Niederhalter für Maschinen

Die Erfindung betrifft einen Niederhalter von Maschinen, in denen Materialblöcke aus weichem Werkstoff be- bzw. verarbeitet werden, vorzugsweise von Schaumstoff-Konturschneidemaschinen mit parallel zu einem Aufnahmetisch höhen- anstellbaren Niederhalterplatten, wobei die Schneidmaschine mindestens einen an zwei Holmen eines Maschinenständers gehaltenen, auf die Breite des Materialblocks anpassbar einstellbaren Mittenhalter für das Schneidwerkzeug besitzt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Niederhalters.

In Schaumschneidemaschinen erzeugt das horizontal, vertikal oder quasi beliebig orientierte Schneidwerkzeug bei Eintritt in den Schaum und auch während des Schneidens Verschiebekräfte auf das zu schneidende Werkstück. Die Kräfte entstehen u. a. durch die Reibung zwischen Werkzeug und Schaum als Kräfte in Os- zillations- bzw. Schnittkanallängsrichtung, als auch infolge der Aufkeilwirkung des Werkzeugs als Schiebekräfte in Vorschubrichtung. Beide Kraftrichtungen stehen etwa senkrecht aufeinander. Die Kräfte erzeugen zumindest lokale Verschiebungen des Schaumstoffs, die letztendlich in Ungenauigkeiten der geschnittenen Kontur resultieren. Die Größe der Verschiebungen ist abhängig von verschiedenen Faktoren, unter anderem von der Materialbeschaffenheit des Werkstücks und der geometrischen Ausführung der Schneide des Werkzeugs. Die Verschiebungen sind im oberen Bereich des ungehaltenen Schaumstoffblocks prinzipbedingt größer als im unteren Bereich nahe der Auflagestelle auf dem Aufnahmetisch. Das liegt daran, dass der Aufnahmetisch den Schaum führt, was im Bereich der Grenzschicht zwischen Schaum und Aufnahmetisch bei hohem Reibwert zu sehr exakter Positionierung und entsprechend geringen Verschiebungen führt. Je weiter entfernt von der Grenzschicht geschnitten wird, desto weniger wirkt sich die Ge-

genhaltewirkung des Aufnahmetisches aus, so dass mit zunehmender Entfernung vom Aufnahmetisch die Verschiebungen größer werden.

Um diesen Verschiebungen entgegen zu wirken, wird auf dem Schaum ein Gegenhalter installiert, der bezüglich der Verschiebungen eine ähnliche Wirkung hat wie der Aufnahmetisch unterhalb des Schaums. Dieser Gegenhalter wird Niederhalter genannt.

Niederhalter in Schaumstoff-Schneidemaschinen sind bekannt. Sie dienen dazu, den Schaumstoffblock oder auch den Schaumstoffplattenstapel zwischen dem Aufnahmetisch und dem Niederhalter einzuklemmen, um das auf dem Aufnahmetisch liegende Material so weit zu stabilisieren und zu beruhigen, dass beim Schneiden, insbesondere beim Konturenschneiden, der Materialblock möglichst wenig durch das Schneidwerkzeug ausgelenkt bzw. in Eigenschwingungen versetzt wird, so dass möglichst exakte Konturenschnitte möglich sind.

Es wurden bereits Schneidmaschinen mit Niederhaltern entwickelt, die direkt mit dem Aufnahmetisch verbunden sind und die in einem Rahmen gehaltenen Niederhalterplatten aufwiesen. Durch diese Konstruktion baut der Aufnahmetisch sehr schwer, was sich bei verfahrbaren Aufnahmetischen in deren Beschleunigungsverhalten nachteilig auswirkt. Hinzu kommt, dass der hohe Rahmenaufbau zu ungewollten Schwingungen beim Vorschub während des Schnitts führen kann, was wiederum die Schnittgenauigkeit nachteilig beeinflusst. Diese Schneidmaschinen weisen einen Mittenhalter auf, der bewirkt, dass die freie Biegelänge des Messers verkürzt wird, was je nach dem Grad der Verkürzung eine erhebliche Reduzierung der Durchbiegung des Schneidwerkzeugs bewirkt. Dadurch wiederum werden die prinzipbedingten und aus der Durchbiegung des Schneidwerkzeugs resultierenden Schneidtoleranzen zumeist reduziert. Soll bei dieser Schneidmaschine der Mittenhalter in eine für den Schnitt bessere Position verfahren werden, so mussten die im Verfahrweg befindlichen Niederhalterplatten aus dem Rahmen entfernt und

nach dem Verfahren des Mittenhalters wieder an diesem Platz eingesetzt werden. Dieser entsprechende Umbau ist umständlich und insbesondere zeitaufwendig.

