DE3338684A1

DE3338684A1 - Heatable cutting tool

Info

Publication number: DE3338684A1
Application number: DE19833338684
Authority: DE
Inventors: Rudolf 7032 Sindelfingen Breitling
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1983-10-25
Filing date: 1983-10-25
Publication date: 1985-05-09
Also published as: DE3338684C2

Abstract

The invention relates to a heatable cutting tool for processing thermoplastic materials, preferably of mouldings of flat or dish-shaped design. The cutting tool has assigned to it a heating device following its profile and which is disposed opposite to the region of the blades of the cutting tool in the non-operating times between two cutting operations. Cutting tool and heating device are displaceable relative to one another, that is to say the region of the blades can be retracted from the heating device for executing a cut. Because of the direct heating of the region of the blades, the necessary temperatures are achieved with low energy requirement much faster than, for example, in a tool with a heated knife base. A partial overheating of knife parts, making necessary complex thermal insulation measures, is avoided. Furthermore, when space is limited conditions the heating device can be disposed far away from the working range of the apparatus. In a preferred embodiment of the invention the region of the blades is heated inductively.

Description

Heizbares Schneidwerkzeug Heatable cutting tool

Die Erfindung betrifft ein heizbares Schneidwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus der DE-PS 24 16 514 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a heatable cutting tool according to the preamble of claim 1, as it emerges from DE-PS 24 16 514 as known, for example.

Die vorgenannte Schrift betrifft eine Vorrichtung, die zum Herstellen von Verkleidungsteilen für Kraftfahrzeuge dient. Es wird die Sichtfläche eines Formteils, das auf einem Formstempel anliegt, mit einem Bezugsstoff versehen, beispielsweise einem Gewebe aus einem Kunststoffmaterial. Nach Abschluß vorangehender Arbeitsabschnitte werden überstehende Ränder des Bezugsstoffs beschnitten.The aforementioned document relates to a device that is used to manufacture of trim parts for motor vehicles is used. The visible surface of a molded part is which rests on a molding die, provided with a cover material, for example a fabric made of a plastic material. After completing the previous work sections protruding edges of the upholstery fabric are trimmed.

Während des Schneidvorgangs liegt das Verkleidungsteil wie für die vorausgehenden Arbeitsabschnitte schon auf dem Formstempel an. Damit die Schnittränder dem Schneiddruck standhalten können, ist zum Festhalten des Schneidguts der Oberstempel mit dem unteren Formstempel zusammenführbar. Das Schneidwerkzeug ist ein bandförmiges umlaufendes Flachmaterial mit einer schneidenförmigen Abschrägung der dem Schneidgut zugewandten Schmalseite.During the cutting process, the trim part lies as it would for the previous work sections on the forming die. So that the cut edges can withstand the cutting pressure, the upper punch is used to hold the material to be cut can be brought together with the lower die. The cutting tool is a ribbon-shaped Circumferential flat material with a blade-shaped bevel on the material to be cut facing narrow side.

Schneidwerkzeug und Schneidgut sind relativ zueinander bewegbar. Um die Schnittkraft zu verringern und dadurch einen sauberen Schnitt zu gewährleisten, ist das Messer beheizbar gehalten. Die Heizmittel sind in einer festen Relativlage zum Schneidwerkzeug angeordnet und zwar, sofern es sich nicht um ein stromdurchflossenes, widerstandsbeheiztes Schneidwerkzeug handelt, entlang dem Fuß des Schneidwerkzeugs , da enge Platzverhältnisse es erforderlich machen, daß die Heizung möglichst weitab vom Arbeitsbereich der Vorrichtung liegt.The cutting tool and the material to be cut are relative to one another moveable. To reduce the cutting force and thereby ensure a clean cut, the knife is kept heated. The heating means are in a fixed relative position arranged to the cutting tool, provided that it is not a current-carrying, Resistance heated cutting tool acts, along the base of the cutting tool , since tight spaces make it necessary that the heater is as far away as possible from the working area of the device.

