Beschreibung I. Anwendungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von Blech mit einem ersten und einem zweiten Rundmesser. Sie kann insbesondere in Verbindung mit Blechbiegemaschinen Anwendung finden, bei denen sie das zu biegende Blech vor dem Biegen abschneidet.

II. Technischer Hintergrund

In Zusammenhang mit Blechbiegemaschinen sind Vorrichtungen zum Schneiden von Blech mit zwei Rundmessern bereits bekannt. Insbesondere in Abhängigkeit von der Dicke des zu schneidenden Blechs ist es erforder- lich, die Relativstellung der Messerschneiden der beiden Rundmesser relativ zueinander einzustellen, um ein qualitativ gutes Schneidergebnis zu erzielen. Bei den einzustellenden Parametern handelt es sich zum einen um die soge- nannte Schnittluft, um welche die erste Messerschneide in Richtung der Drehachse des ersten Rundmessers von der zweiten Messerschneide beab- standet ist, und zum anderen um die sogenannte Eintauchtiefe, um welche die erste Messerschneide und die zweite Messerschneide einander radial in einer Richtung senkrecht zu den Drehachsen der Rundmesser überlappen.

Bei den bekannten Vorrichtungen zum Schneiden von Blech sind eine erste Einstelleinrichtung zum manuellen Einstellen der Schnittluft und eine zweite Einstelleinrichtung zum manuellen Einstellen der Eintauchtiefe vorhanden. Dabei erfolgt das Einstellen der Parameter Schnittluft sowie Eintauchtiefe unabhängig voneinander. In der Praxis ergeben sich dadurch immer wieder schlechte Schneidergebnisse, da nicht die für eine bestimmte Blechdicke erforderliche Korrelation zwischen Schnittluft einerseits und Eintauchtiefe andererseits korrekt eingestellt wird. Darüber hinaus stellt das unabhängige Bedienen zweier Einstelleinrichtungen einen vergleichsweise hohen Einricht- aufwand dar.

III. Darstellung der Erfindung a) Technische Aufgabe

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Schneiden von Blech mit zwei Rundmessern zu schaffen, die das Erreichen qualitativ hochwertiger Schneidergebnisse gewährleistet und gleichzeitig mit einem möglichst geringen Einrichtaufwand verbunden ist. b) Lösung der Aufgabe

Diese Aufgabe wird mittels einer Vorrichtung mit den Merkmalen des An- spruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung erge- ben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Schneiden von Blech umfas- send ein erstes Rundmesser mit einer ersten Messerschneide und ein zwei- tes Rundmesser mit einer zweiten Messerschneide vorgeschlagen, wobei sich das zu schneidende Blech beim Schneiden zwischen dem ersten Rundmesser und dem zweiten Rundmesser befindet. Das erste Rundmesser ist um eine erste Drehachse und das zweite Rundmesser ist um eine zweite Drehachse drehbar gelagert, die parallel zu der ersten Drehachse verläuft. Beide Rundmesser rollen während des Schneidvorgangs vorzugsweise pas- siv um ihre jeweilige Drehachse ab. Eine Relativstellung des ersten Rund- messers relativ zu dem zweiten Rundmesser ist einstellbar. Die Relativstel- lung wird einerseits von einer Schnittluft, um welche die erste Messerschnei- de axial in Richtung der ersten Drehachse von der zweiten Messerschneide beabstandet ist, und andererseits von einer Eintauchtiefe, um welche die ers- te Messerschneide und die zweite Messerschneide einander radial in einer Richtung senkrecht zu den Drehachsen überlappen, definiert ist. Zur Einstel- lung der vorgenannten Relativstellung ist eine Zwangskopplung zwischen der Schnittluft einerseits und der Eintauchtiefe andererseits derart vorhanden, dass sich bei Einstellung einer bestimmten Schnittluft zwangsweise eine vor- gegebene Eintauchtiefe einstellt und umgekehrt.

