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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeugkopf
für eine Glasschneidevorrichtung für Platten gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1, die zum Halten eines
Glasschneiderades eingerichtet ist.
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Bekannte Werkzeugköpfe des vorgenannten Typs sind an
einem Schlitten angebracht, der in bezug auf den Rahmen
der Vorrichtung bewegbar ist, und weisen üblicherweise
einen Pneumatikzylinder mit einem an dem Schlitten
angebrachten und einen axial beweglichen Kolben, dessen
Stange mit dem Schneidrad verbunden ist, aufnehmenden
Gehäuse auf.
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Derartige Werkzeugköpfe weisen eine Reihe von Nachteilen
auf. Erstens bewegt sich das Schneidrad an dem
Werkzeugkopf bei Bewegung über die Oberfläche der Glasplatte
verhältnismäßig langsam in Richtung der Achse der
Kolbenstange, an der es angebracht ist, so daß es sich
lediglich verhältnismäßig langsam und innerhalb einer
gewissen Verzögerungszeit invariant an Unebenheiten der
Oberfläche der Platte anpaßt. Die langsame
Gesamtreaktionszeit des Werkzeugkopfes hat daher einen
negativen Einfluß auf die Ausstoßrate der Vorrichtung und
ist hauptsächlich auf den großen Dämpfungseffekt des
Kolbens bei Gleiten in dem Gehäuse zurückzuführen,
welcher wiederum durch große Reibung zwischen dem Kolben
und der inneren Oberfläche des Gehäuses verursacht ist.
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Zweitens gestattet der Werkzeugkopf bei kleinen
Unebenheiten der Oberfläche der Platte keine ausreichend
kleine Verschiebung des Schneidrades zum Sicherstellen
eines andauernden Kontaktes mit der Oberfläche der
Platte bei allen Bearbeitungsbedingungen, so daß sich
eine ungleichmäßige Schnittlinie ergibt.
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Schließlich sind Werkzeugköpfe des vorgenannten Typs in
Vorrichtungen nicht anwendbar, bei denen eine Drehung
des Schneidrades um eine vertikale Achse notwendig ist,
um Schnitte von beliebiger Form auszuführen. Eine
Drehung der das Schneidrad haltenden Kolbenstange führt
zu einem hohen Widerstandsdrehmoment aufgrund der
Reibung zwischen dem Kolben und der inneren Oberfläche
des Zylindergehäuses.
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Einige wenige der vorgenannten Probleme sind durch einen
in der DE-U-77 11 292 beschriebenen Werkzeugkopf gelöst.
Insbesondere offenbart die DE-U-77 11 292 einen
Werkzeugkopf, bei dem ein Rumpfteil ein Schneidrad hält und
das in bezug auf ein geeignetes Halteelement um eine
vertikale Achse drehen kann.
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Weiterhin offenbart die US 2,556,757 einen fest
angeordneten Werkzeugkopf für eine Glasschneidevorrichtung.
Der fest angeordnete Werkzeugkopf verfügt über ein
Rumpfteil, über ein an einem ersten Endabschnitt der
Stange angebrachtes Schneidrad und über eine im
wesentliche flache Membran, die einen an dem Rumpfteil
angebrachten Rand und einen an einem zweiten Endabschnitt
der Stange angebrachten Mittenbereich aufweist, wobei
die Membran mit einem Hohlraum des Rumpfteiles eine an
eine unter Druck stehende Fluidquelle anschließbare
Kammer bildet.
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Bei dem oben beschriebenen fest angeordneten
Werkzeugkopf begrenzt die besondere flache Gestalt der Membran
den axialen Hub des Schneidrades in bezug auf das
Rumpfteil.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen
Werkzeugkopf für eine Glasschneidevorrichtung der oben kurz
beschriebenen Art zu schaffen, welcher zum Überwinden
der vorgenannten Nachteile ausgelegt ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Werkzeugkopf
für eine Glasschneidevorrichtung gemäß Anspruch 1
geschaffen.
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Zwei nicht beschränkende, beispielhafte Ausgestaltungen
der vorliegenden Erfindung sind unter Bezug auf die
beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
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Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer mit dem
Werkzeugkopf gemäß der vorliegenden
Erfindung bestückbaren
Glasschneidevorrichtung zeigt,
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Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II
der Vorrichtung gemäß Fig. 1 darstellt,
welche den Schlitten der Vorrichtung
zeigt, an dem der Werkzeugkopf angebracht
ist und
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Fig. 3 und 4 vertikale Schnitte von zwei
Ausgestaltungen des Werkzeugkopfes gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigen.
