Flüssigstrahl-Schneideinrichtung

Beschreibung

[0001] In den letzten Jahren wurden für randsauberes Schneiden und Trennen verschiedener, mit bisher üblichen Stanz- und Schneidwerkzeugen nur schlecht oder praktisch nicht schneidbarer Materialien Verfahren entwickelt, bei welchen ein aus einer Düse mit hoher Geschwindigkeit ausgepreßter Strahl eines unter Druck von mehreren hundert bis 5 000 bar, üblicherweise von 1 500 bis 4000 bar, stehenden flüssigen Mediums, meist Wasser, die Schneidfunktion übernimmt. Aus den DE-OS 28 13 499 und 29 35 828 sind Flüssigstrahlschneideinrichtungen mit Arbeitstisch bekannt geworden, bei welchen der Schneidkopf und damit der Schneidstrahl mittels programmgesteuerten Koordinatenantriebs entlang des gewünschten Schnittverlaufes erfolgen kann. Solche aufwendige Automaten sind besonders für die Fertigung größerer Serien von, meist größere Dimensionen aufweisenden Teilen vorgesehen. Es wurde gefunden, daß für kleinere Serien mit oft komplizierten Schnittverläufen händisch führbare Flüssigstrahl-Schneidgeräte, z. B. mit Handgriffen, wesentlich flexibler und weniger aufwendig einsetzbar sind, wobei der Schneidkopf entlang vorgegebener Formen, Führungen, Schablonen, Kulissen od. dgl., welche den im Material zu schneidenden Konturen entsprechend ausgebildet sind, bewegt wird. Dabei ist es, wie sich zeigte, vorteilhaft, wenn der Düsenkopf im Düsennahen Bereich vom Bedienungsmann an eine Führungskurve, z. B. gegen den Rand einer Schablone gedrückt und gleichzeitig dieser Führungskurve, z. B. dem Schablonenrand entlang geschoben werden kann. Es können am Düsenkopf z. B. mit dem Schablonenrandbereich kooperierende Vorsprünge od. dgl. vorgesehen sein, sodaß beim Vorschub eine Art « Einhängen bzw. « Abstützen » des Düsenkopfes an einer Führung, z. B. am Randbereich einer Schablone erfolgen kann. Beim Schneiden ist der Düsenkopf möglichst satt an eine Führungslinie bzw. -fläche anzudrücken, wobei unter Überwindung der Gleitreibung zwischen Düsenkopfaußenfläche und Führungsfläche gleichmäßiger Vorschub erfolgen soll. Hat z. B. der an der Führungsfläche anzupressende und gleichzeitig ihr entlang zu schiebende Bereich des Düsenkopfes an sich günstigerweise zylindrische Form, bedarf es relativ großen Geschickes und stetiger Aufmerksamkeit, gleichmäßigen Vorschub und damit präzisen Schnitt zu erzielen. Es kann dennoch zu Vorschubhemmungen, Abgleiten bei Nachlassen des Anpreßdruckes u. dgl. kommen. Auch eine präzise Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit an das zu schneidende Material und den Schwierigkeitsgrad des Kurvenverlaufes selbst ist nicht erreichbar. Ähnliche Probleme infolge Gleitreibung können - wie gefunden wurde - auch bei selbsttätigen Schneidgeräten mit mechanischer Konturführungs-Schablone nicht verhindert werden.

[0002] Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Flüssigstrahl-Schneideinrichtung zu schaffen, bei welcher praktisch nur mehr für händisches oder selbsttätiges Anpressen des Düsenkopfes oder eines mit ihm verbundenen Führungsstückes an eine Führungslinie, Führungsfläche beispielsweise einer Schablone od. dgl. zu sorgen ist, während der Vorschub entlang einer Schnittkurve nicht mehr mit Gleitreibung erfolgt.

