EP3936291A1 - Schneidklingenmontagevorrichtung, schneidvorrichtung, magazin für eine schneidklinge, sowie verfahren zum wechsel einer schneidklinge - Google Patents

Schneidklingenmontagevorrichtung, schneidvorrichtung, magazin für eine schneidklinge, sowie verfahren zum wechsel einer schneidklinge Download PDF

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Publication number
EP3936291A1
EP3936291A1 EP21183982.4A EP21183982A EP3936291A1 EP 3936291 A1 EP3936291 A1 EP 3936291A1 EP 21183982 A EP21183982 A EP 21183982A EP 3936291 A1 EP3936291 A1 EP 3936291A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutting blade
cutting
magazine
fastening element
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21183982.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Pekal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Frimo Group GmbH
Original Assignee
Frimo Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Frimo Group GmbH filed Critical Frimo Group GmbH
Publication of EP3936291A1 publication Critical patent/EP3936291A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
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    • B26F3/00—Severing by means other than cutting; Apparatus therefor
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    • B26D1/0006—Cutting members therefor
    • B26D2001/006—Cutting members therefor the cutting blade having a special shape, e.g. a special outline, serrations

Definitions

  • the invention relates to a cutting blade assembly device, a cutting device, in particular an ultrasonic cutting device, and a magazine for a cutting blade.
  • a method for changing a cutting blade is also provided.
  • Ultrasonic cutting devices are known in the prior art, which are used for cutting, for example, artificial or natural leather.
  • the EP 2 347 870 A1 discloses a device for producing a tear line in the back of a covering material, wherein the covering material preferably consists at least in sections of plastic, in particular an interior trim material for vehicles.
  • the apparatus includes a pad for supporting the liner material and a spaced-apart, motorized reciprocating tool toward the liner, which is plungable into the back of the liner material and advanceable following the path of the desired tear line.
  • the device is characterized by the fact that the tool is formed by a chisel, the reciprocating movement of which is effected at a frequency of 16 to 70 kHz, preferably 18 to 40 kHz.
  • a cutting blade with an ultrasonic cutting device is moved back and forth by means of a sonotrode. Due to the high frequency during the cutting process, the cutting blade is exposed to correspondingly high acceleration forces.
  • changing the cutting blades is always a source of error, which leads to a subsequently reduced quality of cut on the product, for example if the Cutting blade is not inserted and secured in the cutting blade holder with the correct angular orientation. In addition to reduced cutting quality, this can also lead to the cutting blade breaking or the product to be manufactured being destroyed. In addition, if the insertion torque for fastening the cutting blade is incorrect, the user can cause welding to the cutting blade holder or destroy the interface between the blade and the sonotrode.
  • the aim of the invention is to at least partially eliminate the aforementioned problems and to make it easier to change a cutting blade.
  • the invention provides a cutting blade mounting device according to claim 1. Furthermore, the invention is directed to a cutting device, a magazine for a cutting blade and a method for changing a cutting blade. Preferred embodiments are set out in the dependent claims. Features of the dependent claims relating to the cutting blade assembly device can also be used in the cutting device, the magazine for the cutting blade and/or the method. The same applies to the dependent claims relating to the cutting device, the magazine for a cutting blade and the method.
  • the cutting blade mounting device comprises a cutting blade with a shank and a fastening element which at least partially accommodates the shank of the cutting blade.
  • the attachment member has a structure for attachment to a cutting blade holder of a cutting device.
  • Said structure for attachment to a cutting blade holder of a cutting device can be a be thread.
  • the structure can be a projection or a recess to which a cutting blade holder of a cutting device can snap.
  • the cutting blade assembly device has the advantage that the correct alignment of the cutting blade on the cutting blade holder can be established in a repeatable manner. Thus, it is possible to change a cutting blade safely and reliably. Furthermore, a specific pull-in torque for connecting the cutting blade to the cutting blade holder of a cutting device can be monitored and repeatedly maintained. The installation length of the cutting blade can also be monitored.
  • the cutting blade mounting device a blade change is made possible without interrupting the manufacturing or cutting process.
  • the blade change cycle time can be reduced compared to a manual change and carried out within a defined time window.
  • the cutting blade assembly device has a device for detecting and/or evaluating the quality of the cutting blade.
  • One cutting blade or several cutting blades can be accommodated in the magazine. Because the cutting blade is changed by taking the cutting blade from the magazine, possible errors in the manual assembly of a cutting blade can be avoided. If a magazine accommodates several cutting blades, different blade geometries can be kept ready, which can be exchanged in a cutting device as required can become. Thus, the flexibility of a system/machine with such a cutting device and a is significantly increased.
  • the fastening element has an engagement structure on which a transmission element drive element can engage in order to cause the fastening element to rotate.
  • the fastening element can thus be fixed by means of a rotary movement.
  • the engagement structure is designed like a gear wheel, so that a safe and defined power transmission is ensured.
  • the cutting blade has a projection, in particular a peripheral projection, which bears against an inner side of the fastening element.
  • the protrusion of the cutting blade may abut an inner portion of the fastener.
  • said structure which is designed as a thread in a preferred embodiment, is more preferably an internal thread. In this way, a secure attachment can be guaranteed and a blade change can be carried out within a defined time window.
  • the fastening element can be rotated relative to the cutting blade, so that the cutting blade can be fastened with a relatively simple construction.
