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Patent Searching and Data


Title:
AID FOR A CUTTING PROCESS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/023419
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to prevent adding of tolerances by measuring instruments, it is suggested that a camera (23, 40) providing a visible picture be used.

Inventors:
BRUHM HARTMUT (DE)
BRUNNENGRAEBER HERMANN (DE)
Application Number:
PCT/DE1997/002520
Publication Date:
June 04, 1998
Filing Date:
October 30, 1997
Export Citation:
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Assignee:
GOEBEL GMBH MASCHF (DE)
BRUHM HARTMUT (DE)
BRUNNENGRAEBER HERMANN (DE)
International Classes:
B26D7/26; D06H7/04; (IPC1-7): B26D7/26; B26D1/24
Domestic Patent References:
WO1990002640A11990-03-22
Foreign References:
DE29504644U11995-06-01
Attorney, Agent or Firm:
Hasper, Uwe (Goebelstrasse 21, Darmstadt, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Einrichtung zum Schneiden von elastischem bahn artigem Material (1) mit mindestens einer quer zur Laufrichtung des bahnartigen Materials (1) verlaufenden Führung (13) für mindestens ein das bahnartige Material (1) in dessen Laufrich tung schneidendes Messer (10), mit mindestens einer Klemmvorrichtung zum Befestigen jedes Messers (10) in mindestens einer wählbaren Stel lung 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) be wegbar ist und eine schaltbare Kupplungsvor richtung (21, 22) enthält, mittels der eine me chanische Kupplung zwischen dem Wagen, Schlitten od. dgl. (16) und mindestens einem Messer (10) herstellbar ist, um dieses in eine wählbare Po sition zu verschieben, sowie mit einer derart an dem Schlitten, Wagen od. dgl. (16) befestig ten Kamera (23), da mindestens die Schneidkan ten (7 bis 9) mindestens eines Ober (10) und mindestens eines Untermessers (6) von der Kame ra (23) beobachtbar sind, gekennzeichnet durch eine letztendlich ein sichtbares Bild liefernde mit einem Bildschirm (41) wirkungsmä ig verbun dene 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, da durch gekennzeichnet, da das von dem Bildschirm (41) angezeigte Bild grö er ist als das von der Kamera (40) beobachtete Objekt.
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 Mes- ser befestigt werden kann, welchesdas 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 da ein Wagen, Schlitten od. dgl., welcher entlang der Führung verschieb- bar ist, an dieseeFührung ein und festgestellt werden kann. Daneben sind derartige Schlitten od. dgl. oftmals mit einer schaltbaren Kupplungsvorrichtung ausgerüstet, mittels der eine mechanische Kupplung zwischen dem Schlit- ten od. dgl. und mindestens einem der Messer erfolgen kann, um das jeweilige Messer in eine zuvor gewünschte Position zu verschieben. Eine derartige Einrichtung ist beispiels- weise aufgrund der deutschen Patentschrift 30 47 976 vor- bekannt. Die hier beschriebene Einrichtung benutzt jedoch jeweils Messer, welche mit jeweils einem Gegenmesser zu- sammenzuarbeiten in der Lage ist, um ein bahnartiges Ma- terial in schmalere Streifen zu schneiden. Daneben ist es beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 10 24 341 bekannt, ein sog. Obermesser auch derart in einer ent- sprechenden Einrichtung zu lagern, da es wahlweise mit je einer von mehreren Kanten eines büchsenartigen Gegen- oder Untermessers zusammenzuarbeiten in der Lage ist.

