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Dokumentenidentifikation DE102006047000A1 24.05.2007
Titel Positioniereinrichtung für Schneidwerkzeuge in Längsschneidemaschinen
Anmelder Wilhelm Bilstein KG Spezialfabrik für Maschinenmesser und Kompressorventile, 51491 Overath, DE
Erfinder Bilstein, Willi, 51491 Overath, DE
Vertreter Patentanwälte Maxton Langmaack & Partner, 50968 Köln
DE-Anmeldedatum 02.10.2006
DE-Aktenzeichen 102006047000
Offenlegungstag 24.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.05.2007
IPC-Hauptklasse B26D 5/02(2006.01)A, F, I, 20061002, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B26D 1/24(2006.01)A, L, I, 20061002, B, H, DE   B26D 7/26(2006.01)A, L, I, 20061002, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung für Schneidwerkzeuge, die in Längsschneidemaschinen an einer Unter- und/oder Obermesserwelle verschiebbar und zentral feststellbar angeordnet sind. Die Positioniereinrichtung wird hierbei durch eine Positionierlok gebildet, die an einer Linearachse parallel zur Unter-/Obermesserwelle über einen steuerbaren Fahrantrieb verschoben wird und ein Andockelement für die Positioniernut der Schneidwerkzeuge aufweist, um den Abstand der einzelnen Messerschneiden einzustellen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Positioniereinrichtung für Schneidwerkzeuge, die in Längsschneidemaschinen an einer Unter- und/oder Obermesserwelle verschiebbar und zentral feststellbar angeordnet sind. Die Positioniereinrichtung wird hierbei durch eine Positionierlok gebildet, die an einer Linearachse parallel zur Unter-/Obermesserwelle über einen steuerbaren Fahrantrieb verschoben wird und ein Andockelement für die Positioniernut der Schneidwerkzeuge aufweist, um den Abstand der einzelnen Messerschneiden einzustellen.

In der DE 20 2005 001 726 ist eine derartige Positioniereinrichtung beschrieben mit einem ersten Andockelement als "Positionierer" für die Positioniernut des jeweils zu positionierenden Schneidwerkzeuges und einem zweiten Andockelement als "Separierer" für die Positioniernut des benachbarten Schneidwerkzeuges, wobei mittels "Stapelpositionierung" in zwei Überläufen das jeweils zu positionierende "hintere" Schneidwerkzeug zuerst vom Reststapel getrennt wird und dann erst zusammen mit diesem in die neue Position verfahren und dort abgesetzt wird.

Bei Schneidwerkzeugen mit einer relativ schmalen Baubreite besteht hierbei das generelle Problem, dass diese beim Verschieben auf der Welle insbesondere bei der Startbewegung verkanten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Schneidwerkzeuge mit einer relativ schmalen Baubreite am Verkanten zu hindern, um sie prozesssicher, genau und schnell positionieren zu können.

Die Aufgabe wird mit einer Positioniereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 4 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.

Die Lösung dieser Aufgabe geht von dem Grundgedanken aus, dass das jeweils zu positionierende "hintere" Schneidwerkzeug zusammen mit dem Reststapel als einheitlicher Block verschoben und positioniert wird, so dass ein Verkanten ausgeschlossen ist. Die Erfindung geht diesbezüglich auch aus der DE 20 2005 015 495 U1 hervor, auf die im Rahmen der Offenbarung vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Hierzu wird vorgeschlagen, die Positionierlok zum einen mit einer ansteuerbaren Feststellbremse zu versehen, um die Schneidwerkzeuge bei Erreichen der jeweiligen Zielpositionen durch den "Positionierer" zu halten, und dass zum anderen der "Separierer" sowohl in Ankopplungs- als auch in Positionierrichtung getrennt ansteuerbar ist, um danach das benachbarte Schneidwerkzeug inkl. Reststapel von diesem zu trennen.

Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung wird ein Verfahren zur Positionierung von Schneidwerkzeugen an einer Längsschneidemaschine vorgeschlagen, bei der die Schneidwerkzeuge an einer Unter- und/oder Obermesserwelle verschiebbar sind, wobei eine Positioniereinrichtung genutzt wird, um mehrere Schneidwerkzeuge zu einem Stapel zu sammeln und zumindest einen Teil dieser Schneidwerkzeuge vom Stapel abtrennend zu positionieren, so dass ein erstes Schneidwerkzeug mittels der Positioniervorrichtung in eine vorgegebene erste Schneidposition verfahren wird, bevor eine Trennung des ersten Schneidwerkzeugs vom Stapel erfolgt. Auf diese Weise kann der gesamte zu verschiebende Stapel aus Schneidwerkzeugen aneinander liegen und das erste Schneidwerkzeug trotzdem in seine vorgegebene Schneidstellung verfahren werden. Hierbei wird vorzugsweise eine Kraft über die Positioniervorrichtung direkt auf das erste Schneidwerkzeug übertragen, die dessen und damit auch die Verschiebung des Stapels bewirkt. Die gemeinsame Bewegung aller Schneidwerkzeuge vermeidet ein Verkanten von ein oder mehreren Schneidwerkzeugen auf dem Wege zu ihrer jeweiligen Endposition.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass bei einer Trennbewegung eines vorher am ersten Schneidwerkzeug anliegenden benachbarten zweiten Schneidwerkzeuges dieses direkt in dessen vorgegebene Schneidposition geführt wird. Vorzugsweise wird das zweite Schneidwerkzeug in seine vorgegebene Schneidposition verfahren, während die Positioniervorrichtung das erste Schneidwerkzeug fixiert. Ein Schneidwerkzeug kann vorzugsweise ein oder mehrere Eingriffsmöglichkeiten für die Positioniervorrichtung aufweisen. Mittels zumindest einer Andockfunktion kann vorzugsweise eine zentrierende Verbindung zwischen dem Schneidwerkzeug und der Positioniervorrichtung geschaffen werden. Dieses erlaubt, von einer Bewegung der Positioniervorrichtung übertragen auf das Schneidwerkzeug auch auf die Position des Schneidwerkzeugs schließen zu können. Dazu wird beispielsweise eine Spielpassung vorgesehen, die ein Andocken wie auch ein Abdocken ermöglicht, ohne dass dabei das in die vorgegebene Position verfahrene Schneidwerkzeug wieder verschoben wird. Beim Andocken und/oder beim Abdocken besteht zusätzlich die Möglichkeit, eine Feststellbremse für das oder die Schneidwerkzeuge zu aktivieren. Dieses sichert die Positionierung des an die vorgegebene Position verfahrenen Schneidwerkzeugs zumindest während des Ab- und/oder Andockens. Wird beispielsweise eine zentrale Feststelleinrichtung genutzt, die auf alle Schneidwerkzeuge unabhängig von ihrer Position wirkt, so braucht diese auch nur während des An- und Abdockens genutzt werden.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Positioniervorrichtung das zweite Schneidwerkzeug fixiert, bevor ein drittes Schneidwerkzeug nebst anliegendem, verbliebenem Stapel durch die Positioniervorrichtung verschoben wird. Beispielsweise kann die Verbindung zwischen der Positioniervorrichtung und dem Schneidwerkzeug über eine einzelne räumliche Gestaltung am Schneidwerkzeug ermöglicht werden, die einerseits geeignet ist, eine Fixierung des Schneidwerkzeugs durch die Positioniervorrichtung zu erlauben, wenn das Schneidwerkzeug das nächste positionierte eines Stapels ist. Auch kann die räumliche Gestaltung beispielsweise einen Eingriff ermöglichen, mittels dem eine Trennbewegung des Schneidwerkzeugs und damit des Stapels gegenüber einem gleichzeitig schon in die vorgegebene Position verfahrenen Schneidwerkzeugs ermöglicht wird, dass nun durch die Positioniervorrichtung während der Trennbewegung fixiert wird.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Positioniervorrichtung mit einer ersten Teilvorrichtung ein in Bewegungsrichtung des Stapels hinten liegendes Schneidwerkzeug in einer ersten vorgegebenen Schneidposition fixiert und mit einer zweiten Teilvorrichtung ein benachbartes zweites Schneidwerkzeug mitsamt den verbliebenen Schneidwerkzeugen des Stapels in Richtung einer der zweiten Schneidvorrichtung vorgegeben Schneidposition versetzt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass zwischen zumindest einer ersten und einer zweiten Teilvorrichtung der Positioniervorrichtung eine Relativbewegung zur Einstellung einer Schnittbreite für die Schneidwerkzeuge ausgeführt wird. Dabei kann vorgesehen werden, dass eine der beiden Teilvorrichtungen an der Positioniervorrichtung fixiert bleibt, während die andere Teilvorrichtung sich entlang der Positioniervorrichtung bewegt. Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass die Positioniervorrichtung zumindest eine erste und eine zweite Teilvorrichtung voneinander unabhängig zur Einstellung einer Schnittbreite für die Schneidwerkzeuge verfährt. Beispielsweise können dazu die Teilvorrichtungen relativ zueinander entlang der Positioniervorrichtung verstellbar sein. Die Positioniervorrichtung kann jedoch auch geteilt sein, wobei beispielsweise ein erster Abschnitt die erste Teilvorrichtung aufweist und der zweite Abschnitt die zweite Teilvorrichtung. Der erste und der zweite Abschnitt können beispielsweise unabhängig voneinander entlang beispielsweise einer Linearachse der Schneidvorrichtung verfahren werden.