Die erfindungsgemäße Zwangskopplung ist derart ausgelegt, dass jeder durch eine bestimmte Blechdicke vorgegebenen Schnittluft die zu der be- stimmten Blechdicke passende Eintauchtiefe zugeordnet ist und umgekehrt. Dadurch wird erreicht, dass lediglich der Parameter Schnittluft oder der Pa- rameter Eintauchtiefe an der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingestellt werden muss. Der jeweils andere Parameter Eintauchtiefe oder Schnittluft stellt sich zwangsläufig bzw. automatisch ein. Da dabei stets die bei einer konkreten Blechdicke zu beachtende Korrelation zwischen Schnittluft einer- seits und Eintauchtiefe andererseits beachtet wird, werden mit der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung stets qualitativ hochwertige Schneidergebnisse erreicht. Ein nicht exaktes Einstellen der erforderlichen Korrelation zwischen Schnittluft und Eintauchtiefe kann nicht mehr auftreten.

Das Einstellen der Korrelation zwischen Schnittluft und Eintauchtiefe kann bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise mittels einer CNC (Computerized Numerical Control)-Steuerung erfolgen. An einer Eingabeein- heit kann beispielsweise lediglich die Blechdicke des zu schneidenden Blechs eingegeben werden, wenn in der CNC-Steuerung die Korrelationsin- formation gespeichert ist, welche Größe die Parameter Schnittluft und Ein- tauchtiefe bei verschiedenen, auswählbaren Blechdicken haben sollen. Eine mechanische Zwangskopplung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann in vorteilhafter Weise dadurch verwirklicht werden, dass das erste Rundmesser drehbar an einem linear bewegbaren Exzenterelement mit einer Exzenterachse gelagert ist. Dabei weist die erste Drehachse einen Exzenter- versatz relativ zu der Exzenterachse auf. Das Exzenterelement ist mit einem zu der Exzenterachse konzentrischen Gewinde zum linearen Bewegen des Exzenterelements versehen, wobei sich das Gewinde an einem Gegenge- winde eines Gehäuses der erfindungsgemäßen Vorrichtung abstützen kann. Durch Drehen des Exzenterelements relativ zu dem Gehäuse kann das Ex- zenterelement linear bewegt werden, um eine bestimmte Schnittluft ein zu stellen. Damit ist zwangsweise ein Drehen bzw. Schwenken der ersten Drehachse um die Exzenterachse herum verbunden, wodurch auch die Ein- stellung einer vorgegebenen Eintauchtiefe erfolgt. Die geometrische Auslegung des Exzenterversatzes einerseits sowie der Steigung des Gewindes andererseits legt die von der erfindungsgemäßen Zwangskopplung umzusetzende Korrelation zwischen den Parametern Schnittluft und Eintauchtiefe fest. Die Einstellung einer bestimmten Schnittluft oder einer bestimmten Eintauchtiefe führt stets zu der für die vorgegebene Blechdicke optimalen Korrelation von Schnittluft und Eintauchtiefe.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gewinde an dem Exzenterelement, das sich an dem Gehäuse der Vorrichtung abstützt, um ein Außengewinde. In besonders vorteilhafter Weise kann das Einstellen sowohl einer bestimm- ten Schnittluft als auch der zu dieser zugehörigen Eintauchtiefe mit Hilfe ei- nes einzigen Servomotors erfolgen, der das Exzenterelement dreht. Hierzu kann der Servomotor dauerhaft oder nur vorübergehend zum Einstellen der Relativstellung der Rundmesser in Drehverbindung mit dem Exzenterelement stehen. c) Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrich- tung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zei- gen:

Fig. 1 : eine schematische, perspektivische Ansicht des ersten Rundmessers und des zweiten Rundmessers eines Ausführungsbeispiels der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Relativstellung;

Fig. 2: eine weiter schematisierte Teilansicht der in Fig. 1 gezeigten Rund- messer mit Blickrichtung senkrecht zu deren Drehachsen; Fig. 3: eine schematische, perspektivische Ansicht ähnlich Fig. 1 , wobei eine zweite Relativstellung der Rundmesser zueinander gezeigt ist;