Um im Schneidenbereich, der mit dem Schneidgut in Berührung kommt, eine vorgesehene Temperatur zu erreichen, muß der Fuß des Messers, an dem die Heizmittel angeord net sind, gegenüber dem Schneidenbereich eine Übertemperatur aufweisen, die so groß ist, daß in der Zeit zwischen zwei Schnittvorgängen ein ausreichender Wärmefluß auftritt, um Wärmeverluste an der Schneide auszugleichen. Bei großen Messerhöhen, die aus Platzgründen oder weil die Schnittkontur nicht in einer Ebene liegt, erforderlich werden, ist eine beträchtliche Übertemperatur des Fußes gegenüber der Schneide zu wählen. Dies liegt an den langen Wärmetransportwegen bei geringen Wärmeleitungsquerschnitten des Schneidwerkzeugs.Bei den hohen Temperaturen, auf denen der Messerfuß zu halten ist, ist der Aufwand zur Wärmeisolierung des Fußes sowie der Heizelemente gegenüber den angrenzenden Vorrichtungsteilen erheblich.In order to ensure that the cutting edge area that comes into contact with the material to be To reach a designated temperature, the foot of the knife on which the heating means must be are arranged, show an excess temperature compared to the cutting area, which is so large that in the time between two cutting processes a sufficient one Heat flow occurs to compensate for heat loss at the cutting edge. With large knife heights, which is necessary for reasons of space or because the cutting contour is not in one plane there is a considerable excess temperature of the foot compared to the cutting edge Select. This is due to the long heat transport paths with small heat conduction cross-sections of the cutting tool at the high temperatures at which the knife foot has to be kept is, the effort to heat insulation of the foot as well as the heating elements is opposite the adjacent parts of the device considerably.

Der bauliche Raumbedarf für Einrichtungen zum Widerstandsbeheizen des Schneidwerkzeugs, sowie auf der Aufwand zur Wärmeisolierung sind zwar geringer als bei Beheizung mit Heizmitteln wie beschrieben. Jedoch sind die Temperaturen des Schntidwerkzcugs in Kontaktstellen zur übrigen Vorrichtt noch immer wenigstens so hoch, wie sie in der Messerschneide sind. Mit großem baulichen Aufwand ist die elektrische Isolation des Schneidwerkzeugs gegenüber der übrigen Vorrichtung verbunden. Ferner ist der Energieaufwand für die Beheizung sehr hoch.The structural space requirements for equipment for resistance heating of the cutting tool, as well as the effort for thermal insulation are less than when heated with heating means as described. However the temperatures are of the cutting tool in contact points with the rest of the device so high as they are in the knife edge. With great structural The expense is the electrical insulation of the cutting tool from the rest Device connected. Furthermore, the energy consumption for heating is very high.

