbesondere der Fig. 1 entnommen werden kann, sind die Druckrollen 5 topfartig ausgebildet, wobei die Topfwand 19 der sich gegen das Messer 4 hin öffnenden Töpfe die Rollflächen 18 bilden. Die durch die topfartige Ausbildung der Druckrollen 5 erhaltenen Hohlräume erlauben trotz des seitlichen Platzbedarfes für den Messerhalter das Einhalten kleiner seitlicher Abstände zwischen Messer 4 und Druckrollen 5, was sich vorteilhaft auf die Schnittbedingungen auswirkt.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnten beispielsweise die Druckrollen 5 zumindest im Bereich der Rollflächen 18 beheizbar sein, um über die Druckrollen 5 die Schnittkanten einer Wärmebehandlung auszusetzen. Außerdem könnte der Anpreßdruck der Druckrollen 5 an das Werkstück 1 über eine Steuereinrichtung entsprechend den jeweiligen Anforderungen gesteuert werden. Die mechanischen Voraussetzungen hiefür sind ja durch die axiale Verschiebbarkeit des Lagerringes 7 im Gehäuse 8 gegeben.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Schneiden biegeweicher, flächiger Werkstücke (1) mit einer Werkstückauflage (2), einem an die Werkstückauflage (2) anstellbaren, wenigstens ein Messer (4) aufweisenden Messerkopf (3) und mit einem dem Messerkopf (3) zugeordneten, seitlich neben dem Messer (4) vorgesehenen und diesem gegenüber senkrecht zur Werkstückauflage (2) verstellbaren Niederhalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter aus zumindest einer eine konische Rollfläche (18) bildenden Druckrolle (5) mit einer quer zur Schnittrichtung verlaufenden, gegenüber der Werkstückauflage (2) geneigten Achse (6) besteht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrolle (5) topfartig ausgebildet ist, wobei die gegen das Messer (4) hin offene Topfwand (19) die Rollfläche (18) bildet.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß zwei Druckrollen (5) symmetrisch zu einer in Schnittrichtung verlaufenden, zur Werkstückauflage (2) senkrechten Ebene angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb für die Druckrolle bzw. die Druckrollen (5) vorgesehen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die jeweilige Druckrolle (5) in Abhängigkeit vom Schnittverlauf ansteuerbar ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung für den Anpreßdruck der Druckrolle bzw. der Druckrollen (5) vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Heizeinrichtung für die Druckrolle bzw. die Druckrollen (5) zumindest im Bereich der Rollfläche (18) vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Druckrolle bzw. die Druckrollen (5) ein Gehäuse (8) vorgesehen ist, das aus einem an den Messerkopf (3) anschließbaren Tragring (9) und einem im Tragring (9) gegen Federkraft axial verschiebbaren Lagerring (7) zur Aufnahme der Druckrolle bzw. der Druckrollen (5) besteht.
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