Aus diesem Grunde wurden auch schon Niederhalter vorgeschlagen, die mit Niederhalterrollen ausgestattet sind. Die Niederhalter sind an den Maschinenständern höhenverstellbar angeordnet. Die Rollen weisen, zumindest im Bereich des Mittenhalters, einen Abstand auf, der gewährleistet, dass der Mittenhalter problemlos quer verfahren werden kann. Nachteilig an den Rollenniederhaltern ist jedoch, dass die weichen Materialblöcke zumindest bei bestimmten Schneidaufgaben nicht ausreichend abgestützt sind. Anstelle einer Flächenauflage des Niederhalters ist lediglich eine Linienauflage der Rollen gegeben. Zwischen den Rollen kann das weiche Material nicht niedergehalten werden. Bei komplizierten Konturenschnitten kann diese geringe Auflagefläche zu Ausschuss beim Schnitt führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Niederhalter so weiterzubilden, dass trotz optimal großer Auflage ein schneller, automatischer Wechsel der Blöcke mit entsprechender Querverschiebung der Mittenhalter, sowie eine Entlastung des Aufnahmetischs von Gewicht und von ungewollten Schwingungen während des Betriebs gewährleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der Niederhalter Tragelemente aufweist, die an den Holmen höhenverstellbar gelagert sind, dass die Tragelemente einen Niederhalterrahmen tragen, dass die Niederhalterplatten längs verschiebbar im Niederhalterrahmen geführt sind, und dass die Niederhalterplatten zumindest im Bereich des Mittenhalters einen die Breite des Mittenhalters übersteigenden spaltförmigen Abstand aufweisen, um den Mittenhalter zwischen sich aufnehmen zu können.

Dadurch, dass die Niederhalterplatten längs verfahrbar sind, können diese in eine Position außerhalb des Kollisionsbereichs mit dem Mittenhalter verfahren werden.

Der Mittenhalter kann nun quer verfahren werden. In dieser Position der Niederhalterplatten ist der Aufnahmetisch zudem besonders gut zugänglich, um diesen zu Be- bzw. entladen. Im Anschluss daran können die Niederhalterplatten wieder zurückgefahren werden. Es muss lediglich darauf geachtet werden, dass die Niederhalterplatten in dem Bereich, in dem der Mittenhalter steht, voneinander beabstandet sind. Damit ergibt sich der Vorteil einer, zumindest im Bereich oberhalb des Schneidwerkzeugs großflächigen Abstützung der Materialblöcke, die gegenüber der Abstützung durch Rollenniederhalter erheblich besser und effektiver ist. Ein sich auf den Schnitt nachteilig auswirkendes Walken des Materialblocks, wie beim Rollenniederhalter, ist ausgeschlossen. Ein vorheriges Besäumen der Oberseite des Materialblocks, wie es bei den Rollenniederhaltern notwendig ist, damit eine möglichst ebene Auflagefläche für die Rollen entsteht, ist bei der Verwendung der Niederhalterplatten überflüssig. Es ergibt sich zusätzlich der Vorteil der automatischen Verfahrbarkeit des Mittenhalters, da die Niederhalterplatten nicht von Hand entfernt und wieder eingefügt und ggf. neu justiert werden müssen. Die Niederhalterplatten erlauben auch die Bearbeitung von kleinen Einzelblöcken, die mit einem Rollenniederhalter nicht mehr bzw. nur unzureichend bearbeitet werden könnten.

Die mechanische Anbindung des Niederhalters erfolgt losgelöst vom Aufnahmetisch an einer separaten Höhenverstellung. Dadurch bleibt der Aufnahmetisch unbehelligt von der Zusatzmasse des Niederhalters, so dass dessen Lage- Regelkreis davon nicht beeinflusst wird. Auch eventuelle Längsschwingungen, die sich wiederum ungünstig auf die Schneidtoleranzen auswirken würden, sind vermieden..

Der Auflagetisch kann feststehend oder verfahrbar sein, mit oder ohne Beladebändern ausgerüstet sein oder gar als Tischbandsystem ausgeführt sein, bei dem ein feststehender oder verfahrbarer Auflagetisch mit zumindest einem Transportband zum Verfahren und Positionieren des Schaumstoffblocks bestückt ist. Wenn

entweder der Auflagetisch als Ganzes oder aber das Band des Tischbandsystems die Funktion der Verfahrung bzw. Positionierung realisiert, dann stellt der Auflagetisch eine der NC-Achsen der Schaumstoffschneidemaschine dar. Bei feststehendem Auflagetisch stellt das entsprechend verfahrbare Schneidaggregat zumeist eine NC-Achse dar. Die zweite NC-Achse wird in den meisten Fällen durch das vertikale Verfahren des Schneidaggregats oder des Schneidwerkzeugs realisiert. Am Schneidaggregat wird üblicherweise entweder ein oszillierendes, ein umlaufendes Messer oder ein Draht angeordnet, das als Schneidwerkzeug, im folgenden auch nur Messer genannt, fungiert und dessen Drehung die dritte NC-Achse darstellt. Mit der Drehung ist gemeint, dass im Schneidbereich die Vorderkante des Messers in Schneidrichtung nachgeführt wird; das geschieht durch z. B. endloses Drehen des oszillierenden Messers oder endliches Hin- und Herdrehen des umlaufenden Messers. Drähte müssen aufgrund ihrer Geometrie nicht verdreht werden, sondern werden beliebig orientiert durch den Schaum gezogen.