[0003] Gegenstand der Erfindung ist somit eine Flüssigstrahl-Schneideinrichtung mit Schnittverlaufsführungseinrichtung mit mindestens einem zumindest eindimensional beweg- und ausrichtbaren, über Zuführung(en) mit Schneidstrahlmedium versorgbaren Schneid-Düsenkopf mit Strahldüse, dadurch gekennzeichnet, daß ein, insbesondere handführbarer, vorzugsweise mit mindestens einem Manipulationsorgan verbundener Düsenkopf mit Düse mittels einer mit ihm verbundenen Schneidkonturführungseinrichtung mit mindestens einem an einer der zu schneidenden Kontur entsprechend ausgebildeten Führungslinie oder -fläche abrollenden bzw. abrollbaren und gegen diese Linie bzw. Fläche vorzugsweise händisch, andrückbaren, von einem in seiner Drehzahl, vorzugsweise mittels eines Manipulationsorgans, regelbaren Antriebsaggregat angetriebenen Vorschub-Antriebsorgan bewegbar ist. Besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Gerätes ist, daß nur mehr auf sattes Andrücken einer Führungseinrichtung für den Düsenkopf an die Führungsfläche einer Schablone, Schiene, Kulisse od. dgl. zu achten ist, während der Vorschub, jetzt bei rollender Reibung, mittels eines Vorschub-Antriebsorganes erfolgt. Zu den Bezeichnungen « Führungslinie » bzw. « Führungsfläche » ist auszuführen, daß beim erfindungsgemäßen Gerät, das im wesentlichen als angetriebene Rolle ausgebildete Vorschubsorgan entlang einer Kurve mit praktisch keiner Flächenausdehnung, beispielsweise einer Kante einer Schablone oder einer Berührungslinie zwischen einem etwa tonnenförmig gewölbten Schablonenrand und der Vorschubrolle, geführt werden kann. Führungsfläche der Schablone und Vorschub-Antriebsorgan können auch miteinander kooperierende Kontur aufweisen. Die Schablone selbst kann außen oder innen zu umfahren sein, sie kann auch nur mit einer ihren Randbereich umfassenden Führungsschiene od. dgl_: gebildet sein. Günstigerweise ist die Schablone im wesentlichen parallel zum zu schneidenden Gut angeordnet, und es ist oft günstig, die Schablone direkt zum Halten des zu schneidenden Gutes zu verwenden, sie liegt dann direkt auf diesem auf.

[0004] Die erfindungsgemäße Einrichtung kann so gestaltet sein, daß das Vorschub-Antriebsorgan an einem Träger, welcher mit dem Düsenkopf in mechanisch starrer, gegebenenfalls lösbarer Verbindung steht und mit ihm daher jede Bewegung präzise mitausführt, angeordnet ist.

[0005] Zur Erhöhung der Präzision der Führung ist es bevorzugt, wenn das Vorschub-Antriebsorgan der mit dem Düsenkopf verbundenen Konturführungseinrichtung mit zur Achse des Ausströmkanals der Strahldüse im wesentlichen paralleler Achse ausgebildet ist.

[0006] Besonders konturgenaues Schneiden ermöglicht eine Ausführungsform, bei welcher das Vorschub-Antriebsorgan in unmittelbarer Nähe der Strahldüse, am günstigsten direkt am Düsenkopf, angeordnet ist, und es sind hohe Nachführgenauigkeit und Kontrolle direkt am Schnitt vorteilhaft gegeben, wenn das Vorschub-Antriebsorgan mit der Achse des Ausströmkanals der Strahldüse, im wesentlichen identischer Achse ausgebildet ist.

[0007] Präzise Führung bei optimaler Kraftübertragung beim Abrollen entlang einer Führungsfläche läßt sich vorteilhaft erreichen, wenn die Führungsfläche als, vorzugsweise gleich lange, im wesentlichen der Grundprojektion ihres Verlaufes entsprechende Erzeugende aufweisende Prismenfläche einer Schablone und das Vorschub-Antriebsorgan des Düsenkopfes mit im wesentlichen zylindrischer Antriebsfläche ausgebildet sind.

[0008] Wenn das Vorschub-Antriebsorgan mindestens einen umlaufenden, radial von seiner Achse und Antriebsfläche weg sich erstreckenden Vorsprung aufweist, dessen Radialfläche gemeinsam mit der Vorschub-Antriebsfläche mit einer Führungsfläche und einem Randbereich der Oberseite einer Schablone kooperierend ausgebildet sind, kann zusätzlich zur genauen Führung auch erreicht werden, daß der Bedienungsmann den Düsenkopf mit Hilfe des genannten Vorsprunges gleichzeitig mit dem Andrücken an die Führungsfläche an der Oberseite einer Schablone in deren Randbereich abstützen kann, sodaß eine Konstanz des Abstandes zwischen Strahl-Auslaßöffnung der Düse und zu schneidendem Material und damit der Schnittqualität erzielt wird. Für einfache zweidimensionale Schnitte genügt es, wenn Vorschubs-Antriebsfläche und Radialfläche des Abstütz-Vorsprunges im wesentlichen miteinander.einen Winkel von 90° einschließen.