  • the invention relates to a cutting device which is designed, for example, as an ultrasonic cutting device.
  • the cutting device comprises: a drive for generating an oscillating movement, and a cutting blade holder which has a cutting blade receptacle Having recording a cutting blade.
  • the cutting blade holder is designed in such a way that the drive can drive the cutting blade.
  • the cutting blade holder has a structure, in particular a thread, to which a fastening element accommodating a cutting blade can be attached for fastening.
  • the mentioned structure can be a thread.
  • the structure can be a protrusion or a recess.
  • the cutting device enables a blade change without interrupting the manufacturing or cutting process.
  • the blade change cycle time can be shortened compared to a manual change and can be carried out within a defined time window.
  • An evaluation with regard to the quality of the blade can also be carried out.
  • the structure, in particular threads, of the cutting blade holder can be an external thread.
  • an abutment section is or is provided on an outermost section of the cutting blade holder, which serves or is designed as a stop for a projection of the cutting blade.
  • a magazine for a cutting blade or several cutting blades, the magazine having: a cutting blade carrier, which is designed to receive a fastening element for a cutting blade, a drive element, which is set up to cause the fastening element to be fastened to a cutting device.
  • the attachment can in particular by a Rotational movement of the fastener, driven by the drive element, are effected.
  • the magazine has a device for detecting and/or evaluating the quality of the cutting blade.
  • the magazine can be designed such that the cutting blade carrier has a first component and a second component which are movable relative to one another, the tracking element engaging the first component in order to move the first component of the cutting blade carrier in an axial direction.
  • the drive element is preferably designed as a gear wheel for transmitting a rotary movement to the fastening element.
  • a drive element and a shaft are provided, which are connected to one another.
  • the drive member may be attached to the shaft.
  • the shaft may extend in a direction parallel to the axial direction.
  • a counter bearing can be provided on the magazine, which is arranged in such a way that the fastening element is accommodated between the counter bearing and the drive element.
  • the fastener is held securely during a blade change.
  • a method for changing a cutting blade is also provided.
  • a cutting device or a magazine according to one of the previously mentioned aspects can be used as part of the method.
  • a cutting device in particular an ultrasonic cutting device, is aligned relative to a magazine, so that a cutting blade can be received by a cutting blade holder of the cutting device.
  • the method further includes the step of attaching the cutting blade to a cutting blade holder of the cutting device by means of a powered fastener.
  • the fastening element is rotated to fasten the cutting blade. This rotary movement is carried out until attachment of the cutting blade is made. In the course of this, the cutting blade is attached to the cutting device in a defined orientation.
  • a blade change is carried out in the course of the method.
  • a cutting blade already attached to the cutting device is removed and accommodated in the magazine.
  • a cutting blade 10 is accommodated in a magazine 100 .
  • the magazine 100 according to the embodiment accommodates only a single cutter blade 10, the magazine 100 can be arbitrarily expanded to accommodate a plurality of cutter blades.
  • Such a cutting blade 10 is used, for example, for a separating process for countless materials, or to introduce weakening lines into a material.
  • this can be a weakening line in an artificial leather material that is used to cover an interior component of a passenger car.
  • the cutting blade 10 includes a tip 11 which dips into the material to be cut and a shank 13 which is received in a cutting blade holder (described below).
  • a cutting blade holder (described below).
  • a projection 12 which, as will be explained later, comes into contact with an abutting portion of a cutting blade holder.
  • the cutting blade 10 is accommodated in a fastening element 20 which extends at least in sections around the shank 13 in the cutting blade 10 .
  • the projection 12 of the cutting blade 10 comes into contact with an inner section of the fastening element 20 .
  • the fastener 20 includes a male engaging structure 21 formed on an outer peripheral side of the fastener 20 like a gear, for example, and a female thread 22 opposed to the shank 13 of the cutting blade 10 at a certain distance.
  • a gear-like fastener is described in the present embodiment, the fastener may be formed in a hexagonal shape or the like, for example.
  • the fastener 20 with the cutting blade 10 is accommodated in a magazine 100 .
  • the magazine 100 comprises a housing 101 and a base 102.
  • the base 102 forms an inner recess 102a in which a spring 104 extends.
  • the direction in which the spring 104 extends is also referred to as the axial direction A.
  • a cutting blade support 105 which is in contact with the spring 104 is accommodated in the inner recess 102a.
  • the cutting blade carrier 105 can be designed in the form of a splined hub in order to be able to advantageously transmit torque.
  • the cutting blade carrier 105 is designed in several parts.
  • An inner component 106 is provided in the center and is accommodated in an outer component 107 .
  • the inner member 106 is slidable relative to the outer member 107 along the axial direction.
  • the inner component 106 comprises a recess 106a, in which the cutting blade 10 is received in sections, and a receiving section 106b, in which the spring 104 is inserted at least in sections. Furthermore, a stop 106c is provided, which limits the axial movement of the inner component 106 relative to the outer component 107.
  • the inner component 106 can be designed in the form of a spline in order to be able to absorb torque in an advantageous manner.
  • the magazine 100 includes a counter bearing 103 which is opposite a drive element (e.g. gearwheel) 115 .
  • the fastening element 20 with the blade 10 is accommodated between the counter bearing 103 and the drive element 115 .
  • the magazine 100 has a drive for actuating the fastening element 20 .
  • the drive includes a drive element 110, which in the embodiment as Drive pulley is formed, which can be driven by a belt.
