WO1998023419A1

WO1998023419A1 - Einrichtung zum schneiden

Info

Publication number: WO1998023419A1
Application number: PCT/DE1997/002520
Authority: WO
Inventors: Hartmut Bruhm; Hermann BRUNNENGRÄBER
Original assignee: Maschinenfabrik Goebel Gmbh
Priority date: 1996-11-23
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1998-06-04
Also published as: EP0880428A1; DE29620431U1; ES2123486T1

Abstract

Um der Summierung von Toleranzen an Messern vorzubeugen, wird eine ein sichtbares Bild liefernde Kamera (23, 40) vorgeschlagen.

Description

Einrichtung zum Schneiden

Die vorgeschlagene Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Schneidens von elastischem, meist bahnartigem Material. Derartige Einrichtungen haben oftmals eine Führung, welche quer zu der Laufrichtung des bahnartigen Materials in einem Maschinengestell od. dgl. angebracht ist, an der ein Messer befestigt werden kann, welche das bahnartige Material in dessen Laufrichtung zu schneiden in der Lage ist. Zum Befestigen des jeweiligen Messers in einer jeweils ge- wünschten Stellung entlang der genannten Führung, wird oftmals eine Klemmvorrichtung benutzt, so daß ein Wagen, Schlitten od. dgl., welcher entlang der Führung verschiebbar ist, an diesef-Führung ein- und festgestellt werden kann. Daneben sind derartige Schlitten od. dgl. oftmals mit einer schaltbaren Kupplungsvorrichtung ausgerüstet, mittels der eine mechanische Kupplung zwischen dem Schlitten od. dgl. und mindestens einem der Messer erfolgen kann, um das jeweilige Messer in eine zuvor gewünschte Position zu verschieben. Eine derartige Einrichtung ist beiεpiels- weise aufgrund der deutschen Patentschrift 30 47 976 vorbekannt. Die hier beschriebene Einrichtung benutzt jedoch jeweils Messer, welche mit jeweils einem Gegenmesser zusammenzuarbeiten in der Lage ist, um ein bahnartiges Material in schmalere Streifen zu schneiden. Daneben ist es beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 10 24 341 bekannt, ein sog. Obermesser auch derart in einer entsprechenden Einrichtung zu lagern, daß es wahlweise mit je einer von mehreren Kanten eines büchsenartigen Gegenoder Untermessers zusammenzuarbeiten in der Lage ist.

Wenn ein zu schneidendes bahnartiges Material in eine derartige Einrichtung eingeführt wird, dann ist es notwendig, die für den Schneidvorgang an sich zusammenwirkenden Ober- und Untermesser voneinander zu entfernen, so daß genügend Raum bleibt, um das bahnartige Material in die in Rede stehende Einrichtung vor Arbeitsbeginn überhaupt einführen zu können. Wenn mit dem eigentlichen Arbeitsvor- gang begonnen wird, dann wird eines der beiden Messer gegenüber dem anderen bewegt, üblicherweise das sog. Obermesser gegenüber dem sog. Untermesser. Dabei muß dafür Sorge getragen werden, daß das sog. Obermesser in diejenigen Lücken eintreten kann, die das Untermesser für diesen Fall bereithält oder für das es für diesen Fall mit derartigen Lücken, Nuten od. dgl. versehen ist. Im Laufe dieses sog. Anstellvorganges kann es sehr leicht vorkommen, daß das jeweilige Obermesser nicht in gewünschter Weise in die entsprechende ihm zugedachte Nut des Untermessers ein- tritt, sondern daß das Obermesser vielmehr auf den äußeren Umfang des Untermessers aufschlagen kann. Dies bedeutet nicht allein eine unliebsame Unterbrechung der Arbeit, sondern beispielsweise auch eine Beschädigung des Obermessers, so daß dieses u. U. nicht mehr in der Lage sein kann, das zu schneidende Material in gewünschter Weise mit gewünschter Sorgfalt zu schneiden. Nähere Einzelheiten lassen sich den genannten Vorveröffentlichungen entnehmen, auf die zwecks Ergänzung der vorliegenden Beschreibung hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.