[0009] Zu weiter verbesserter Sicherung einer Konstanz des Abstandes von Düse und Schneidgut, insbesondere zur Verhinderung eines « Abhebens des Düsenkopfes von der Oberseite einer Schablone od. dgl. kann günstigerweise vorgesehen sein, daß das Vorschub-Antriebsorgan etwa spulenförmig mit zwei von seiner Achse und Antriebsfläche weg sich erstreckenden Vorsprüngen ausgebildet ist und diese den Randbereich einer Führungsschablone im wesentlichen umgreifen. In diesem Fall liegt dann die Schablone mit ihrer Unterseite zumindest im Bereich ihres Randes nicht direkt an das zu schneidende Werkstück an. Es erfolgt eine Hintergreifung von deren Randbereich auch an der Unterseite und zwar mittels des zweiten Radialvorsprunges. Dieser Vorsprung ist in seiner radialen Ausdehnung vorteilhaft kleiner ausgebildet, als der zur Abstützung an der Schablonenoberseite vorgesehene schon oben erwähnte Vorsprung.

[0010] Um eine genaue Führung des Gerätes auch bei für Werkstücke mit dreidimensionaler Ausbildung geeigneten dreidimensionalen Schablonen od. dgl. zu gewährleisten, also um auch Erhebungen und Vertiefungen der Schablonenoberseite abstandsgenau abfahren zu können, kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, daß die Erzeugenden der radial von Achse und Vorschub-Antriebsfläche sich weg erstreckenden Fläche mindestens eines Vorsprunges einen Winkel α von mehr als 90° mit den Erzeugenden der Antriebsfläche des Vorschub-Antriebsorganes einschließen.

[0011] Störungen bei der Abrollbewegung des Vorschub-Antriebsorganes lassen sich vermeiden, wenn die sozusagen auf der Schablonenoberseite und gegebenenfalls auch -unterseite anliegende(n) und sich mitdrehende(n) radial sich erstreckende(n) Fläche(n) des Vorsprunges bzw. der Vorsprünge am Vorschub-Antriebsorgan wenig Widerstand hat bzw. haben, was sich günstig dadurch sicherstellen läßt, daß die radial von Achse und Vorschub-Antriebsfläche sich weg erstreckende Fläche mindestens eines der Vorsprünge mit reibungsmindernder Beschichtung oder Zwischenlage, z. B. aus fluorhältigem Polymer, versehen sind.

[0012] Um effektive Vorschubübertragung bei geringem Schlupf zu erzielen, kann es weiters vorteilhaft sein, wenn die Vorschub-Antriebsfläche des Vorschub-Antriebsorganes mit reibungserhöhender Beschichtung oder Zwischenlage, z. B. aus Gummi, versehen ist.

[0013] Da bei üblicher Betriebsweise des erfindungsgemäßen Gerätes der Kontakt zwischen Vorschubs-Antriebsfläche des Vorschub-Antriebsorganes und Führungsfläche einer Schablone od. dgl. erreicht wird, indem das Gerät etwa senkrecht auf die Führungsfläche mit einer Kraft beaufschlagt wird, also z. B. gegen den Rand einer Schablone angepreßt wird, ist es bevorzugt, wenn ein zylindrische Vorschub-Antriebsfläche aufweisendes, mit dem Kanal der Schneiddüse koaxial am Düsenkopf gelagertes Vorschub-Antriebsorgan mit Durchlaßöffnung für den Schneidstrahl mit einer am Zuführungsrohr bzw. an einem dieses umgebenden Rohr, vorzugsweise über Wälzlager, drehgelagerten Hülse verbunden ist. Solche Bauweise ermöglicht neben einem zusätzlichen Hüllschutz für den Düsenkopf, daß der mit Manipulationsgriffen zur Führung und zum Anpressen verbundene Düsenkopf selbst bei relativ starken Anpreßdrucken die Kräfte ohne Verformung und Gefährdung des Kollimationsrohres aufzunehmen imstande ist.