  • the drive element 110 can also be designed as a gear wheel or the like.
  • the drive member 110 is fixed to a shaft 111 extending parallel to the axial direction A. As shown in FIG.
  • the shaft 111 is rotatably supported on the base 102 through a first bearing 112 and a second bearing 113 .
  • the driving member 115 having an engaging structure (gear) that meshes with the male engaging structure 21 of the fastener 20 is attached. If the drive element 115 is rotated, the fastening element 20 is thus also set in a rotational movement.
  • the cutting blade 10 is intended to be accommodated in a cutting device 200 .
  • the cutting device 200 comprises a cutting blade holder 210 which has a cutting blade receptacle 211 . At an outermost portion of the cutting blade holder 210, an abutment portion 212 is provided.
  • Reciprocation (oscillating movement) of the cutting blade 10 during a cutting operation is effected by means of a sonotrode/booster (or other type of oscillation) incorporated in the cutting device 200 .
  • the cutting blade is set in an oscillating movement in the range of 20-50 kHz.
  • the cutting blade 10 inserted into the fastener 20 is in a storage position.
  • an operator can bring the cutting blade 10 with the fastening element 20 into the magazine 100 and thus hold it ready for transfer to a cutting device 200 .
  • the cutting device 200 is then guided into the area of the magazine 100 .
  • the cutting device 200 can be attached to a robotic arm (not shown in the figures), which moves the cutting device 200 into the area of the magazine 100 for a blade change.
  • the cutting device 200 is aligned in accordance with the axial direction A.
  • the cutting device 200 is now guided in the direction of the cutting blade 10 in such a way that the shank 13 of the cutting blade 10 partially penetrates into the cutting blade receptacle 211 .
  • the drive element 115 is set in a rotational movement, so that the engagement of the drive element 115 on the fastening element 20 causes the fastening element 20 to be rotated about the axial direction (axis) A.
  • the male thread of the cutting blade holder 211 is inserted into the female thread 22 of the fastener 20 until the abutment portion 212 is brought into abutment with the projection 12 of the cutting blade 10 .
  • the counter bearing 103 ensures that the fastening element 20 is driven in a rotary motion, but remains in the magazine 100 .
  • the spring 104 presses the fastening element 20 in the direction of the cutting device 200.
  • the cutting device 200 can be removed from the magazine 100 . Included the cutting device 200 is guided along the axial direction A until the cutting blade is outside a region of the magazine 100 .
  • the cutting device 200 equipped in this way with the cutting blade 10 can subsequently carry out ultrasonic processing on a material provided on a support, for example cutting a material or introducing a weakened area into this material.
  • a worn blade 10 can be discarded at a different station (not shown) at a later time.
  • the magazine 100 can be equipped with a new blade.

Landscapes

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  • Forests & Forestry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneidklingenmontagevorrichtung mit einer eine Schneidklinge, die einen Schaft aufweist, und ein Befestigungselement, das den Schaft der Schneidklinge zumindest abschnittsweise aufnimmt. Das Befestigungselement weist eine Struktur, insbesondere ein Gewinde, zur Befestigung an einem Schneidklingenhalter einer Schneidvorrichtung auf.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Schneidklingenmontagevorrichtung, eine Schneidvorrichtung, insbesondere Ultraschall-Schneidvorrichtung, sowie ein Magazin für eine Schneidklinge. Ferner wird ein Verfahren zum Wechsel einer Schneidklinge bereitgestellt.
    • Stand der Technik
  • Im Stand der Technik sind Ultraschall-Schneidvorrichtungen bekannt, die zum Schneiden von beispielsweise künstlichem oder natürlichem Leder Anwendung finden.
  • Beispielsweise ist die EP 2 347 870 A1 bekannt, die eine Vorrichtung zum Herstellen einer Aufreißlinie in der Rückseite eines Abdeckmaterials offenbart, wobei das Abdeckmaterial bevorzugt zumindest abschnittsweise aus Kunststoff besteht, insbesondere eines Innenverkleidungsmaterials für Fahrzeuge. Die Vorrichtung umfasst eine Auflage, durch die das Abdeckmaterial abstützbar ist, und ein in einem Abstand darüber angebrachtes, motorisch in Richtung der Auflage hin- und herbewegbares Werkzeug, das in die Rückseite des Abdeckmaterials eintauchbar und dem Verlauf der gewünschten Aufreißlinie folgend vorwärts bewegbar ist. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkzeug durch einen Meißel gebildet ist, dessen Hin- und Herbewegung mit einer Frequenz von 16 bis 70kHz, bevorzugt 18 bis 40kHz bewirkt wird.
  • Ein Hin- und Herbewegung einer Schneidklinge mit einer Ultraschall-Schneidvorrichtung erfolgt dabei mittels einer Sonotrode. Die Schneidklinge ist auf Grund der hohen Frequenz während des Schneidprozesses entsprechend hohen Beschleunigungskräften ausgesetzt.
  • Es hat sich gezeigt, dass auf Grund der genannten Belastung auf die Schneidklinge Maßnahmen erforderlich sind, die verhindern, dass die Schneidklinge während eines Schneidprozesses durch die oszillierenden Kräfte an einem Schneidklingenhalter einer Schneidvorrichtung angeschweißt wird. Dabei ist es zum Beispiel bekannt, an der Schneidklinge oder dem Schneidklingenhalter eine Kupferpaste aufzubringen, die zwischen der Schneidklinge und dem Schneidklingenhalter eine Schicht bildet und somit ein Verschweißen dieser beiden Elemente verhindert.