Wenn ein zu schneidendes bahnartiges Material in eine der- artige Einrichtung eingeführt wird, dann ist es notwendig, die für den Schneidvorgang an sich zusammenwirkenden

Ober- und Untermesser voneinander zu entfernen, so da 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 ge- genüber dem anderen bewegt, üblicherweise das sog. Ober- messer gegenüber dem sog. Untermesser. Dabei mu dafür Sorge getragen werden, da das sog. Obermesser in diejeni- gen Lücken eintreten kann, die das Untermesser für diesen Fall bereithält oder für das es für diesen Fall mit der- artigen Lücken, Nuten od. dgl. versehen ist. Im Laufe die- ses sog. Anstellvorganges kann es sehr leicht vorkommen, da das jeweilige Obermesser nicht in gewünschter Weise in die entsprechende ihm zugedachte Nut des Untermessers ein- tritt, sondern da das Obermesser vielmehr auf den äu eren Umfang des Untermessers aufschlagen kann. Dies bedeutet nicht allein eine unliebsame Unterbrechung der Arbeit, sondern beispielsweise auch eine Beschädigung des Ober- messers, so da 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 Arbeits- beginn nicht durch eine Bedienungsperson, sondern beispiels- weise automatisch aneinander angestellt werden, ergibt sich die Gefahr des Aneinanderschlagens der Messer, was beispielsweise darauf zurückzuführen sein kann, da alle beteiligten Maschinenteile notwendigerweise mit gewissen ma lichen Variationen sog. Toleranzen angefertigt werden.

Hier kann es beispielsweise dazu kommen, da sich bestimm- te Fehler gegenseitig ergänzen und sich die Toleranzen somit in unliebsamer Weise summieren. Daher erwächst das

Ziel, eine Einrichtung vorzuschlagen, die eine Beschädi- gung 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 mög- lich, die in Rede stehenden Messer vor Arbeitsbeginn auch ohne menschliches Zutun derart einzustellen, da sie bei dem Einstellvorgang nicht beschädigt werden. Daneben er- gibt sich eine beachtliche Verringerung derjenigen Zeit, die aufgewendet werden mu , um die Messer vor Arbeitsbe- ginn in ihre gegenseitige Stellung oder Lage zu bringen.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nach- folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die einzelnen Merkmale des Ausführungsbeispieles können je einzeln für sich oder zu mehreren beliebiger Kombination unter Zuhilfenahme von Fachwissen zu weiteren Ausführungs- formen der Erfindung verwirklicht sein. Anhand eines in den beigefügten Figuren schematisch abgebildeten, den Er- findungsgedanken 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 abgesteck- ten Rahmen zu verlassen. In den Figuren sind im vorliegen- den Zusammenhang nicht wesentliche, dem Fachmann hinrei- chend bekannte Maschinenteile wegen einer übersichtlicheren Darstellungsweise nicht dargestellt. Die Figuren zeigen vielmehr nur diejenigen Teile, die für die nähere Erläu- terung 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 Blick- richtung auf Fig. 1 können mehrere derartige Untermesser hintereinander angeordnet sein. Im vorliegenden Zusammen- hang genügt es jedoch, ein einzelnes als Beispiel vorzu- stellen, da andere oder weitere Untermesser analog zu die- sem sind. Jedes Untermesser 6 hat mindestens eine Schneid- kante 7, vorzugsweise jedoch mehrere Schneidkanten, bei- spielsweise die weiteren Schneidkanten 8 und 9. Mit jedem Untermesser arbeitet mindestens ein Obermesser 10 zusam- men, vorzugsweise derart, da jedes Obermesser 10 wahl- weise mit einer der Schneidkanten 7 bis 9 oder der weite- ren Schneidkanten zusammenarbeiten kann. In Blickrichtung auf Fig. 1 können auch mehrere analoge Obermesser 10 hin- tereinander 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 bei- spielsweise ein entsprechender Motor zweckdienlich befe- stigt sein kann. In Blickrichtung auf Fig. 1 können mehre- re Schlitten 12 hintereinander angeordnet sein. Jeder Schlitten 12 ist entlang einer Führung 13 verschiebbar, welche derart in dem Maschinengestell 14 befestigt ist, da 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 Ma- schinengestell 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 Zahn- rad 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 be- festigt. Auf diese Weise kann der Schlitten 16 durch In- betriebnahme des Motors 17 entlang der Führung 13 oder parallel zu ihr verschoben werden, was gleichbedeutend damit ist, da 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 die Kolbenstange 21 in Fig. 1 nach rechts verschoben werden, so da sie in der Lage ist, in eine Kupplung 22 einzugreifen, welche an dem Schlitten 12 be- festigt ist. Somit kann durch Erregung des Motors 17 und zweckdienlichem Einkuppeln von Kolbenstange 21 und Kupp- lung 22 der Schlitten 12 und damit das Obermesser 10 quer über die Laufrichtung und damit über die Breite des Ma- terials 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, da se 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, Kaiserleystra e 39, Offenbach am Main, Deutschland, welche unter der Bezeichnung Micro Switch, Serie HVS 256 oder Serie HVS 270 bekannt geworden ist.