Fig. 4: eine weiter schematisierte Teilansicht der in Fig. 3 gezeigten Rund- messer mit Blickrichtung senkrecht zu deren Drehachsen;

Fig. 5: eine schematische, perspektivische Ansicht ähnlich der Fig. 1 und 3, wobei eine dritte Relativstellung der Rundmesser zueinander gezeigt ist; und Fig. 6: eine weiter schematisierte Teilansicht der in Fig. 5 gezeigten Rund- meser mit Blickrichtung senkrecht zu deren Drehachsen.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere in Zusammenhang mit Blechbiegemaschinen Anwendung finden. Sie dient dort dem Abschnei- den des danach von der Blechbiegemaschine zu biegenden Blechs und kann beispielsweise an einem motorisch antreibbaren Schlitten linear bewegbar gelagert sein. Mit Hilfe des Schlittens wird die Vorrichtung zum Schneiden des Blechs linear entlang der vorgesehenen Schnittlinie bewegt. Die beiden Rundmesser der Vorrichtung sind nicht aktiv drehangetrieben, sondern dre- hen sich ausschließlich aufgrund der Schnittreaktionskräfte, die während des durch die lineare Bewegung der Vorrichtung entlang der Schnittlinie bewirk- ten Schneidvorgangs wirken, passiv um ihre jeweilige Drehachse.

Die Vorrichtung zum Schneiden von Blech weist ein nicht gezeigtes Gehäuse auf, in welchem sich ein erstes Rundmesser 1 sowie ein zweites Rundmes- ser 2 befinden, die in Fig. 1 dargestellt sind. Das in Fig. 1 untere, zweite Rundmesser 2 ist in dem Gehäuse der Vorrichtung um eine zweite Drehach- se 4 passiv drehbar gelagert. Die Drehachse 4 ist in dem Gehäuse ortsfest, so dass sich das Rundmesser 2 zwar passiv drehen kann, jedoch keine wei- tere Bewegung relativ zu dem Gehäuse möglich ist.

Das in Fig. 1 obere, erste Rundmesser 1 ist drehbar an einem Exzenterele- ment 7 gelagert. Die Trennebene TE kennzeichnet die Trennung zwischen dem Rundmesser 1 und dem Exzenterelement 7.

Das Exzenterelement 7 weist eine umlaufende Gleitlagerfläche 10 auf, mit welcher es um eine Exzenterachse 8 drehbar sowie in Längsrichtung der Exzenterachse 8 axial verschiebbar in einem Lagersitz des in Fig. 1 nicht gezeigten Gehäuses gelagert ist. Konzentrisch zu der Gleitlagerfläche 10 weist das Exzenterelement 7 ein Gewinde 9 auf, bei dem es sich hier um ein Außengewinde handelt. In dem gehäuseseitigen Lagersitz kann sich das Ex- zenterelement 7 um die Exzenterachse 8 drehen sowie entlang dieser axial bewegen, wobei die Exzenterachse 8 wie die Drehachse 4 des zweiten Rundmessers 2 relativ zu dem Gehäuse der Vorrichtung ortsfest ist.

Das erste Rundmesser 1 ist um eine erste Drehachse 3 relativ zu dem Ex- zenterelement 7 sowie relativ zu dem Gehäuse der Vorrichtung drehbar. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, ist die Drehachse 3 relativ zu der Exzenterachse 8 versetzt und parallel zu dieser angeordnet. Das Gewinde 9 steht in Eingriff mit einem nicht gezeigten, gehäuseseitigen Innengewinde, an dem es sich abstützt. Durch Drehen des Exzenterelements 7 wird somit zum einen die Drehachse 3 des Rundmessers 1 auf einer Kreisbahn um die Exzenterachse 8 geschwenkt sowie zum anderen die aus Exzenterelement 7 und Rundmes- ser 1 bestehende Baueinheit in Richtung der Exzenterachse 8 linear ver- schoben. Das Rundmesser 1 kann in Richtung der Exzenterachse 8 sowie in der Richtung senkrecht zu der Exzenterachse 8 auf das zweite Rundmesser 2 zu- oder von dem zweiten Rundmesser 2 wegbewegt werden.