Es hat sich bewährt, dass die Niederhalterplatten in einem festen Rastermaß von Niederhalterplatte zu Spalt angeordnet sind, und dass der Niederhalter in diesem festen Rastermaß quer verschiebbar einstellbar ist. Dadurch ergibt sich eine einfache Maschinensteuerung, der das entsprechende Raster vorgebbar ist. Die Anzahl und Anordnung der Niederhalterplatten ist vor dem Bau der Maschine fast frei konfigurierbar, an der fertig montierten Maschine aber nicht mehr ohne weiteres veränderbar. Die Niederhalterplatten sind so anzuordnen, dass Lücken von typischerweise z. B. 130 mm dazwischen entstehen. In einer dieser Lücken ist der Mittenhalter angeordnet, der an seiner unteren Spitze eine Messerführung enthält.

Um die Anordnung der Niederhalterplatten freier einstellen zu können besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Niederhalterplatten lösbar am Niederhalterrahmen gehalten und gegeneinander quer verschiebbar gelagert sind. Damit lässt sich der für den Niederhalter benötigte Spalt an beliebiger Stelle durch Verschieben der Niederhalterplatten realisieren.

Von Vorteil ist, wenn die Niederhalterplatten in ihrer Breite einstellbar sind. Mit diesen vorzugsweise automatisch teleskopierbaren Niederhalterplatten ist eine noch flexiblere Einstellung der Niederhalterfläche und des Spaltes zur Aufnahme des Zwischenhalters gewährleistet.

Bei einem Niederhalter mit einem längsverfahrbaren und/oder ein Tischbandsystem aufweisenden Aufnahmetisch, hat es sich bewährt, dass eine schaltbare Synchronisation der Längsverfahrantriebe für den Aufnahmetisch und/oder das Bandsystem und für die Niederhalterplatten vorgesehen ist. Damit ist gewährleistet, dass die Materialblöcke ohne Relativbewegung zwischen dem Aufnahmetisch und dem Niederhalter gehandhabt werden können.

Es besteht die Möglichkeit, die Synchronisierung mechanisch zu gewährleisten. Hier müssen der Längsverschiebeantrieb des Aufnahmetischs und der Längsver- schiebeantrieb der Niederhalterplatten über Kupplungen miteinander gekoppelt werden. Von Vorteil ist jedoch, wenn die Synchronisation auf elektrischem oder elektronischem Wege, z. B. nach dem System Mother/Chield realisiert wird. Der Aufnahmetisch als Mother gibt entsprechende Impulse an den Antrieb der Niederhalterplatten, der als Chield wirkt.

Es hat sich bewährt, dass der Niederhalter positionsgeregelt und / oder kraftgeregelt auf den Materialblock absenkbar ist. Damit lassen sich, je nach Festigkeit des zu verarbeitenden Materialblocks, optimale Niederhalterdrücke einstellen.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigt:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Schneidmaschine mit erfindungsgemäßem Niederhalter während des Betriebs,

Fig. 2 die Draufsicht nach Figur 1 ,

Fig. 3 die Seitenansicht der Schneidmaschine mit erfindungsgemäßem Niederhalter während des Querverschiebens des Mittenhalters, und

Fig. 4 die Draufsicht nach Figur 3.

Die Figuren zeigen den Maschinenständer 1 und einen Aufnahmetisch 2 einer Schneidmaschine. Am Maschinenständer 1 ist das Schneidaggregat 3 höhenverstellbar geführt. Der Niederhalter 4 weist Tragelemente auf, welche höhenverstellbar am Maschinenständer 1 geführt sind. Die Tragelemente tragen einen Niederhalterrahmen 6, welcher wiederum Niederhalterplatten 7 bis 10 längs verschiebbar haltert. Die Niederhalterplatten 6 bis 10 sind über dem Materialblock 11 angeordnet. Das angedeutete Messer 12 wird von einem Mittenhalter 13 zusätzlich zu den Halterungen im Messeraggregat 3 gehaltert. Der Mittenhalter 13 ist im Bereich eines Spaltes 14 positioniert. Damit können die Niederhalterplatten 6 bis 10 längs verfahren werden, ohne sie gegen den Mittenhalter 13 stoßen.

In Figur 3 und 4 sind die Niederhalterplatten 6 bis 10 dann nach links verfahren. Der Mittenhalter 12 kann in dieser Stellung der Niederhalterplatten 6 bis 10 problemlos quer verfahren werden. Für einen Wechsel in der Breite der Materialblöcke 11 kann der Mittenhalter 13 im Raster der Spalte 14, 14', 14", 14'", der Niederhalterplatten 6 bis 10 verfahren werden. Nach dem Verfahren des Mittenhalters 13 in einen der weiteren Spalte 14", 14", 14'", können die Niederhalterplatten 6 bis 10 wieder zurück in die Position nach Figur 1 verfahren werden.

Bezugszeichenliste

1. Maschinenständer

2. Aufnahmetisch

3. Schneidaggregat

4. Niederhalter

5. Niederhalterrahmen

6. Niederhalterplatte

7. Niederhalterplatte

8. Niederhalterplatte

9. Niederhalterplatte

10. Niederhalterplatte

11. Materialblock

12. Messer

13. Mittenhalter

14. Spalt