[0014] Zur Aufbringung der Drehbewegung von einem mit dem Vorschub-Antriebsorgan nicht koaxial gelagerten Antriebsaggregat auf dieses Organ, ist es bevorzugt, wenn die Hülse des Vorschub-Antriebsorganes mit einem Kraftübertragungselement, vorzugsweise Zahnrad, welches mit einem weiteren Kraftübertragungselement, vorzugsweise Zahnrad eines Antriebsaggregates kooperiert, vorzugsweise lösbar, verbunden ist.

[0015] Das Antriebsaggregat kann ein platzsparender Niederspannungs-Gleichstrommotor geringeren Durchmessers sein. Auch Hydraulik- oder Pneumatikmotoren od. dgl. können prinzipiell Einsatz finden. Vorteil eines Elektromotors ist insbesondere seine genaue Regelbarkeit. Er bietet zusätzlich die Möglichkeit, seine Drehzahl und damit die Vorschubgeschwindigkeit auch bei Änderungen des Anpreßdruckes des Düsenkopfes an eine Schablone konstant zu halten, sodaß hohe Schnittqualität und ökonomische Arbeitsweise erzielbar sind.

[0016] Eine besonders für handgeführte Geräte günstige Ausbildungsform ist gegeben, wenn die die Abrollbewegungsgeschwindigkeit des Vorschub-Antriebsorganes des Düsenkopfes an einer Führungslinie bzw. -fläche bewirkende Drehzahl von dessen Antriebsaggregat mittels mit drehbarem Handgriff einstellbarer Drehzahl-Regelungseinrichtung steuerbar ist. In diesem Fall ist eines der beiden Manipulationsorgane, also ein Handgriff, der zur mechanischen Führung des Düsenkopfes dient, nach Art eines Motorrad-Gasgriffes um seine eigene Achse drehbar ausgebildet und der Bedienungsmann kann durch einfaches Drehen des Griffes eine material- und schnittkontur-günstige Vorschubgeschwindigkeit ohne zusätzliche Manipulation direkt beim Führen des Gerätes einstellen. Es wird damit eine der Schneidkurve genau anpaßbare Vorschub-Geschwindigkeit auf ergonomisch vorteilhafte Weise erreicht.

[0017] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Drehzahlregelungseinrichtung des Antriebsaggregates für das Vorschub-Antriebsorgan eine Einrichtung zur Konstanthaltung einer mittels Manipulationsorgan an der Regelungseinrichtung jeweils eingestellten Drehzahl aufweist. Durch die damit er- . reichbare Unabhängigkeit der Vorschubgeschwindigkeit vom Anpreßdruck an eine Führungsfläche können jeweils die optimal eingestellte Vorschubsgeschwindigkeit konstant gehalten und dabei größte Zeitökonomie erreicht werden, selbst wenn stark wechselnde Anpreßbedingungen, z. B. bei komplizierten Schablonenformen gegeben sind.

[0018] Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

[0019] Es zeigen Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen handführbaren Flüssigstrahl-Schneidgeräts in Schräg-Gesamtsicht, Fig. 2 und 3 teilweise aufgeschnittene Vorder- und Seitenansicht eines mit düsen-koaxialem Vorschub-Antriebsorgan und Manipulationsgriffen ausgestatteten, dreidimensional beweg- und richtbaren Düsenkopfs, Fig. 4 eine Detailansicht eines Vorschub-Antriebsorganes mit dem Randbereich einer Schablone und Fig. 5 schematisch eine bevorzugte Einrichtung zur Steuerung der Drehzahl eines Motors für das Vorschub-Antriebsorgan mit Einrichtung zur Konstanthaltung der Drehgeschwindigkeit.