Eine Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens wird beispielsweise mit einer Vorrichtung ausgeführt wird, wie sie oben beschrieben ist. Die Positioniervorrichtung weist die entsprechende Positionierlok mit einem Andockelement und einem Separierelement auf, die Schneidwerkzeuge entsprechende Geometrien zum Eingriff und Fixieren von Andock- und Separierelement.

Eine Unterstützung des Versetzens des Stapels kann beispielsweise mittels einer Bremse erfolgen wie sie aus der DE 20 2005 003 120 U1 hervorgeht. Auf diese wird diesbezüglich im Rahmen der Offenbarung verwiesen. Hinsichtlich eines möglichen Aufbaus der Schneidwerkzeuge und deren Beabstandung zueinander im Stapel wird auf die DE 20 2004 006 322 U1 verwiesen. Bezüglich der dorrt hervorgehenden Abstandsringe und deren Gestaltung, aber auch der Verfahrmessung der Positioniervorrichtung wird auf diese Druckschrift im Rahmen der Offenbarung ebenfalls verwiesen. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass zumindest ein Teil der Positioniervorrichtung an einem der Abstandsringe angreift. Ein möglicher Aufbau einer Verfahrmessung, einer automatischen Positionierung der Schneidwerkzeuge wie auch einer Betätigung der Positioniervorrichtung bzw. eines An- und/oder Abdockvorgangs geht aus der EP 1 319 480 A1 hervor, auf die diesbezüglich im Rahmen der Offenbarung verwiesen wird. Eine auch hier nutzbare Ankopplungsvorrichtung an einem Schneidwerkzeug für eine Positioniervorrichtung geht beispielsweise aus der DE 20 2005 00134 U1 hervor, auf die im Umfang der Offenbarung verwiesen wird. Eine Einrichtung, die beispielsweise an der hier vorgeschlagenen Vorrichtung ebenfalls einsetzbar ist, geht aus der DE 20 2004 006 322 U1. Auf diese wird im Umfange dieser Offenbarung ebenfalls verwiesen. Ein grundsätzlicher Aufbau geht wiederum aus der DE 20 2005 001 726 U1 wie auch aus der DE 299 00 962 U1 hervor, auf die im Umfang der Offenbarung diesbezüglich verwiesen wird.

Bevorzugt wird die Erfindung eingesetzt, um eine vollautomatische Positionierung vorzunehmen, wobei der Separiervorgang in einem dynamischen Ablauf erfolgt. Hierzu kann eine Rechnersteuerung oder auch Rechnerregelung vorgesehen sein, mittels der eine Positionierung vorgebbar ausführbar ist. Auch kann die Erfindung bei einer semiautomatischen Positionierung eingesetzt werden, bei der einzelne Vorgänge handgesteuert erfolgen können.

Vorzugsweise wird die Erfindung bei Schneidwerkzeugen mit einer relativ schmalen Baubreite, d.h. bei einem Verhältnis Breite/Bohrungsdurchmesser von etwa 1,3 oder kleiner 1,3, eingesetzt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Die aus den Zeichnungen hervorgehenden Ausgestaltungen sind jedoch nicht beschränkend auszulegen. Die aus den Figuren hervorgehenden Merkmale können vielmehr untereinander wie auch mit den oben beschriebenen Merkmalen zu weiteren Ausgestaltungen verbunden werden, die jedoch nicht näher ausgeführt sind. Es zeigen:

1 ein Schneidwerkzeug als Untermesser an einer Untermesserwelle in Seitenansicht und eine Positionierlok, und

2 ein Ablaufschema für eine "Stapelpositionierung" mit Positionierlok.