Diese Kamera ist eine und feststellbar auf dem Schlitten 16 befestigt/derart, da das von ihr aufgenomme Bild die

Schneidstelle 24 und einen relativ kleinen Teil ihrer Um- gebung mindestens zu erfassen in der Lage ist. Dieses Er- fassungsfeld ist in Fig. 2 angedeutet, was daraus ersieht- lich wird, da 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, da 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, da in jedem Fall gewährleistet ist, da das jeweilige Obermesser 10 in die der Schneidkante 7 zugeordnete sog. Schneidnute 27 eintreten kann, ohne da 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 grö er als Null, so da 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 da 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 beispiels- weise 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 grö eren Abständen vor- handene 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 vor- liegenden Fall - das sog. Untermesser in den Figuren oben und das sog. Obermesser in den Figuren unten angeordnet sein sollte. Uber 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, da 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 Steu- erung des Schlittens 16 - beispielsweise mit Hilfe des Motors 17 und der Zahnstange 19 - jeder vorhandene Schlit- ten 12 mit ein und demselben Schlitten 16 gekoppelt oder von diesem entkoppelt werden. Auf diese Weise ist es mög- lich, mehrere Messer 10 nacheinander an die jeweils ge- wünschte Position zu rücken, so da sie im nachfolgenden Bearbeitungsproze mit den verschiedensten Schneiden des Untermesser 6 zusammenarbeiten können. Alle in dieser Be- schreibung erwähnten und/oder bildlich dargestellten Merk- male sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den bei- gefügten 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 erschlieBen, falls sich dies als vorteilhaft oder gar als notwendig erweisen soll- te. 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 Kupplungsvor- richtung 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 Einrich- tung 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 Vor- teil, wenn das Obermesser zunächst von seinem Untermesser entfernt, danach entlang der Führung 13 verschoben, um da- nach 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 arbei- tende Einrichtung Verwendung finden, sofern sie dazu geeig- net 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 Mög- lichkeit 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 über- tragen, so da auf diesem ein Bild dessen entsteht, was die Kamera beobachtet. Dieses Bild kann gegen- über seinem Objekt vergrö ert 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 be- festigt und vermag ein Zahnrad 46 zu drehen. Das Zahnrad 46 greift in eine Zahnstange 47 oder eine ähnliche Einrichtung ein, die am Gehäuse der ma- schinellen Einrichtung parallel zu der geometri- schen 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 erfa ten Bildausschnitt zu variieren, beispielsweise der- art zu gestalten, da die wirksame Position min- destens eines Obermessers 10 und mindestens zwei- er Schneidkanten des Untermessers 6 erfa t wird.

Ein besonders gut sichtbares Bild ergibt sich, wenn eine Lichtquelle 48 auf der der Kamera 40 gegenüberliegenden Seite des Obermessers 10 po- sitioniert 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 2 Pfeil 3 Schneideeinrichtung 4 Leitwalze 5 Leitwalze 6 Untermesser 7 Schneidkante 8 Schneidkante 9 Schneidkante 10 Obermesser 11 Lagerbock 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 30 Breite 31 Breite 40 Kamera 41 Bildschirm 42 Bedienungsknopf 43 Bedienungsknopf 44 Motor 45 Halter 46 Zahnrad 47 Zahnstange 48 Lichtquelle




 
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