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Der Werkzeugkopf gemäß der vorliegenden Erfindung ist an
Vorrichtungen der in Fig. 1 dargestellten Art
anbringbar, welche im wesentlichen zwei Seitenteile 1
aufweisen, die durch jeweilige Stützen 2 getragen sind und
entlang derer ein Traversteil 3 verschiebbar ist. Das
Traversteil 3 ist üblicherweise mit Rollen 4 bestückt,
die entlang Führungen 5 an den Seitenteilen 1 laufen und
durch einen Elektromotor 6 des Traversteiles 3
angetrieben sind.
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Ein Schlitten 8, an dem der Werkzeugkopf 10 gemäß der
vorliegenden Erfindung angebracht ist, ist längs von
Führungen 7 an dem Traversteil 3 (Fig. 1 und 2) durch
einen Elektromotor 11 betätigbar.
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Die Ausgestaltung des Werkzeugkopfes 10 gemäß Fig. 3
weist im wesentlichen ein längliches Rumpfteil 12 auf,
welches mittels einem Paar von Kugellagern 13 an einem
Gehäuse 14 angebracht ist, welches das Gehäuse des
Werkzeugkopfes 10 bildet und das an dem Schlitten 8 der
Vorrichtung (Fig. 2) angebracht ist. Der Werkzeugkopf 10
verfügt über eine axial in bezug auf das Rumpfteil 12
bewegbare Stange 15, die an dem unteren Ende 16 mit
einem Schneidrad 17 und an dem oberen Ende mit dem
Mittenbereich 18 einer verformbaren Membran 20 bestückt
ist. Der Rand 21 der Membran 20 ist an dem Rumpfteil 12
angebracht, wobei dazu das Rumpfteil 12 über zwei
Abschnitte 12a und 12b mit Endabschnitten stegartig
vorstehender Gestalt zum Verklemmen des Randes 21 gemäß der
Darstellung in Fig. 3 verfügt. Der Mittenbereich 18 der
Membran 20 ist an dem oberen Ende der Stange 15 mittels
eines kappenartig ausgestalteten Elementes 22 und einer
Scheibe 23 angebracht, zwischen denen der Mittenbereich
18 verklemmt und mit einer Schraube 24 an der Stange 15
befestigt ist.
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Zwischen einer Schulter 26 des Rumpfteiles 12 und dem
kappenartig ausgestalteten Element 22 ist eine
Spiralfeder
19 eingefügt, um die Stange 15 in der oberen
Endstellung gemäß Fig. 3 zu halten.
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Die verformbare Membran 20, welche aus einem
verformbaren Material wie beispielsweise Gummi, einem Elastomer
oder Kunststoff gefertigt ist, ist an den Abschnitten
12a und 12b des Rumpfteiles 12 derart angebracht, daß in
der in Fig. 3 dargestellten oberen Endposition der
Stange 15 ein hülsenartig geformter Abschnitt 25 über
der Oberfläche des kappenartig ausgestalteten Elementes
22 gebildet ist. Die axiale Länge des hülsenartig
ausgestalteten Abschnittes 25 ist so eingerichtet, daß die
Verschiebung der Stange 15 zwischen der oberen
Endposition gemäß Fig. 3 und der unteren Endposition (in
der das Schneidrad mit der Platte in Berührung kommt)
wie zum Bewegen des Schneidrades von der Ruhe- in die
Betriebsstellung erforderlich ist und eine Bewegung des
Schneidrades in bezug auf die Platte in Reaktion auf
irgendwelche Unebenheiten ihrer Oberfläche ermöglicht
ist.
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In der Ausgestaltung gemäß Fig. 3 ist das Rumpfteil 12
so an dem Gehäuse 14 angebracht, daß es um eine
vertikale Achse drehbar ist, wobei die Drehung durch
einen Elektromotor 26 (oder einen Motor und ein
Untersetzungsgetriebe) mit einer an dem Rumpfteil 12
angebrachten Welle 27 steuerbar ist. Ein Werkzeugkopf diesen
Typs gestattet somit das Ausführen von geradlinigen
Schnitten in jeder Ebene der Oberfläche der Platte oder
von gekrümmten Schnitten, wobei in diesem Fall bei
Bewegen des Werkzeugkopfes über die Platte das Rumpfteil
12 und die Stange 15 zum Erzielen der gewünschten
Krümmung gedreht sind.
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Zusammen mit Hohlräumen des Rumpfteiles 12 bildet die
verformbare Membran 20 eine beispielsweise mittels einer
Ausnehmung 29 an eine Druckluftquelle (nicht
dargestellt) anschließbare Kammer 28.
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Die durch die Membran 20 und den Hohlrauminnenabschnitt
12a des Rumpfteiles 12 gebildete Kammer 30 steht über
Leitungen 31 mit der Umgebung in Verbindung.
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Die Ausgestaltung gemäß Fig. 4 weicht von der gemäß Fig.