In 1 sind Untermesser 1.1/2/3 auf einer Untermesserwelle 2 aufgeschoben, wobei sie beim Positionieren mittels einer Positionierlok 4 an einer Linearachse 5 und Führungswagen 6.1/2 über einen hier nicht dargestellten steuerbaren Fahrantrieb in Pfeilrichtung A frei verschiebbar sind, und hier zu einem Stapel zusammengeschoben dargestellt sind. Die Untermesserwelle 2 ist als sogen. Expansionswelle ausgebildet mit ansteuerbaren Feststellelementen, die die Untermesser in Arbeitsstellung, d.h. in Schneidstellung, in ihrer Position halten. Die Positionier-lok 4 ist unmittelbar an das zuerst zu positionierende "hintere" Untermesser 1.1 verschoben dargestellt und ist zum einen mit einem ansteuerbaren Andockelement 7 als "Positionierer" versehen, der in die Positioniernut 3.1 des Untermessers 1.1 in Pfeilrichtung B formschlüssig eingreifen kann und zum anderen mit einem in Pfeilrichtung C ansteuerbaren Trennelement 8 versehen, das ein ansteuerbares Andockelement 9 als "Separierer" aufweist, der berührungsfrei in die Positioniernut 3.2 des benachbarten Untermessers 1.2 in Pfeilrichtung D eingreifen kann. Ferner ist die Positionierlok 4 mit einer ansteuerbaren Feststellbremse 10, die z.B. als Magnetbremse oder Pneumatikbremse an einem Bandstahl nach dem Stand der Technik ausgeführt ist, versehen.

In 2.1 und 2.2 wird das Verfahren der "Stapelpositionierung" in zwei Überläufen mit einem "Positionierer" und einem "Separierer" als Andockelemente für die Positioniernuten N1/2/3 an beispielsweise nur drei Schneidwerkzeugen M1, M2 und M3, im folgenden nur Messer genannt, schrittweise grob schematisch dargestellt. Es zeigen:

Schritt I: Die Positionierlok 1 ist in Pfeilrichtung A ansteuerbar und befindet sich in Parkposition. Der "Positionierer" 2 ist in Pfeilrichtung B ansteuerbar und befindet sich in zurückgezogener Stellung. Der "Separierer" 3 ist in Pfeilrichtung C und D getrennt ansteuerbar und befindet sich ebenfalls in zurückgezogener Stellung. Die Feststellbremse und der Fahrantrieb der Positionierlok 1 sind nicht dargestellt.

Die Messer M1/2/3 mit Positioniernuten N1/2/3 befinden sich jeweils in ihren "alten" Schneidpositionen und zwar, das "hintere" Messer M1 mit seiner Schneide S1 in Schneidposition P1, Messer M2 mit Schneide S2 in Position P2 und Messer M3 mit Schneide S3 in Position P3.

Schritt II: Die Positionierlok 1 hat den "Positionierer" 2 vorgeschoben und ist in Stapelrichtung S verschoben.

Schritt III: Über einen Endring E sind die Messer M1/2/3 in die gestrichelte Stapelendstellung zu einem Stapel zusammengeschoben.

Schritt IV: Der "Positionierer" 2 wurde zurückgezogen und die Positionierlok 1 ist exakt über der Positioniernut N1 des "hinteren" Messer M1 verschoben. "Positionierer" 2 und "Separierer" 3 stehen im Abstand "min" zueinander.

Schritt V: Der "Positionierer" 2 ist formschlüssig in die Positioniernut des zu positionierenden "hinteren" Messers M1 vorgeschoben und zwar so, dass es auf jeden Fall am nächsten Messer M2 und damit am Reststapel fest anliegt, sodass ein Block gebildet ist. Der "Separierer" 3 ist berührungsfrei in die Positioniernut des Messers M2 vorgeschoben.

Schritt VI: Die Positionierlok 1 hat das erste "hintere" Messer M1 in seine neue Schneidposition P1-neu verschoben. Der Reststapel, hier Messer M2 und M3 mit Endring E wurde entsprechend mitverschoben. Die nicht dargestellte Lokbremse wird jetzt betätigt.

Schritt VII: Der "Separierer" 3 hat das Messer M2 mit Reststapel vom positionierten Messer M1 in Pfeilrichtung C getrennt mit dem Trennabstand t, wobei "Positionierer" 2 und "Separier" 3 im Abstand "max" zueinander stehen.