Ähnliche Vorrichtungen, die zur Bearbeitung von Kunststoffmaterialien dienen und heizbare Schneidwerkzeuge besitzen, gehen auch aus der DE-OS 29 41 015 und dem DE-GM 76 23 105 als bekannt hervor. Die Vorrichtungen besitzen Stempel zum Festhalten des Schneidguts und die Schneidwerkzeuge sind vorzugsweise widerstandsbeheizt.Similar devices used for processing plastic materials serve and have heatable cutting tools, also go from DE-OS 29 41 015 and DE-GM 76 23 105 as known. The devices have stamps for Holding the material to be cut and the cutting tools are preferably resistance-heated.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei weitab vom Arbeitsbereich liegenden Heizmitteln und bei geringem Energiebedarf des Heizmittels den Schneidenbereich schnell auf die geforderten Schneidtemperaturen aufzuheizen und eine teilweise Übertemperierung von Messerteilen zu vermeiden.The invention is based on the object, even when far from the work area lying heating means and the cutting area when the energy requirement of the heating means is low heat up quickly to the required cutting temperatures and partial overtemperature to avoid knife parts.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zur Wärmezufuhr bei geringen Wärmeverlusten ist es am günstigsten, den betreffenden Bereich des Schneidwerkzeugs selbst zu beheizen, um schnell eine vorgesehene Temperatur zu erzielen. Deshalb sind die Heizmittel entlang des Schneidenbereichs angeordnet. Da für den Schneidvorgang einerseits der Schneidenbereich frei liegen muß und andererseits aus Platzgründen die Heizmittel möglichst weitab vom Arbeitsbereich der Vorrichtung liegen sollen, ist Heizmittel und Schneidwerkzeug relativ zueinander bewegbar. In den Ruhepausen befindet sich der Schne-idenbereich in Gegenüberstellung zum Heizmittel. Für den Schneidvorgang taucht der Schneidenbereich aus der Heizeinrichtung aus. Die Heizleistung muß gerade so hoch sein, daß die beim Schneidvorgang abgeführte oder durch sonstige Verluste abgeführte Wärme energie ersetzt wird. Insbesondere ist die benötigte Heizenergie deshalb gering, weil-der Fuß des Schneidwerkzeugs kühler als der Schneidenbereich ist und deshalb die umgebenden Vorrichtungsteile weniger Wärme ableiten. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Schneidenbereich induktiv beheizt. Die benötigte Wärmeenergie ist in diesem Fall sehr gering und genau dosierbar und der Schneidenbereich besonders schnell aufheizbar.This task is achieved in a generic device by the characterizing features of claim 1 solved. For heat supply with low heat losses it is best to heat that area of the cutting tool yourself, to quickly reach a designated temperature. That is why the heating means arranged along the cutting area. As for the cutting process on the one hand The cutting area must be exposed and, on the other hand, the heating means for reasons of space should be as far away as possible from the working area of the device is heating means and cutting tool movable relative to one another. In the breaks is located the cutting edge area in comparison to the heating medium. For the cutting process the cutting area emerges from the heating device. The heating output must be straight be so high that the losses discharged during the cutting process or through other losses dissipated heat energy is replaced. In particular, is the heating energy required therefore low because the foot of the cutting tool is cooler than the cutting area and therefore the surrounding device parts dissipate less heat. In a In a preferred embodiment of the invention, the cutting area is heated inductively. In this case, the heat energy required is very low and can be precisely metered the cutting area can be heated particularly quickly.

Vorteil bei dem Schneidenbereich zugeordneter Heizvorrichtung ist die Möglichkeit, die Heizeinrichtung weit abliegend vom Arbeitsbereich vorsehen zu können, ohne aufwendige Isolierungsmaßnahmen vornehmen zu müssen.This is advantageous in the heating device assigned to the cutting area the possibility of providing the heating device far away from the work area to be able to do without having to undertake complex isolation measures.

Nicht zuletzt schlagen auch geringere Energiekosten zu Buche.Last but not least, lower energy costs also have an impact.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in einer Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; es zeigt die einzige Figur einen lotrechten Längsschnitt einer Vorrichtung zum Beschneiden von Kunststoffmaterialien mittels eines beheizten Schneidwerkzeugs.An embodiment of the invention is shown in a drawing and is described in more detail below; it shows the only figure a vertical one Longitudinal section of a device for cutting plastic materials by means of a heated cutting tool.