  • Allerdings hat dieses Vorgehen den Nachteil, dass zum Wechseln einer Schneidklinge ein relativ hoher Aufwand betrieben werden muss. Hierzu muss ein Bediener beim Wechsel einer Schneidklinge die Kupferpaste an der Schneidklinge oder am Schneidklingenhalter auftragen, sodass die Kupferpaste zwischen der Schneidklinge und dem Schneidklingenhalter eine Schicht ausbilden kann.
  • Dies führt zu relativ hohen Stillstandzeiten einer Anlage mit einer solchen Schneidvorrichtung. Darüber hinaus besteht beim manuellen Wechsel der Schneidklinge stets eine Verletzungsgefahr für den Bediener.
  • Ferner stellt der Wechsel der Schneidklingen stets eine Fehlerquelle dar, die zu einer nachfolgend verminderten Schnittqualität am Produkt führt, beispielsweise wenn die Schneidklinge nicht in der korrekten Winkelausrichtung in den Schneidklingenhalter eingeführt und dort befestigt wird. Dies kann neben einer verminderten Schnittqualität auch zum Bruch der Schneidklinge oder zur Zerstörung des zu fertigenden Produkts führen. Darüber hinaus kann der Nutzer bei falschem Einziehdrehmoment zur Befestigung der Schneidklinge ein Verschweißen mit dem Schneidklingenhalter herbeiführen, bzw. die Schnittstelle zwischen Klinge/Sonotrode zerstören.
    • Gegenstand der Erfindung
  • Ziel der Erfindung ist es, die zuvor genannten Probleme zumindest teilweise zu beheben und einen Wechsel einer Schneidklinge zu erleichtern.
  • Hierfür stellt die Erfindung eine Schneidklingenmontagevorrichtung gemäß Anspruch 1 bereit. Ferner ist die Erfindung auf eine Schneidvorrichtung, ein Magazin für eine Schneidklinge sowie ein Verfahren zum Wechsel einer Schneidklinge gerichtet. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. Dabei können Merkmale der abhängigen Ansprüche zur Schneidklingenmontagevorrichtung auch bei der Schneidvorrichtung, dem Magazin für die Schneidklinge und/oder dem Verfahren zum Einsatz kommen. Entsprechendes gilt für die abhängigen Ansprüche zur Schneidvorrichtung, zum Magazin für eine Schneidklinge sowie zum Verfahren.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Schneidklingenmontagevorrichtung eine Schneidklinge mit einem Schaft, sowie ein Befestigungselement, das den Schaft der Schneidklinge zumindest abschnittsweise aufnimmt. Ferner weist das Befestigungselement eine Struktur zur Befestigung an einem Schneidklingenhalter einer Schneidvorrichtung auf.
  • Die genannte Struktur zur Befestigung an einem Schneidklingenhalter einer Schneidvorrichtung kann ein Gewinde sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann es sich bei der Struktur um einen Vorsprung oder eine Aussparung handeln, an der ein Schneidklingenhalter einer Schneidvorrichtung einrasten kann.
  • Die Schneidklingenmontagevorrichtung hat den Vorteil, dass die korrekte Ausrichtung der Schneidklinge am Schneidklingenhalter wiederholbar hergestellt werden kann. Somit ist es möglich, eine Schneidklinge sicher und zuverlässig zu wechseln. Ferner kann ein bestimmtes Einziehdrehmoment zur Verbindung der Schneidklinge am Schneidklingenhalter einer Schneidvorrichtung überwacht und wiederholbar eingehalten werden. Auch die Einbaulänge der Schneidklinge kann überwacht werden.
  • Ferner wird mit der Schneidklingenmontagevorrichtung ein Klingenwechsel ermöglicht, ohne den Fertigungs- oder Schneidprozess zu unterbrechen. Auf diese Weise kann die Taktzeit des Klingenwechsels im Vergleich zu einem manuellen Wechsel verkürzt und in einem definierten Zeitfenster ausgeführt werden.
  • Auch kann eine Bewertung hinsichtlich der Qualität der Klinge erfolgen. Hierfür ist es gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Schneidklingenmontagevorrichtung eine Einrichtung zum Erfassen und/oder Auswerten der Qualität der Schneidklinge aufweist.
  • Im Magazin kann eine Schneidklinge oder können mehrere Schneidklingen aufgenommen werden. Dadurch, dass der Wechsel der Schneidklinge durch eine Übernahme der Schneidklinge vom Magazin erfolgt, können mögliche Fehler bei der manuellen Montage einer Schneidklinge vermieden werden. Nimmt ein Magazin mehrere Schneidklingen auf, so können unterschiedliche Klingengeometrien bereitgehalten werden, die je nach Erfordernis in eine Schneidvorrichtung eingewechselt werden können. Somit wird die Flexibilität einer Anlage/Maschine mit einer solchen Schneidvorrichtung und einem deutlich gesteigert.
  • In einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Befestigungselement eine Eingriffsstruktur aufweist, an der ein Übertragungselement Antriebselement eingreifen kann, um das Befestigungselement in eine Drehbewegung zu versetzen. Somit kann das Befestigungselement mittels einer Drehbewegung fixiert werden.