Schritt VIII: Der "Separierer" 3 ist in Pfeilrichtung D zurückgezogen.

Schritt IX: Der "Positionierer" 2 ist in Pfeilrichtung B zurückgezogen. Der "Separierer" 3 ist in Pfeilrichtung C mit dem Abstand "min" vom "Positionierer" 2 verschoben. Die Lokbremse wird gelöst.

Schritt X: Die Positionierlok 1 ist in Pfeilrichtung A exakt über der Positioniernut N2 des jetzt "hinteren" Messers M2 verschoben. "Positionierer" 2 und "Separierer" 3 stehen wieder im Abstand "min" zueinander.

Dieser Schritt entspricht Schritt IV.

Diese Schritte wiederholen sich dementsprechend zyklisch, bis alle Messer positioniert sind. Der Endring E dient dabei als Reststapel für das letzte Messer, um auch dieses im Block positionieren zu können.

Die Abstände der Messer sind hier der besseren Übersichtlichkeit halber übergroß dargestellt. In der Realität beträgt der Abstand a für den minimalen Schneidabstand der Messer ca. 2-3 mm und der Trennabstand t ca. 1-2 mm.


Anspruch[de]
Positioniereinrichtung für Schneidwerkzeuge, die in Längsschneidemaschinen an einer Unter- und/oder Obermesserwelle verschiebbar und zentral feststellbar angeordnet sind, wobei die Positioniereinrichtung durch eine Positionierlok gebildet wird, die an einer Linearachse parallel zur Unter-/Obermesserwelle über einen steuerbaren Fahrantrieb verschoben wird und die Andockelemente für die Positioniernut der Untermesser aufweist, um den Abstand der einzelnen Messerschneiden mittels Stapelpositionierung in zwei Überläufen einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierlok mit einer ansteuerbaren Feststellbremse versehen ist und dass ein Separierer sowohl in Ankopplungs- als auch in Positionierrichtung getrennt ansteuerbar ist. Positioniereinrichtung für Schneidwerkzeuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Positionierer formschlüssig in die Positioniernuten eingreift. Positioniereinrichtung für Schneidwerkzeuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Separierer berührungsfrei in die Positioniernuten eingreift. Verfahren zur Positionierung von Schneidwerkzeugen an einer Längsschneidemaschine, bei der die Schneidwerkzeuge an einer Unter- und/oder Obermesserwelle verschiebbar sind, wobei eine Positioniereinrichtung genutzt wird, um mehrere Schneidwerkzeuge zu einem Stapel zu sammeln und zumindest einen Teil dieser Schneidwerkzeuge vom Stapel abtrennend zu positionieren, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Schneidwerkzeug mittels der Positioniervorrichtung in eine vorgegebene erste Schneidposition verfahren wird, bevor eine Trennung des ersten Schneidwerkzeugs vom Stapel erfolgt. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Trennbewegung eines vorher am ersten Schneidwerkzeug anliegenden benachbarten zweiten Schneidwerkzeuges dieses direkt in dessen vorgegebene Schneidposition geführt wird. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Schneidwerkzeug in seine Schneidposition verfahren wird, während die Positioniervorrichtung das erste Schneidwerkzeug fixiert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung das zweite Schneidwerkzeug fixiert, bevor ein drittes Schneidwerkzeug nebst anliegendem, verbliebenem Stapel durch die Positioniervorrichtung verschoben wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung mit einer ersten Teilvorrichtung ein in Bewegungsrichtung des Stapels hinten liegendes Schneidwerkzeug in einer ersten vorgegebenen Schneidposition fixiert und mit einer zweiten Teilvorrichtung ein benachbartes zweites Schneidwerkzeug mitsamt den verbliebenen Schneidwerkzeugen des Stapels in Richtung einer der zweiten Schneidvorrichtung vorgegeben Schneidposition versetzt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest einer ersten und einer zweiten Teilvorrichtung der Positioniervorrichtung eine Relativbewegung zur Einstellung einer Schnittbreite für die Schneidwerkzeuge ausgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Teilvorrichtungen an der Positioniervorrichtung fixiert bleibt, während die andere Teilvorrichtung sich bewegt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung zumindest eine erste und eine zweite Teilvorrichtung voneinander unabhängig zur Einstellung einer Schnittbreite für die Schneidwerkzeuge verfährt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses mit einer Vorrichtung ausgeführt wird, die die Merkmale eines der Ansprüche 1 bis 3 aufweist.






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