[0020] Das in Fig. 1 gezeigte Flüssigstrahl-Handschneidgerät weist ein Hochdruck-Armaturen 19 und Steuerungskasten 16 tragendes Gestell mit auf fahrbarer Grundplatte 21 befestigtem Steher 17 mit schwenkbaren Gelenksauslegern 4 mit einem Balancehalter 3 auf, wobei am freien Ende des Auslegers 4 eine Vertikalführung 2 über ' Dreidimensionsführung 25 mit dem mit über Hochdruckleitung 1 zugeführtem Flüssig-Medium versorgbaren Düsenkopf 5 mit Führungs-Handgriffen 6, und Ein- und Ausschalte-Knöpfen 7 verbunden ist. Mit Düsenkopf 5 ist auch ein mittels Pneumatikzylinder 14 schwenkbarer Schneid-Strahlfänger 8 verbunden, von dem über eine Absaugleitung 9 das abgearbeitete Schneidmedium von Absaugpumpe 22 in Sammelbehälter 10 mit Überlauf 11 abgeführt wird. Mit Gleichstrommotor 20 erfolgt der Antrieb für das Vorschub-Antriebsorgan 101 des Düsenkopfes 5 entlang eines nicht gezeigten Schablonenrandes über Zahnrad 23 auf Zahnrad 24, das an einer den Düsenkopfvorderteil umgebenden, drehbaren, das Antriebsorgan 101 tragenden Hülse montiert ist.

[0021] In den Figuren 2 und 3 ist gezeigt, wie bei einer erfindungsgemäß vorgesehenen Schneidkonturführungseinrichtung 100 im Düsenkopf 70 des Schneidgerätes über ein Anschlußstück 16 durch dessen Kanal 161 das Hochdruckmedium dem Kanal 31 des Kollimationsrohres 3 zugeführt wird und sich der Weg des Mediums über den vom Düsenhalter 1 gehaltenen Strahldüsenstein 11, z. B. aus Saphir, fortsetzt. An dem das Kollimationsrohr 3 umgebenden, einen Teil des Düsenhalters 1 bildenden Schutzrohr 111 ist drehbar über ein erstes Wälzlager 6 und ein zweites als Nadellager 5 ausgebildetes Wälzlager gelagert, eine Drehhülse 4 angeordnet, welche an ihrem unteren Ende zurückspringend in das wesentlichen Teil der Vorschub-Antriebs-Einrichtung 100 bildende zylindrische Vorschub-Antriebsorgan 101 mit Antriebsfläche 103 übergeht, das an einer Schablonenführungsfläche 61 einer Schablone 60 entlang sich abrollend für die Fortbewegung des Düsenkopfes 70 entlang des Schablonenrandes sorgt. Das aus Kanal 110 von Düse 11 mit hoher Geschwindigkeit austretende Strahlmedium durcheilt ohne Wandberührung den im Vorschub-Antriebsorgan 101 befindlichen Kanal 108, sodann unter Ausbildung eines Schnittes das zu schneidende Werkstück 80 und wird von Hülse 37 eines Strahlfängers 38 aufgenommen und trifft auf ein in dessen Kammer 35 angeordnetes, Reststrahlenergie vernichtendes Hartmetallstück 41, das mittels Überwurfmutter 36 auswechselbar anordenbar ist. Über eine mittels Handschraube 29 lösbar befestigte Absaugleitung 42, die gleichzeitig Haiterung für den Strahlfänger ist, wird das gebrauchte Strahlmedium abgesaugt. Die vorerwähnte Hülse 4 mit dem eigentlichen Vorschub-Antriebsorgan 101 wird über ein auf ihr lösbar angeordnetes Zahnrad 9, das mit Zahnrad 8 eines Gleichstrommotors 12 mit elektrischem Tachometergenerator 51 im Eingriff steht, vorzugsweise drehzahlgeregelt, angetrieben. Der Düsenkopf 70 ist über Halterungsstück 71 mit zwei Manipulationsgriffen 47, 48 zur Führung entlang einem Schablonenrand verbunden, welche Griffe jeweils Schalter 24 für Vor- und Zurückbewegen des Gesamt-Fahrwerkes Schalter 25 zum Umschalten der Drehrichtung des Motors 12 und Sicherheitsdruckknöpfe 26, die beide gleichzeitig gedrückt sein müssen, um Strahlmedium zu fördern, aufweisen. Zusätzlich ist einer der Handgriffe 47 drehbar und rückstellbar ausgebildet und mit einem Drehpotentiometer 27 verbunden, mittels welchem über eine Vorschub-Steuereinrichtung 200 Drehzahl des Motors 12 und somit Vorschub- geschwindigkeit des Antriebsorganes 101 regelbar sind.