Das erste Rundmesser 1 weist eine kreisringförmige, erste Messerschneide 5 auf, während das zweite Rundmesser 2 mit einer kreisringförmigen, zwei- ten Messerschneide 6 versehen ist. Der in Fig. 1 unterste Punkt der Messer- schneide 5 befindet sich in einer ersten Tangentialebene 11. Der in Fig. 1 oberste Punkt der Messerschneide 6 befindet sich in einer zweiten Tangenti- alebene 12.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht der in Fig. 1 dargestellten Rundmes- ser 1 und 2 in einer Blickrichtung parallel zu den von den kreisringförmigen Messerschneiden 5 und 6 aufgespannten Ebenen (in der Perspektive der Fig. 1 von rechts vorne). Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen gleiche Teile wie in Fig. 1. Die in Fig. 1 links und rechts von dem Rundmesser 2 zu erken- nenden Elemente wurden in der Darstellung der Fig. 2 der Einfachheit halber weggelassen.

In den Fig. 1 und 2 befindet sich die Drehachse 3 relativ zu der Exzenterach- se 8 in ihrem oberen Totpunkt, so dass in Fig. 2 das tatsächliche Maß des Exzenterversatzes EV zwischen der gestrichelten Exzenterachse 8 und der strichpunktierten Drehachse 3 zu sehen ist. Dementsprechend befindet sich die erste Tangentialebene 11 in ihrer obersten Lage oberhalb der Tangenti- alebene 12. Der Abstand zwischen den Tangentialebenen 11 und 12 bildet die sogenannte Eintauchtiefe ET, die bei der Relativstellung im Sinne der Fig. 2 so groß ist wie der Exzenterversatz EV. Sie ist außerdem mathema- tisch negativ, da die Messerschneiden 5 und 6 in vertikaler Richtung der Fig. 2 einander nicht überlappen (erste Messerschneide 5 taucht nicht in die zweite Tangentialebene 12 ein).

In Fig. 2 ist des Weiteren die sogenannte Schnittluft SL eingezeichnet, die den Abstand zwischen der von der Messerschneide 5 aufgespannten Ebene und der von der Messerschneide 6 aufgespannten Ebene in Blickrichtung der Drehachsen 3 und 4 bezeichnet.

Die Eintauchtiefe ET sowie die Schnittluft SL bilden Parameter, die in Ab- hängigkeit von der Dicke des zu schneidenden Blechs sowie gegebenenfalls in Abhängigkeit von der werkstoffmäßigen Zusammensetzung des zu schneidenden Blechs in einer optimalen Korrelation zueinander einzustellen sind. Während des Schneidvorgangs befindet sich das nicht gezeigte, zu schneidende Blech zwischen den Messerschneiden 5 sowie 6 und die Rundmesser 1 sowie 2 rollen passiv um ihre Drehachsen 3 und 4 ab.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Relativstellung der Rundmesser 1 und 2 mit maximaler Schnittluft SL sowie maximaler, negativer Eintauchtiefe ET bildet lediglich einen Ausgangspunkt für die Einstellung von Relativstellungen der Rundmesser 1 und 2, die tatsächlich als Arbeitspositionen beim Schneiden des Blechs zum Einsatz kommen. Zur Kennzeichnung der Drehstellung des Exzenterelements 7 ist an diesem entsprechend Fig. 1 ein Positionsstift 13 angebracht.