Insbesondere dann, wenn die jeweiligen Messer bei Arbeitsbeginn nicht durch eine Bedienungsperson sondern beispielsweise automatisch aneinander angestellt werden, ergibt sich die Gefahr des Aneinanderschlagens der Messer, was beispielsweise darauf zurückzuführen sein kann, daß alle beteiligten Maschinenteile notwendigerweise mit gewissen maßlichen Variationen sog. Toleranzen angefertigt werden. Hier kann es beispielsweise dazu kommen, daß sich bestimmte Fehler gegenseitig ergänzen und sich die Toleranzen somit in unliebsamer Weise summieren. Daher erwächst das Ziel, eine Einrichtung vorzuschlagen, die eine Beschädigung der Messer bei ihrem Anstellen zu vermeiden hilft. Diese Aufgabe wird mit Hilfe der beigefügten Ansprüche und ihrer Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination gelöst. Aufgrund der vorgeschlagenen Lösung wird es möglich, die in Rede stehenden Messer vor Arbeitsbeginn auch ohne menschliches Zutun derart einzustellen, daß sie bei dem Einstellvorgang nicht beschädigt werden. Daneben ergibt sich eine beachtliche Verringerung derjenigen Zeit, die aufgewendet werden muß, um die Messer vor Arbeitsbeginn in ihre gegenseitige Stellung oder Lage zu bringen. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die einzelnen Merkmale des Ausführungsbeispieles können je einzeln für sich oder zu mehreren beliebiger Kombination unter Zuhilfenahme von Fachwissen zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht sein. Anhand eines in den beigefügten Figuren schematisch abgebildeten, den Erfindungsgedanken erläuternden und nicht etwa begrenzenden Ausführungsbeispiels wird die vorgeschlagene Lösung nunmehr näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel kann ebenfalls in verschiedener Weise aufgrund der vorliegenden Anregung abgeändert werden, ohne den durch die Grundidee abgesteckten Rahmen zu verlassen. In den Figuren sind im vorliegen- den Zusammenhang nicht wesentliche, dem Fachmann hinreichend bekannte Maschinenteile wegen einer übersichtlicheren Darstellungsweise nicht dargestellt. Die Figuren zeigen vielmehr nur diejenigen Teile, die für die nähere Erläuterung der vorgeschlagenen Lösung und ihrer Vorteile er- forderlich sind.

Die einzelnen Figuren bedeuten:

Fig. 1: Seitenansicht, teilweise geschnitten Fig. 2: Blickfeld Fig. 3 Seitenansicht, teilweise geschnitten

Ein elastisches bahnartiges Material 1 läuft in Richtung des Pfeiles 2 herkommend der Schneideinrichtung 3 zu. Auf seinem Weg umschlingt das Material 1 beispielsweise die Leitwalzen 4 und 5 sowie das Untermesser 6. In Blickrichtung auf Fig. 1 können mehrere derartige Untermesser hintereinander angeordnet sein. Im vorliegenden Zusammenhang genügt es jedoch, ein einzelnes als Beispiel vorzustellen, da andere oder weitere Untermesser analog zu die- sem sind. Jedes Untermesser 6 hat mindestens eine Schneidkante 7, vorzugsweise jedoch mehrere Schneidkanten, beispielsweise die weiteren Schneidkanten 8 und 9. Mit jedem Untermesser arbeitet mindestens ein Obermesser 10 zusammen, vorzugsweise derart, daß jedes Obermesser 10 wahl- weise mit einer der Schneidkanten 7 bis 9 oder der weiteren Schneidkanten zusammenarbeiten kann. In Blickrichtung auf Fig. 1 können auch mehrere analoge Obermesser 10 hintereinander angeordnet sein. Jedes Obermesser 10 ist mit Hilfe mindestens eines Lagerbockes 11 drehbar auf einem Schlitten 12 gelagert. Je nach Wunsch kann das Obermesser 10 auch angetrieben sein, wozu auf dem Schlitten 12 beispielsweise ein entsprechender Motor zweckdienlich befestigt sein kann. In Blickrichtung auf Fig. 1 können mehrere Schlitten 12 hintereinander angeordnet sein. Jeder Schlitten 12 ist entlang einer Führung 13 verschiebbar, welche derart in dem Maschinengestell 14 befestigt ist, daß der jeweilige Schlitten 12 im rechten Winkel zu der durch den Pfeil 2 angezeigten Laufrichtung des Materials 1 quer über dessen Breite verschoben werden kann. Parallel zu der Führung 13 ist eine weitere Führung 15 an dem Maschinengestell 14 vorgesehen. Diese Führung läuft parallel zu der Führung 13 und trägt einen Schlitten 16, welcher ebenfalls parallel zu der Führung 13 und damit parallel zu dem jeweiligen Schlitten 12 verschoben werden kann. In dem Schlitten 16 ist ein Motor 17 befestigt, welcher ein Zahnrad 18 antreiben kann, das seinerseits in eine Zahnstange 19 einzugreifen vermag. Die Zahnstange 19 ist ebenfalls parallel zu der Führung 13 in dem Maschinengestell 14 befestigt. Auf diese Weise kann der Schlitten 16 durch Inbetriebnahme des Motors 17 entlang der Führung 13 oder parallel zu ihr verschoben werden, was gleichbedeutend damit ist, daß der Schlitten 16 sich selbst quer zu der Laufrichtung des Materials 1 zu verschieben in der Lage ist. Auf dem Schlitten 16 ist ferner ein Druckmittelzylin- der 20 od. dgl. befestigt, zu welchem eine Kolbenstange 21 gehört. Bei Einleitung von Druckmittel in den Druckmittel- zylinder 20 kann di.e Kolbenstange 21 in Fig. 1 nach rechts verschoben werden, so daß sie in der Lage ist, in eine