Die Vorrichtung weist eine Auflageplatte 1, sowie eine Hubplatte 2 mit durch Bolzen 3 hängend daran gehaltertem Oberstempel 4 auf. Auf der Auflageplatte 1 liegt das zu schneidende Kunststoffmaterial 5 an, im Ausführungsbeispiel eine ebene Kunststofflage. An der Unter- seite der Hubplatte 2 ist starr, beispielsweise durch Winkelstücke 6 das Schneidwerkzeug 7 angebracht. Das Schneidwerkzeug 7 ist ein entsprechend der Schnittkontur verlaufend angeordnetes Bandmaterial, das an der freien unteren Schmalseite eine Schräge als Schneide trägt. Der im Schneidenbereich liegende Teil des Schneidwerkzeugs 7 ist in Ruhestellung in eine Heizeinrichtung 8 des Oberstempels 4 eingetaucht. Die Heizeinrichtung 8 ist im Ausführungsbeispiel ein Induktor, dessen Leiterschleifen ohne Kontakt zum Schneidwerkzeug 7 dem Schneidenbereich gegenüber in einer Fuge des Oberstempels 4 eingelassen sind. Damit nicht auch das angrenzende Fugenmaterial des Oberstempels 4 induktiv erwärmt wird, verlaufen in der Fuge entlang den Leiterschleifen Fugenberandungen aus elektrisch nichtleitendem Material.The device has a support plate 1 and a lifting plate 2 with the upper punch 4 suspended thereon by bolts 3. On the platen 1, the plastic material 5 to be cut lies against, in the exemplary embodiment one flat plastic layer. At the bottom side of the lifting plate 2 is rigid, For example, the cutting tool 7 is attached by means of angle pieces 6. The cutting tool 7 is a strip material arranged to run in accordance with the cutting contour, which on the free lower narrow side has a bevel as a cutting edge. The one in the cutting area The lying part of the cutting tool 7 is in the rest position in a heating device 8 of the upper punch 4 immersed. The heating device 8 is in the exemplary embodiment an inductor, the conductor loops of which have no contact with the cutting tool 7, the cutting area opposite are embedded in a joint of the upper die 4. Not that too adjacent joint material of the upper punch 4 is inductively heated, run in the joint along the conductor loops joint edges made of electrically non-conductive Material.

Für festen Zusammenhalt der Stempelteile beidseitig der Fuge, sind stegartige Verbindungen vorgesehen. Der Fuß des Schneidwerkzeugs 7 besitzt dort jeweils entsprechende ausgesparte vertikale Ausnehmungen, so daß die vertikale Verfahrbarkeit des Schneidwerkzeugs 7 gegenüber dem Oberstempel 4 nicht behindert ist. Um die Bolzen 3 herum, die zur Halterung des Oberstempels 4 auf vorgeschriebenem Abstand zur Hubplatte 2 dienen, sind Federn 10 angeordnet.For firm cohesion of the stamp parts on both sides of the joint, are Web-like connections provided. The foot of the cutting tool 7 has there in each case corresponding recessed vertical recesses, so that the vertical mobility of the cutting tool 7 is not hindered with respect to the upper punch 4. To the bolts 3 around, the one for holding the upper punch 4 at the prescribed distance from the lifting plate Serve 2, springs 10 are arranged.

Zum Beschneiden des auf der Auflageplatte 1 anliegenden Kunststoffmaterials 5 wird die Hubplatte 2 aus der dargestellten Ruheposition abgesenkt, bis die Unterseite des Oberstempels 4 auf der Kunststofflage liegt. Bei weiterer Absenkung der Hubplatte 2 taucht der Schneidenbereich des Schneidwerkzeugs 7 aus dem Oberstempel 4 und der Heizeinrichtung 8 aus und durchtrennt das Kunst- stoffmaterial 5. Nach Beendigung des Schneidvorgangs wird die Hubplatte 2 wieder angehoben. Wenn die überstehenden Anlageflächen der Bolzen 3 wieder auf der Hubplatte 2 aufliegen, wird der Oberstempel 4 von der Kunststofflage abgehoben und der Schneidenbereich des Schneidwerkzeugs 7 liegt zur Beheizung wieder der Heizeinrichtung 8 gegenüber. Die Heizleistung der Heizeinrichtung 8 ist so bemessen, daß die beim Schneidvorgang abgeführte Wärmeenergie in der Zeit zwischen zwei Schneidvorgängen ersetzt wird.For trimming the plastic material lying on the support plate 1 5, the lifting plate 2 is lowered from the rest position shown until the bottom of the upper punch 4 lies on the plastic layer. If the lifting plate is lowered further 2, the cutting area of the cutting tool 7 emerges from the upper punch 4 and the Heating device 8 and cuts through the plastic fabric material 5. After completion of the cutting process, the lifting plate 2 is raised again. if the protruding contact surfaces of the bolts 3 rest on the lifting plate 2 again, the upper punch 4 is lifted from the plastic layer and the cutting area of the cutting tool 7 is again opposite the heating device 8 for heating. The heating power of the heating device 8 is dimensioned so that the cutting process dissipated heat energy is replaced in the time between two cutting processes.