Durch Drehen des Exzenterelements 7 um 90° in der Blickrichtung der Fig. 1 von links nach rechts im Uhrzeigersinn wird die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Relativstellung der Rundmesser 1 und 2 erreicht, wie an dem Positionsstift 13 in Fig. 3 zu erkennen ist. Gleiche Bezugszeichen in den Fig. 3 und 4 wie in den Fig. 1 und 2 kennzeichnen gleiche Teile. Da sich das Gewinde 9 während der vorgenannten Drehung des Exzen- terelements 7 an einem Gegengewinde des nicht gezeigten Gehäuses der Vorrichtung abstützt, bewegt sich das Exzenterelement 7 samt dem ersten Rundmesser 1 in den Fig. 1 und 2 nach rechts, was in Fig. 3 durch die Ver- schieberichtung VR gekennzeichnet ist. Dementsprechend ist die Schnittluft SL in Fig. 4 kleiner als die in Fig. 2 gezeigte Schnittluft SL, und zwar um ein Viertel der Steigung des Gewindes 9 (resultierend aus der Drehung des Ex- zenterelements 7 um 90°).

Dieser Axialbewegung des Rundmessers 1 bzw. der Messerschneide 5 ent- lang der Exzenterachse 8 nach rechts ist eine Bewegung des Rundmessers 1 bzw. der Messerschneide 5 in Fig. 2 nach unten sowie aus der Zeichen- ebene der Fig. 2 heraus überlagert. Diese überlagerte Bewegung ergibt sich aus der Drehbewegung der Drehachse 3 um 90° auf einer Viertelkreisbahn um die Exzenterachse 8, wobei der Radius der Viertelkreisbahn so groß ist wie der Exzenterversatz EV. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, liegen die Exzen- terachse 8 und die Drehachse 3 in Blickrichtung der Fig. 4 genau hinterei- nander, so dass sie in Fig. 4 sowohl als Strichlinie (Exzenterachse 8) als auch als strichpunktierte Linie (Drehachse 3) dargestellt sind.

Das Rundmesser 1 bzw. die Messerschneide 5 hat sich ausgehend von der in Fig. 2 gezeigten Position um eine Strecke nach unten bewegt, die dem Exzenterversatz EV entspricht. Die erste Tangentialebene 11 bzw. der un- terste Punkt der Messerschneide 5 ist dadurch in die zweite Tangentialebene 12 gewandert, so dass der unterste Punkt der Messerschneide 5 und der oberste Punkt der Messerschneide 6 in den in Fig. 3 und 4 zusammenfallen- den Tangentialebenen 11 und 12 liegen. Die Eintauchtiefe ET in Fig. 4 be- trägt Null.

In den Fig. 5 und 6 ist eine weitere Relativstellung der Rundmesser 1 und 2 zueinander gezeigt, die ausgehend von der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Relativstellung durch Drehen des Exzenterelements 7 um weitere 90° um seine Exzenterachse 8 erreicht wird, wie an dem in Fig. 5 eingezeichneten Positionsstift 13 zu erkennen ist. Gleiche Bezugszeichen in den Fig. 5 und 6 kennzeichnen gleiche Teile wie in den Fig. 1 bis 4.

Während der weiteren Drehbewegung des Exzenterelements 7 um 90° hat es sich entsprechend der Verschieberichtung VR in Fig. 5 wiederum um ein Viertel der Steigung des Gewindes 9 nach rechts bewegt und dabei das Rundmesser 1 um eine entsprechende Wegstrecke mitgenommen. Folglich hat sich die Schnittluft SL ein weiteres Mal um ein Viertel der Steigung des Gewindes 9 verringert, wie qualitativ in Fig. 6 zu erkennen ist.

Gleichzeitig hat sich die Drehachse 3 des Rundmessers 1 um weitere 90° auf der Kreisbahn um die Exzenterachse 8 gedreht, so dass sich das Rund- messer 1 bzw. die Messerschneide 5 in Fig. 6 um den Exzenterversatz EV nach unten bewegt hat. Die erste Messerschneide 5 ist um eine Wegstrecke in die zweite Tangentialebene 12 des zweiten Rundmessers 2 eingetaucht, die so groß ist wie der Exzenterversatz EV. Entsprechend weit befindet sich in Fig. 6 jetzt die erste Tangentialebene 11 unterhalb der zweiten Tangential- ebene 12.