Kupplung 22 einzugreifen, welche an dem Schlitten 12 befestigt ist. Somit kann durch Erregung des Motors 17 und zweckdienlichem Einkuppeln von Kolbenstange 21 und Kupplung 22 der Schlitten 12 und damit das Obermesser 10 quer über die Laufrichtung und damit über die Breite des Materials 1 bewegt werden. Das Material kann beispielsweise aus Papier bestehen, aus Kunststoff, Gewebe, Textilien, Folie, Metall od. dgl. Auf dem Schlitten 16 ist ferner eine CCD-Kamera 23 befestigt und zwar derart, daß sie in der Lage ist, die sog. Schneidstelle 24 zu beobachten. Die CCD-Kamera ist beispielsweise eine solche Kamera, welche ihr Blickfeld zeilenweise abtastet und jede Zeile in einzelne Bereiche zu verteilen in der Lage ist, wie beispielsweise eine solche Kamera der Fa. Honeywell, Regel- Systeme GmbH, Kaiserleystraße 39, Offenbach am Main,

Deutschland, welche unter der Bezeichnung Micro Switch, Serie HVS 256 oder Serie HVS 270 bekannt geworden ist. Diese Kamera ist ein- und feststellbar auf dem Schlitten 16 befestigt, derart , daß das von ihr aufgenomme Bild die Schneidstelle 24 und einen relativ kleinen Teil ihrer Umgebung mindestens zu erfassen in der Lage ist. Dieses Erfassungsfeld ist in Fig. 2 angedeutet, was daraus ersichtlich wird, daß in dem Blickfeld die Schneidkanten 7 bis 9 sowie Teile des Obermessers 10 erscheinen und sichtbar werden. Daneben erscheint in dem genannten Blickfeld eine Hilfsskala 25. Diese Hilfsskala bietet die Gewähr dafür, daß auch dann, wenn ein mit dem Zahnrad 18 verbundener Zähler 26 nicht völlig genau die jeweilige Position des Schlittens 16 angeben sollte, die CCD-Kamera 23 in die

Lage versetzt wird, sich anhand der Hilfsskala 25 neu oder korrigierend zu orientieren. Auf diese Weise kann die CCD- Kamera über eine entsprechende Regeleinrichtung an den Motor 17 einen Korrekturbefehl derart geben, daß in jedem Fall gewährleistet ist, daß das jeweilige Obermesser 10 in die der Schneidkante 7 zugeordnete sog. Schneidnute 27 eintreten kann, ohne daß das Obermesser 10 oder seine Schneide gegen das Untermesser 6 beispielsweise seine Schneidkante 7 schlagen könnte. Auf diese Weise bleiben die Abstände 28 und 29 in jedem Fall größer als Null, so daß das Obermesser 10 mit Sicherheit in die Schneidnute 27 eintauchen kann.

Als Hilfsskala können beispielsweise die Breiten 30, 31 usw. der Schneidnuten 27 geringfügig untereinander ungleich ausgeführt sein, so daß die CCD-Kamera beim Abtasten der Schneidnuten registrieren kann, wie breit jeweils die ihr gerade gegenüberliegende Schneidnut ist. Auf diese Weise kann das Ergebnis ihrer Abtastung mit dem durch den Zähler 26 gemeldeten Ergebnis verglichen werden. Da jedoch die genaue Lage der Kanten der Schneidnuten 27 jeweils bekannt ist, ist es möglich, den Zähler 26 oder seine Nullstellung erforderlichenfalls zu korrigieren. Dies ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn die Zahnstange 19 beispiels- weise infolge von Wärmedehnungen während des Betriebes der Einrichtung geringfügig ungenau geworden sein sollte.