Auflageplatte 1 und Oberstempel 4 können so ausgestaltet sein, daß sie auch andere als ebene Kunststoffmaterialien, beispielsweise schalenförmige Bauteile aufnehmen können.Support plate 1 and upper punch 4 can be designed so that they also use other than flat plastic materials, for example shell-shaped components be able to record.

Insbesondere können auf der selben Vorrichtung auch andere Arbeitsabschnitte dem Schneidvorgang vorausgehend ausführbarein. Bei solchen Vorrichtungen sind die Platzverhältnisse oft so, daß Messer und Heizung möglichst weitab des Arbeitsbereichs der Vorrichtung liegen sollen.In particular, other work sections can also be used on the same device can be carried out prior to the cutting process. In such devices, the Space often such that the knife and heater are as far away from the work area as possible the device should lie.

Um den Schneidenbereich bei geringem Energieaufwand jeweils schnell und ohne hohe Übertemperatur des Messerfußes aufheizen zu können, ist es die günstigste Möglichkeit direkt den Schneidenbereich zu beheizen. Für diesen Fall ist der Schneidenbereich und Heizeinrichtung relativ zueinander bewegbar zu haltern. Anstatt einer induktiven Beheizung des Schneidenbereichs können auch andere Heizungsarten in Frage kommen. Jedoch ist die induktive Beheizung vorteilhaft hinsichtlich des sehr geringen Energiebedarfs und ferner des Bauvolumens. Darüber hinaus bietet die Heizung wie keine andere die Möglichkeit, sehr schnell und genau dosierbar den Schneidenbc:rcich aufzu- heizen. Diese direkte Beheizung der Messerschneide erbringt eine geringe Wärmebelastung der Umgebungsteile der Vorichtung, insbesondere der Hubplatte 2, an der der wärmeleitende Messerfuß befestigt ist. Es liegt einfach daran, weil der Messerfuß eine niedrigere Spitzentemperatur als die Messerschneide erreicht. Bezüglich der Wärmeisolierung ist deshalb ein wesentlich geringerer oder gar kein Aufwand zu betreiben.Around the cutting area quickly with little energy consumption and without being able to heat up the knife base too much, it is the cheapest Possibility to heat the cutting area directly. In this case is the cutting area and to mount the heating device so as to be movable relative to one another. Instead of an inductive Other types of heating can also be used to heat the cutting area. However, inductive heating is advantageous with regard to the very low energy requirement and also the construction volume. In addition, the heater offers that like no other Possibility to measure the cutting edge very quickly and precisely. heat. This direct heating of the knife edge results in a low thermal load the surrounding parts of the device, in particular the lifting plate 2, on which the thermally conductive Knife foot is attached. It's simply because the knife foot has a lower one The peak temperature is reached when the knife edge is reached. Regarding the thermal insulation therefore a significantly lower or no effort has to be made.

Claims

Claims 1. Heatable cutting tool for processing thermoplastic Plastic materials, with a heating device following the path of the cutting tool, d a d u r c-h g e k e n n n z e i c h n e t that the cutting tool (7) and the heating device (8) are movable relative to one another and the heating device (8) is in the rest breaks is arranged in opposition to the cutting area of the cutting tool (7).

2. Cutting tool according to claim 1, characterized in that the Heating device (8) as an inductor for inductive heating of the cutting area and the cutting tool (7) is made of ferromagnetic material.

3. Cutting tool according to claim 1 or 2, characterized in that that the cutting tool (7) and the heating device (8) are relatively movable in the cutting direction are.