  • Dabei ist es bevorzugt, dass die Eingriffsstruktur zahnradartig ausgebildet ist, sodass eine sichere und definierte Kraftübertragung gewährleistet ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Schneidklinge einen, insbesondere umlaufenden, Vorsprung auf, der an einer Innenseite des Befestigungselements anliegt. Der Vorsprung der Schneidklinge kann an einem inneren Abschnitt des Befestigungselements zur Anlage kommen.
  • Es ist bevorzugt, dass die genannte Struktur, die in einer bevorzugten Ausführungsform als Gewinde ausgebildet ist, weiter bevorzugt ein Innengewinde ist. Somit kann eine sichere Befestigung gewährleistet und ein Klingenwechsel in einem definierten Zeitfenster ausgeführt werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Befestigungselement relativ zur Schneidklinge drehbar ist, sodass mit einer relativ einfachen Konstruktion ein Befestigen der Schneidklinge ermöglicht wird.
  • Ferner betrifft die Erfindung Schneidvorrichtung, die beispielsweise als Ultraschall-Schneidvorrichtung ausgebildet ist. Die Schneidvorrichtung umfasst: einen Antrieb zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung, und einen Schneidklingenhalter, der eine Schneidklingenaufnahme zur Aufnahme einer Schneidklinge aufweist. Dabei ist die Schneidklingenaufnahme derart ausgebildet, dass der Antrieb die Schneidklinge antreiben kann. Ferner ist es vorgesehen, dass der Schneidklingenhalter eine Struktur, insbesondere ein Gewinde, aufweist, an der zur Befestigung eines eine Schneidklinge aufnehmenden Befestigungselements anbringbar ist.
  • Die genannte Struktur kann, wie bereits erläutert, ein Gewinde sein. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann es sich bei der Struktur um einen Vorsprung oder eine Aussparung handeln.
  • Mittels der Schneidvorrichtung wird ein Klingenwechsel ermöglicht, ohne den Fertigungs- oder Schneidprozess zu unterbrechen. Somit kann die Taktzeit des Klingenwechsels im Vergleich zu einem manuellen Wechsel verkürzt und in einem definierten Zeitfenster ausgeführt werden. Auch kann eine Auswertung hinsichtlich der Qualität der Klinge erfolgen.
  • Die Struktur, insbesondere Gewinde, des Schneidklingenhalters kann ein Außengewinde sein.
  • In einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass an einem äußersten Abschnitt des Schneidklingenhalters ein Anlageabschnitt bereitgestellt wird oder ist, der als Anschlag für einen Vorsprung der Schneidklinge dient oder ausgebildet ist.
  • Ferner wird ein Magazin für eine Schneideklinge, oder mehrere Schneidklingen, bereitgestellt, wobei das Magazin aufweist: einen Schneidklingenträger, der zur Aufnahme eines Befestigungselements für eine Schneidklinge ausgebildet ist, ein Antriebselement, das eingerichtet ist, eine Befestigung des Befestigungselements an einer Schneidvorrichtung zu bewirken. Die Befestigung kann dabei insbesondere durch eine Drehbewegung des Befestigungselements, angetrieben durch das Antriebselement, bewirkt werden.
  • Mit einem solchen Magazin wird ein zügiger Klingenwechsel gewährleistet. Hinsichtlich weiterer Vorteile wird auf die voranstehenden Erläuterungen zur Schneidklingenmontagevorrichtung und zur Schneidvorrichtung verwiesen.
  • In einer Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Magazin eine Einrichtung zum Erfassen und/oder Auswerten der Qualität der Schneidklinge aufweist.
  • Das Magazin kann derart ausgebildet sein, dass der Schneidklingenträger ein erstes Bauteil und ein zweites Bauteil aufweist, die relativ zueinander beweglich sind, wobei das Nachführelement am ersten Bauteil angreift, um das erste Bauteil des Schneidklingenträgers in einer axialen Richtung zu bewegen.
  • Bevorzugt ist das Antriebselement zum Übertragen einer Drehbewegung auf das Befestigungselement als Zahnrad ausgebildet.
  • Ferner ist es bevorzugt, dass ein Antriebselement sowie eine Welle vorgesehen sind, die miteinander verbunden sind. Das Antriebselement kann an der Welle befestigt sein. Ferner kann sich die Welle in einer zur axialen Richtung parallelen Richtung erstrecken.
  • Am Magazin kann ein Gegenlager vorgesehen sein, das derart angeordnet ist, dass das Befestigungselement zwischen dem Gegenlager und dem Antriebselement aufgenommen ist. Somit kann eine sichere Kraftübertragung gewährleistet werden. Auch wird das Befestigungselement während eines Klingenwechsels sicher gehalten.
  • Ferner wird ein Verfahren zum Wechsel einer Schneidklinge bereitgestellt. Ihm Rahmen des Verfahrens kann eine Schneidvorrichtung oder ein Magazin gemäß einem der zuvor genannten Aspekte zum Einsatz kommen.
  • Im Zuge des Verfahrens wird eine Schneidvorrichtung, insbesondere Ultraschallschneidvorrichtung, relativ zu einem Magazin ausgerichtet, sodass eine Schneidklinge durch einen Schneidklingenhalter der Schneidvorrichtung aufnehmbar ist. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt des Befestigens der Schneidklinge an einem Schneidklingenhalter der Schneidvorrichtung mittels eines angetriebenen Befestigungselements.