Aus Gründen der Klarheit ist das Material 1 in Fig. 2 nicht dargestellt. In der Fachwelt wird überlicherweise das meist allein oder in relativ größeren Abständen vorhandene Messer als sog. Obermesser bezeichnet, wohingegen das mit dem Obermesser zusammenarbeitende Gegenmesser, ganz gleichgültig ob es nur eine oder mehrere nutzbare Schneiden enthält, gewöhnlich als Untermesser bezeichnet wird. Diese Bezeichnung gilt auch dann, wenn - wie im vorliegenden Fall - das sog. Untermesser in den Figuren oben und das sog. Obermesser in den Figuren unten angeordnet sein sollte, über die Breite des Materials 1 verteilt, kann beispielsweise nur ein Schlitten 16 vorhanden sein, welcher je nach Bedarf mit mindestens einem, vorzugsweise jedoch mehreren Schlitten 12 gekoppelt werden kann. Es ist daneben ebenfalls möglich, daß alle in der jeweiligen maschinellen Einrichtung vorhandenen Schlitten 12 mit ein und demselben Schlitten 16 bei Bedarf gekoppelt und damit verbunden werden können. So kann nach entsprechender Steuerung des Schlittens 16 - beispielsweise mit Hilfe des Motors 17 und der Zahnstange 19 - jeder vorhandene Schlitten 12 mit ein und demselben Schlitten 16 gekoppelt oder von diesem entkoppelt werden. Auf diese Weise ist es mög- lieh, mehrere Messer 10 nacheinander an die jeweils gewünschte Position zu rücken, so daß sie im nachfolgenden Bearbeitungsprozeß mit den verschiedensten Schneiden des Untermesser 6 zusammenarbeiten können. Alle in dieser Beschreibung erwähnten und/oder bildlich dargestellten Merk- male sind. erfindungswesentlich, auch soweit sie in den beigefügten Ansprüchen nicht ausdrücklich beansprucht sind. Aufgrund der obigen Anregungen ist es für einen Fachmann nicht mehr notwendig, erfinderisch tätig zu werden, um unter Einbeziehung seines Fachwissens weitere Anwendungen vorzunehmen oder Einsatzgebiete zu erschließen, falls sich dies als vorteilhaft oder gar als notwendig erweisen sollte. Beispielsweise können die Schlitten 12 und 16 auch als Wagen mit Laufrollen od. dgl. ausgebildet sein, um den geschilderten Anforderungen zu genügen. Die Kolbenstange 21 stellt zusammen mit der Kupplung 22 eine Kupplungsvorrichtung dar. Es können auch mehrere Schlitten od. dgl. 16 auf der Führung 15 verschiebbar vorgesehen sein, welche jeweils zum wahlweisen Einkuppeln in mehrere Schlitten od. dgl. 12 verwendet werden können. Die vorgeschlage Einrichtung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn es sich nicht allein darum handelt, das jeweilige Obermesser vor seinem zugeordneten Untermesser zunächst zu entfernen und danach wieder zu nähern. Vielmehr ist sie insbesondere von Vorteil, wenn das Obermesser zunächst von seinem Untermesser entfernt, danach entlang der Führung 13 verschoben, um danach einem anderen Untermesser angenähert zu werden, wenn also eine sog. Formatumstellung durchgeführt wird. Daneben ist die vorgeschlagene Einrichtung nicht nur für das

Schneiden mit Kreismessern geeignet, sondern auch dann, wenn mindestens ein flaches sog. Rasierklingenmesser mit den Nuten eines entsprechenden-drehenden kreisförmigen— Untermessers zusammenwirken soll.

Neben einer CCD-Kamera kann auch eine andere analog arbeitende Einrichtung Verwendung finden, sofern sie dazu geeignet ist, dem genannten Einsatzzweck zu entsprechen. Diese anderen Einrichtungen sind jedoch in der Regel aufwendiger als die genannte. Der Motor 44 kann daneben auch indirekt an dem Halter 45 befestigt sein. Eine weitere praktikablere und preiswertere Möglichkeit besteht in der Installation einer Kamera 40, die imstande ist, ein letztendlich sichtbares Bild zu liefern. Dabei werden die elektrischen dem von der Kamera beobachteten Bild entsprechenden