Die Messerschneiden 5 und 6 überlappen einander derart, dass in Fig. 6 der unterste Punkt der Messerschneide 5 um die maximale Eintauchtiefe ET un- terhalb des obersten Punktes der Messerschneide 6 liegt. Da es sich um ein tatsächliches Eintauchen der Messerschneide 5 in die Tangentialebene 12 handelt, ist die Eintauchtiefe ET in den Fig. 5 und 6 mathematisch positiv. Wie in den Fig. 1 und 2 entspricht die Eintauchtiefe ET auch in den Fig. 5 und 6 dem maximal erreichbaren Betrag des Exzenterversatzes EV.

Wird das Exzenterelement 7 ausgehend von seiner in den Fig. 5 und 6 ge- zeigten Stellung in Blickrichtung der Fig. 5 von links nach rechts im Uhrzei- gersinn weiter gedreht, verkleinert sich die Eintauchtiefe ET zunächst wieder während gleichzeitig die Schnittluft SL weiter verringert wird. Nach einer Dre- hung des Exzenterelements um 270° wird unter fortschreitender Verringe- rung der Schnittluft SL schließlich wieder die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Eintauchtiefe ET von Null erreicht. Bei Weiterdrehen des Exzenterelements 7 bis zu einer Vollumdrehung von 360° stellt sich nach wie vor unter fortschrei- tender Verringerung der Schnittluft SL wieder die in den Fig. 1 und 2 gezeigte maximale, negative Eintauchtiefe ET in betragsmäßiger Höhe des Exzenter- versatzes ein.

Selbstverständlich sind beliebige Zwischenrelativstellungen der Rundmesser 1 und 2 einstellbar, die nicht den in den Fig. 1 bis 6 beispielhaft gezeigten Relativstellungen entsprechen. Die Zwischenrelativstellungen ergeben sich aus Drehungen des Exzenterelements 7 um Winkel zwischen 0° und 90°, zwischen 90° und 180°, zwischen 180° und 270° sowie zwischen 270° und 360°.

Die Drehung des Exzenterelements 7 um die Exzenterachse 8 erfolgt mit Hilfe eines einzigen Servomotors, der mit einem nicht gezeigten Antriebsele- ment zumindest vorübergehend in die in den Fig. 1 , 3 und 5 zu sehende Stirnfläche des Exzenterelements 7 eingreifen kann, aus welcher der Positi- onsstift 13 herausragt.

Die Größe des Exzenterversatzes EV, die Größe der Steigung des Gewindes 9 sowie die geometrische Ausgangsrelativstellung der Rundmesser 1 und 2, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, definieren die erfindungsgemäße Zwangs- kopplung zwischen der Schnittluft SL und der Eintauchtiefe ET. In der elekt- ronischen Maschinensteuerung der Anlage, beispielsweise einer Blechbie- gemaschine, in welcher die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schneiden von Blech zur Anwendung kommt, kann jeder Dicke des zu schneidenden Blechs eine ganz bestimmte Drehstellung des Exzenterelements 7 zugeord- net werden. Die Abstimmung der Parameter Schnittluft SL und Eintauchtiefe ET auf die Dicke des zu schneidenden Blechs ist somit im Hinblick auf die richtige Korrelation von Schnittluft SL und Eintauchtiefe ET deutlich sicherer sowie im Übrigen stark vereinfacht durchführbar.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Erstes Rundmesser

2 Zweites Rundmesser

3 Erste Drehachse

4 Zweite Drehachse

5 Erste Messerschneide

6 Zweite Messerschneide

7 Exzenterelement

8 Exzenterachse

9 Gewinde des Exzenterelements 7

10 Gleitlagerfläche

11 Erste Tangentialebene

12 Zweite T angentialebene

13 Positionsstift

ET Eintauchtiefe

EV Exzenterversatz

SL Schnittluft

TE Trennebene zwischen Exzenterelement 7 und Rundmesser 1

VR Verschieberichtung des Exzenterelements 7