  • Mittels des genannten Verfahrens wird ein Wechsel der zügiger Schneidklinge ermöglicht, ohne den Fertigungs- oder Schneidprozess zu unterbrechen. Auf diese Weise kann die Taktzeit des Klingenwechsels im Vergleich zu einem manuellen Wechsel verkürzt und in einem definierten Zeitfenster ausgeführt werden. Auch kann eine Auswertung hinsichtlich der Qualität der Klinge erfolgen.
  • Es ist bevorzugt, dass das Befestigungselement zum Befestigen der Schneidklinge in eine Drehbewegung versetzt wird. Diese Drehbewegung wird durchgeführt, bis eine Befestigung der Schneidklinge erfolgt ist. Im Zuge dessen wird die Schneidklinge in einer definierten Ausrichtung an der Schneidvorrichtung angebracht.
  • Es ist bevorzugt, dass im Zuge des Verfahrens ein Klingenwechsel durchgeführt wird. Insbesondere wird vor dem Befestigen der Schneidklinge eine bereits an der Schneidvorrichtung befestigte Schneidklinge entnommen und im Magazin aufgenommen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.
    • Fig. 1
    zeigt eine Schnittansicht eines Magazins für eine Schneidklinge sowie eine darin aufgenommene Schneidklingenmontagevorrichtung mit einer Schneidklinge.
    Fig. 2
    zeigt die Anordnung gemäß Fig. 1, wobei eine Schneidvorrichtung zur Aufnahme der Schneidklinge herangeführt wird.
    Fig. 3
    zeigt die in Fig. 2 dargestellte Schneidvorrichtung bei der Übernahme der Schneidklinge.
    Fig. 4
    zeigt einen Zustand, in dem die Schneidklinge vom Magazin herausgeführt wird.
    Fig. 5
    stellt eine Situation dar, in der die Schneidklinge vom Magazin entfernt ist.
    Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Nachfolgend wird anhand der beigefügten Figuren eine Ausführungsform beschrieben. Weitere in diesem Zusammenhang genannte Modifikationen von Einzelmerkmalen können jeweils miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung auszubilden. Auch wenn die beschriebene Ausführungsform rein beispielhaft, und nicht einschränkend, zu verstehen ist, können Einzelmerkmale der beschriebenen Ausführungsform zur Spezifizierung der Erfindung herangezogen werden.
  • In der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform ist eine Schneidklinge 10 in einem Magazin 100 aufgenommen. Obwohl das Magazin 100 gemäß der Ausführungsform lediglich eine einzelne Schneidklinge 10 aufnimmt, kann das Magazin 100 beliebig erweitert werden und somit eine Vielzahl von Schneidklingen aufnehmen.
  • Eine derartige Schneidklinge 10 wird beispielsweise für ein trennendes Verfahren für unzählige Materialien verwendet, oder um in ein Material Schwächungslinien einzubringen. Insbesondere kann es sich dabei um eine Schwächungslinie in einem Kunstledermaterial handeln, das zur Verkleidung eines Innenbauteils eines PKWs verwendet wird.
  • Die Schneidklinge 10 umfasst eine Spitze 11, die in das zu schneidende Material eintaucht, sowie einen Schaft 13, der in einem Schneidklingenhalter (nachfolgend beschrieben) aufgenommen wird. Zwischen der Spitze 11 und dem Schaft 13 ist ein Vorsprung 12 vorgesehen, der, wie nachfolgend erläutert, mit einem Anlageabschnitt eines Schneidklingenhalters in Kontakt kommt.
  • Die Schneidklinge 10 ist in einem Befestigungselement 20 aufgenommen, das sich zumindest abschnittsweise um den Schaft 13 in der Schneidklinge 10 erstreckt. Der Vorsprung 12 der Schneidklinge 10 kommt dabei an einem inneren Abschnitt des Befestigungselements 20 zur Anlage.
  • Das Befestigungselement 20 umfasst eine Außeneingriffstruktur 21, die an einer Außenumfangsseite des Befestigungselements 20 ähnlich wie beispielsweise ein Zahnrad ausgebildet ist, sowie ein Innengewinde 22, das dem Schaft 13 der Schneidklinge 10 in einem bestimmten Abstand gegenüberliegt. Obwohl im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform ein zahnradartiges Befestigungselement beschrieben wird, kann das Befestigungselement beispielsweise auch in einer Sechskantform oder ähnlichem ausgebildet sein.
  • Das Befestigungselement 20 mit der Schneidklinge 10 ist in einem Magazin 100 aufgenommen. Das Magazin 100 umfasst ein Gehäuse 101 sowie eine Basis 102. Die Basis 102 bildet eine Innenausnehmung 102a aus, in der sich eine Feder 104 erstreckt. Die Erstreckungsrichtung der Feder 104 wird auch als axiale Richtung A bezeichnet.
  • Ferner ist in der Innenausnehmung 102a ein Schneidklingen-Träger 105 aufgenommen, der mit der Feder 104 in Kontakt steht. Der Schneidklingen-Träger 105 kann keilnabenförmig ausgebildet sein, um ein Drehmoment in vorteilhafter Weise übertragen zu können.
  • Der Schneidklingenträger 105 ist dabei mehrteilig ausgebildet. Mittig ist ein Innenbauteil 106 vorgesehen, das in einem Außenbauteil 107 aufgenommen ist. Das Innenbauteil 106 ist relativ zum Außenbauteil 107 entlang der axialen Richtung verschiebbar.