3 dadurch ab, daß die Abschnitte 12a und 12b des
Rumpfteiles 12 unmittelbar verbunden und somit in bezug auf
den Schlitten 8 der Vorrichtung (Fig. 2) fixiert sind.
Weiterhin weist das untere Ende der Stange 15 bei
axialer Bewegung in bezug auf das Rumpfteil 12 eine
Aufnahme 32 auf, welche einen mit dem Schneidrad 17
verbundenen Drehhalter 33 aufnimmt. Wie in Fig. 4
dargestellt, ist der Halter 33 mit der Stange 15 mittels
eines Paares von Kugellagern 34 verbunden, und das
Schneidrad 17 ist zur Drehung an einem Schaft 35
angebracht, dessen Längsachse in bezug auf die Drehachse des
Schneidrades 17 versetzt ist.
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Der Halter 33 verfügt über eine axiale Ausnehmung 36, in
die ein Rohr 37 zur Zufuhr von Schneidöl aus einer
Leitung 38 zu dem Schneidrad 17 über eine in den Schaft
35 eingebrachte Ausnehmung 39 eingefügt ist.
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Der Werkzeugkopf gemäß der vorliegenden Erfindung ist
wie folgt betrieben.
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In Ruhe ist die Stange 15 durch die Spiralfeder 19 in
der oberen Endposition (Fig. 3) gehalten, und der
hülsenartig ausgeformte Abschnitt 25 der Membran 22 ist
über dem kappenartig ausgestalteten Element 22
angeordnet, so daß das Volumen der Kammer 28 verringert ist.
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Zum Inkontaktbringen des Schneidrades 17 mit der oberen
Oberfläche der Platte 40 (Fig. 1) ist Druckluft über die
Ausnehmung 29 in die Kammer 28 eingespeist, so daß die
Stange 15 abgesenkt ist. Aufgrund der von der
verformbaren Membran 20 angenommenen, im wesentlichen
glockenartig ausgebildeten Anordnung bildet die Membran 20 bei
Bewegen der Stange 15 in die untere Endposition, bei der
das kappenartig ausgestaltete Element 22 die Schulter 26
berührt, einen weiteren hülsenartig ausgestalteten
Abschnitt 41, der im wesentlichen an der inneren
Oberfläche der Kammer 30 anliegt und in Fig. 3 durch die
gestrichelte Linie dargestellt ist.
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Der Stange 15 ist somit ein erheblicher Verschiebeweg
gestattet, welcher mehr als genug ist, um dem Schneidrad
17 nicht nur die Bewegung von der Ruhe- in die
Betriebsstellung zu gestatten, sondern ebenso zu einem engen
Anliegen an der Oberfläche der Platte 40 auch bei
größeren Unebenheiten ihrer Oberfläche führt. Während
des durch den sich bewegenden Schlitten 8 und das
Traversteil 3 durchgeführten Schnittvorganges ist das
Schneidrad 17 in Kontakt mit der Oberfläche der Platte
auch bei größeren Unebenheiten ihrer Oberfläche
aufgrund des geringen zum Bewegen der Stange 15
erforderlichen Druckes gehalten. Weiterhin ist die sich
ergebende Schnittlinie sehr eben, da die Verschiebung
der Stange 15 keine Gleitreibung, sondern lediglich eine
sehr geringe Deformation der Membran 20 aufweist.
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Weiterhin ist die vertikale Verschiebung der Stange 15
zum Gestatten des engen Anliegens des Schneidrades 17 an
der Oberfläche der Platte 40 aufgrund des Fehlens von
irgendwelchen durch Gleitreibung verursachten
Dämpfungseffekten äußerst schnell und vermöge der Abhängigkeit
der Verformbarkeit des Luftvolumens in der Kammer 28
variabel, so daß eine extrem schnelle Reaktion des
Werkzeugkopfes geschaffen ist.
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Beide hierin beschriebenen Ausgestaltungen des
Werkzeugkopfes sind zum Ausführen von Schnitten beliebiger
Gestalt verwendbar. In dem Fall der Ausgestaltung gemäß
Fig. 3 ist der Werkzeugkopf zum Schneiden entlang einer
vorbestimmten Kurve um die vertikale Achse durch Drehung
der Stange 15 um ihre vertikale Achse gedreht. In dem
Fall der Ausgestaltung gemäß Fig. 4 ist das Schneidrad
17 zusammen mit dem Halter 33 vermöge des Versatzes der
Drehachse des Schneidrades 17 in bezug auf die des
Halters 33 gedreht.
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Für den Fachmann ist es selbstverständlich, daß an der
Ausgestaltung und Anordnung der Teile des hierin
beschriebenen Werkzeugkopfes Veränderungen vorgenommen
werden können, ohne die vorliegende Erfindung gemäß den
Ausgestaltungen in den Ansprüchen zu verlassen.