Impulse der Kamera 40 auf einen Bildschirm 41 übertragen, so daß auf diesem ein Bild dessen entsteht, was die Kamera beobachtet. Dieses Bild kann gegenüber seinem Objekt vergrößert sein. Das Bild selbst entspricht demjenigen nach Fig.2. Dem Bildschirm 41 sind Bedienknöpfe 42 und 43 zugeordnet, durch deren Betätigung beispielsweise der Motor 44 in seiner einen oder in seiner anderen Drehrichtung drehend betätigt werden kann. Der Motor 44 ist an dem Halter 45 des jeweiligen Obermessers 10 befestigt und vermag ein Zahnrad 46 zu drehen. Das Zahnrad 46 greift in eine Zahnstange 47 oder eine ähnliche Einrichtung ein, die am Gehäuse der maschinellen Einrichtung parallel zu der geometri- sehen Achse des Untermessers 6, beispielsweise an dem Maschinengestell 14 befestigt ist. Auf diese Weise kann eine Bedienungsperson beispielsweise am Bedienpult der Maschine oder von einer anderen geeigneten Stelle aus den Stand des jeweils zu beobachtenden Obermessers 10 hinsichtlich seines jeweiligen Standes zum Untermesser 6 beobachten und bei Bedarf per Knopfdruck, sozusagen von Hand korrigieren. Die hierfür verwendete Kamera ist beispielsweise eine Micam-Kamera von Digital Vision Technologies, 29 AV Champollion, F-31100 Toulouse. Durch Wahl geeigneter Objektive für diese Kamera ist es möglich, den durch die Kamera erfaßten Bildausschnitt zu variieren, beispielsweise derart zu gestalten, daß die wirksame Position mindestens eines Obermessers 10 und mindestens zwei- er Schneidkanten des Untermessers 6 erfaßt wird. Ein besonders gut sichtbares Bild ergibt sich, wenn eine Lichtquelle 48 auf der der Kamera 40 gegenüberliegenden Seite des Obermessers 10 positioniert wird, die Kamera 40 mit anderen Wor- ten gezwungen wird, im Gegenlicht zu arbeiten.

Daneben können das Untermesser 10 und sein Halter 45 auch an dem Schlitten 16 und gegenüber diesem innerhalb gewisser Grenzen verschiebbar befestigt sein. Dabei geschieht die Verschiebung von Kamera und Schlitten im wesentlichen und vorzugsweise in Richtung der geometrischen Achsen von Unter- und Obermesser oder zumindest parallel zu diesen.

Teileliste

1 Material 30 Breite

2 Pfeil 31 Breite

3 Schneideeinrichtung 40 Kamera 4 Leitwalze 41 Bildschirm

5 Leitwalze 42 Bedienungsknopf

6 Untermesser 43 Bedienungsknopf

7 Schneidkante 44 Motor

8 Schneidkante 45 Halter 9 Schneidkante 46 Zahnrad

10 Obermesser 47 Zahnstange

11 Lagerbock 48 Lichtquelle

12 Schlitten

13 Führung 14 Maschinengestell

15 Führung

16 Schlitten

17 Motor

18 Zahnrad 19 Zahnstange

20 Druckmittelzylinder

21 Kolbenstange

22 Kupplung

23 CCD-Kamera 24 Schneidstelle

25 Hilfsskala

26 Zähler

27 Schneidnute

28 Abstand 29 Abstand

Claims

Ansprüche

1. Einrichtung zum Schneiden von elastischem bahnartigem Material (1) mit mindestens einer quer zur Laufrichtung des bahnartigen Materials (1) verlaufenden Führung (13) für mindestens ein das bahnartige Material (1) in dessen Laufrichtung schneidendes Messer (10) , mit mindestens einer Klemmvorrichtung zum Befestigen jedes Messers (10) in mindestens einer wählbaren Stellung längs der Führung (13) und einer Einstell- Vorrichtung mit einem Wagen, Schlitten od. dgl. (16) , der mittels einer Antriebsvorrichtung (17) parallel zu der Messerführung (13) quer zur Laufrichtung des bahnartigen Materials (1) bewegbar ist und eine schaltbare Kupplungsvor- richtung (21, 22) enthält, mittels der eine mechanische Kupplung zwischen dem Wagen, Schlitten od. dgl. (16) und mindestens einem Messer (10) herstellbar ist, um dieses in eine wählbare Position zu verschieben, sowie mit einer derart n dem Schlitten, Wagen od. dgl. (16) befestigten Kamera (23) , daß mindestens die Schneidkanten (7 bis 9) mindestens eines Ober- (10) und mindestens eines Untermessers (6) von der Kamera (23) beobachtbar sind, gekennzeichnet durch eine letztendlich ein sichtbares Bild liefernde mit einem Bildschirm (41) wirkungsmäßig verbundene Kamera (40) .

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mindestens zwei Schneidkanten eines Untermessers (6) und eine wirksame Position ei- nes Obermessers (10) darstellenden Bildausschnitt der Kamera (40) .

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Bildschirm (41) angezeigte Bild größer ist als das von der Kamera (40) beobachtete Objekt.