  • Das Innenbauteil 106 umfasst eine Aussparung 106a, in der die Schneidklinge 10 abschnittsweise aufgenommen ist, sowie einen Aufnahmeabschnitt 106b, in dem die Feder 104 zumindest abschnittsweise eingeführt ist. Ferner ist ein Anschlag 106c vorgesehen, der die axiale Bewegung des Innenbauteils 106 relativ zum Außenbauteil 107 begrenzt. Das Innenbauteil 106 kann keilwellenförmig ausgebildet sein, um ein Drehmoment in vorteilhafter Weise aufnehmen zu können.
  • Darüber hinaus umfasst das Magazin 100 ein Gegenlager 103, das einem Antriebselement (bspw. Zahnrad) 115 gegenüberliegt. Zwischen dem Gegenlager 103 und dem Antriebselement 115 ist das Befestigungselement 20 mit der Klinge 10 aufgenommen.
  • Das Magazin 100 weist einen Antrieb zur Betätigung des Befestigungselements 20 auf. Der Antrieb umfasst ein Antriebselement 110, das im Ausführungsbeispiel als Antriebsscheibe ausgebildet ist, die durch einen Riemen angetrieben werden kann. In anderen Ausführungsformen kann das Antriebselement 110 auch als Zahnrad oder Ähnliches ausgebildet sein.
  • Das Antriebselement 110 ist an einer Welle 111 befestigt, die sich parallel zur axialen Richtung A erstreckt. Die Welle 111 wird durch ein erstes Lager 112 und ein zweites Lager 113 drehbar an der Basis 102 getragen.
  • An einem dem Antriebselement 110 entgegengesetzten Ende der Welle 111 ist das Antriebselement 115 angebracht, das eine Eingriffsstruktur (Zahnrad) aufweist, die in die Außeneingriffstruktur 21 des Befestigungselements 20 eingreift. Wird das Antriebselement 115 gedreht, wird somit auch das Befestigungselement 20 in eine Drehbewegung versetzt.
  • Die Schneidklinge 10 ist zur Aufnahme in einer Schneidvorrichtung 200 vorgesehen. Die Schneidvorrichtung 200 umfasst hierzu einen Schneidklingenhalter 210, der eine Schneidklingenaufnahme 211 aufweist. An einem äußersten Abschnitt des Schneidklingenhalters 210 ist ein Anlageabschnitt 212 vorgesehen.
  • Ein Hin- und Herbewegung (oszillierende Bewegung) der Schneidklinge 10 während einer Schneidbearbeitung wird mittels einer Sonotrode/Booster (oder einer anderen Oszillationsart) bewirkt, die in der Schneidvorrichtung 200 aufgenommen ist. Insbesondere wird die Schneidklinge hierbei in eine oszillierende Bewegung im Bereich von 20-50 kHz versetzt.
  • Nachfolgend soll ein Verfahren zur Entnahme der Schneidklinge 10 aus dem Magazin 100 beschrieben werden.
  • Zunächst befindet sich die Schneidklinge 10, die in das Befestigungselement 20 eingefügt ist, in einer Lagerposition. Beispielsweise kann ein Bediener die Schneidklinge 10 mit dem Befestigungselement 20 in das Magazin 100 einbringen und somit zur Übergabe an eine Schneidvorrichtung 200 vorhalten.
  • Nachfolgend wird die Schneidvorrichtung 200 in den Bereich des Magazins 100 geführt. Hierbei kann die Schneidvorrichtung 200 an einem Roboterarm angebracht sein (in den Figuren nicht gezeigt), der die Schneidvorrichtung 200 für einen Klingenwechsel in den Bereich des Magazins 100 bewegt. Hierzu wird die Schneidvorrichtung 200 entsprechend der axialen Richtung A ausgerichtet.
  • Die Schneidvorrichtung 200 wird nunmehr derart in Richtung der Schneidklinge 10 geführt, dass der Schaft 13 der Schneidklinge 10 teilweise in die Schneidklingenaufnahme 211 eindringt. Nachfolgend wird das Antriebselement 115 in eine Drehbewegung versetzt, sodass durch den Eingriff des Antriebselement 115 am Befestigungselement 20 das Befestigungselement 20 um die axiale Richtung (Achse) A gedreht wird.
  • Auf diese Weise wird der mit einem Außengewinde des Schneidklingenhalters 211 in das Innengewinde 22 des Befestigungselements 20 eingeführt, bis der Anlageabschnitt 212 am Vorsprung 12 der Schneidklinge 10 zur Anlage gebracht wird. Dabei stellt das Gegenlager 103 sicher, dass das Befestigungselement 20 in einer Drehbewegung angetrieben wird, jedoch dabei im Magazin 100 verbleibt. Die Feder 104 drückt während der Drehbewegung das Befestigungselement 20 in Richtung der Schneidvorrichtung 200.
  • Nachdem die Position des Anlageabschnitts 212 am Vorsprung 12 der Schneidklinge 10 erfasst oder ermittelt wurde und das vorgesehene Einziehdrehmoment erreicht wurde, kann die Schneidvorrichtung 200 vom Magazin 100 entfernt werden. Dabei wird die Schneidvorrichtung 200 entlang der axialen Richtung A geführt, bis sich die Schneidklinge außerhalb eines Bereichs des Magazins 100 befindet.
  • Die derart mit der Schneidklinge 10 bestückte Schneidvorrichtung 200 kann nachfolgend eine Ultraschallbearbeitung an einem an einer Auflage vorgesehenen Material durchführen, beispielsweise ein Material trennen oder einen Schwächungsbereich in dieses Material einbringen.
  • Eine abgenutzte Klinge 10 kann zu einem späteren Zeitpunkt in einer anderen Station (nicht dargestellt) entsorgt werden. Im Zuge dessen kann das Magazin 100 mit einer neuen Klinge bestückt werden.

Claims (17)

  1. Schneidklingenmontagevorrichtung, umfassend:
    eine Schneidklinge (10), die einen Schaft (13) aufweist, sowie
    ein Befestigungselement (20), das den Schaft (13) der Schneidklinge (10) zumindest abschnittsweise aufnimmt,
    wobei das Befestigungselement (20) eine Struktur, insbesondere ein Gewinde (22), zur Befestigung an einem Schneidklingenhalter (210) einer Schneidvorrichtung (200) aufweist.
  2. Schneidklingenmontagevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Befestigungselement (20) eine Eingriffsstruktur (21) aufweist, an der ein Antriebselement (115) eingreifen kann, um das Befestigungselement (20) in eine Drehbewegung zu versetzen, wobei bevorzugt ist, dass die Eingriffsstruktur zahnradartig ausgebildet ist.
  3. Schneidklingenmontagevorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Schneidklinge (10) einen, insbesondere umlaufenden, Vorsprung (12) aufweist, der an einer Innenseite des Befestigungselements (20) anliegt.
  4. Schneidklingenmontagevorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Struktur, insbesondere das Gewinde (22), ein Innengewinde ist.
  5. Schneidklingenmontagevorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Befestigungselement (20) relativ zur Schneidklinge (10) drehbar ist.
  6. Schneidvorrichtung (200), insbesondere Ultraschall-Schneidvorrichtung, umfassend:
    einen Antrieb zur Erzeugung einer oszillierenden Bewegung,
    einen Schneidklingenhalter (210), der eine Schneidklingenaufnahme (211) zur Aufnahme einer Schneidklinge (10) aufweist, wobei die Schneidklingenaufnahme (211) derart ausgebildet ist, dass der Antrieb die Schneidklinge (10) antreiben kann,
    wobei der Schneidklingenhalter (210) eine Struktur, insbesondere ein Gewinde (213), aufweist, an der zur Befestigung eines eine Schneidklinge (10) aufnehmenden Befestigungselements (20) anbringbar ist.
  7. Schneidvorrichtung (200) gemäß Anspruch 6, wobei das Gewinde (213) des Schneidklingenhalters (210) ein Außengewinde ist.
  8. Schneidvorrichtung (200) gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei an einem äußersten Abschnitt des Schneidklingenhalters (210) ein Anlageabschnitt (212) vorgesehen ist, der als Anschlag für einen Vorsprung (12) der Schneidklinge (10) ausgebildet ist.
  9. Magazin (100) für zumindest eine Schneidklinge (10), umfassend:
    einen Schneidklingenträger (105), der zur Aufnahme eines Befestigungselements (20) für eine Schneidklinge (10) ausgebildet ist, und
    ein Antriebselement (115), das eingerichtet ist, eine Befestigung des Befestigungselements (20) an einer Schneidvorrichtung (200) zu bewirken.
  10. Magazin (100) gemäß Anspruch 9, ferner umfassend ein Nachführelement, insbesondere eine Feder (104), das mit dem Schneidklingenträger (105) in Kontakt steht.
  11. Magazin (100) gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei der Schneidklingenträger (105) ein erstes Bauteil (106) und ein zweites Bauteil (107) aufweist, die relativ zueinander beweglich sind, wobei das Nachführelement am ersten Bauteil (106) angreift, um das erste Bauteil (106) des Schneidklingenträgers (105) in einer axialen Richtung (A) zu bewegen.
  12. Magazin (100) gemäß einem der Ansprüche 9-11, wobei das Antriebselement (115) ein Zahnrad ist.
  13. Magazin (100) gemäß einem der Ansprüche 9-12, ferner umfassend ein Antriebselement (110) sowie eine Welle (11), die miteinander verbunden sind, wobei das Antriebselement (115) an der Welle (111) befestigt ist, wobei bevorzugt ist, dass sich die Welle in einer zur axialen Richtung (A) parallelen Richtung erstreckt.
  14. Magazin (100) gemäß einem der Ansprüche 9-13, ferner umfassend ein Gegenlager (103), das derart angeordnet ist, dass das Befestigungselement (20) zwischen dem Gegenlager (103) und dem Antriebselement (115) aufgenommen ist.
  15. Verfahren zum Wechsel einer Schneidklinge, umfassend die Schritte:
    Ausrichten einer Schneidvorrichtung (200) relativ zu einem Magazin (100), sodass eine Schneidklinge durch einen Schneidklingenhalter (210) der Schneidvorrichtung (200) aufnehmbar ist, und
    Befestigen der Schneidklinge an einem Schneidklingenhalter (210) der Schneidvorrichtung (200) mittels eines angetriebenen Befestigungselements (20).
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Befestigungselement zum Befestigen der Schneidklinge in eine Drehbewegung versetzt wird.
  17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15-16, wobei vor dem Befestigen der Schneidklinge eine bereits an der Schneidvorrichtung befestigte Schneidklinge entnommen und im Magazin aufgenommen wird.
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