[0022] Die Steuereinrichtung 200 weist einen Regler mit Potentiometer 205 auf, mittels welchem die Vorwahl einer auf ein jeweiliges Schneidgut genau abgestimmten Höchst-Vorschubgeschwindigkeit erfolgen kann, d. h. daß im Bereich der Drehbarkeit des Handgriffes 47 nur ein Vorschub bis höchstens zum eingestellten Maximalvorschub erfolgen kann. Damit ist ein unbeabsichtigtes « Überziehen einer Schneidgut-verträglichen Schnitt-Geschwindigkeit ausgeschaltet und die Schnittqualität erhöht sich weiter.

[0023] Über Leitungen 201 und 202 sind ein die Motor-drehzahl in elektronische Meßgröße umwandelnder Tachometergenerator 51 und Elektromotor 12 mit der Steuerung 200 verbunden, welche ihrerseits je nach Winkelstellung von Handgriff 47 und Potentiometer 27 die Motor-Drehzahl bestimmt und aufgrund einer von Tachogenerator 51 gelieferten elektrischen Größe im Falle einer Veränderung in der Belastung und damit Drehzahländerung des Motors, die jeweils eingestellte Drehzahl wieder herstellt.

[0024] Bei der Detail-Schnittansicht der Fig. 4 ist ein Teil der obenerwähnten, mit dem Vorschub-Antriebsorgan 101 verbundenen einen Abstütz-Vorsprung 105 bildenden, an einem Düsenkopf koaxial drehbar gelagerten Hülse 4 gezeigt. Von der, gegebenenfalls mit Reibungsbelag aus Gummi, versehenen Vorschubantriebsfläche 103 geht die, gegebenenfalls mit reibungsminderndem Belag ausgestattete, Radialfläche 104 aus. Mit unterbrochener Linie angedeutet ist ein unterer, radial weniger weit sich erstreckender zweiter Vorsprung 105a mit Radialfläche 104a angedeutet. Die genannten Radialflächen 104 und gegebenenfalls 104a sowie die Antriebsfläche 103 des Vorschub-Antriebsorganes 101 sind zusammen mit Schneidkontur-Führungskurve 61, Oberseite 62 und gegebenenfalls auch Unterseite des Randbereiches 60a einer über dem Schneidgut 80 angeordneten, dieses gegebenenfalls haltenden Schablone 60 kooperierend ausgebildet. Mit a ist der Winkel, den die Erzeugenden der Radialfläche 104, 104a mit jenen der Antriebsfläche 103 des Vorschub-Antriebsorganes 101 einschließen, bezeichnet.

[0025] Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform für eine Drehzahl- und damit Vorschubgeschwindigkeits-Regelungs- bzw. -Steuer-Einrichtung mit Konstanthaltung der Drehzahl des Vorschubantriebsaggregates.

[0026] In der von einer Gleichstromquelle 3 für einen Düsenkopf-Vorschub-Antriebsmotor M mitversorgten Steuereinrichtung 2 wird nach Passieren der Stabilisierung S von mittels über erwähntem drehbarem Handgriff einstellbaren Drehpotentiometer R1 eine einer gewünschten Motor-Drehzahl und damit Düsenkopf-Vorschubgeschwindigkeit entsprechende Spannung abgegriffen, womit die Grund-Stromzufuhr zu Motor M erfolgt. Gleichzeitig erfolgt in den Operations-Verstärkern V1 und V2 einer Sollwert-Vorgabeschaltung mit Widerständen R4 zur Nullpunkts-, R5 zur Bereichs-, R6 zur Maximalgeschwindigkeits-Einstellung und R7 zum Offsetableich eine Spannungs-Verstärkung und ein dort gewonnener Sollwert einer Spannung ist gegen einen von einem mit dem Motor M mechanisch gekuppelten Tachometergenerator G gelieferten, der tatsächlichen Motor-Drehzahl entsprechenden Istwert einer Spannung geschaltet, wobei Widerstand R8 dem Abgleich dient. Eine bei Belastung des Motors M beim Düsenkopf-Vorschub auftretende Differenz zwischen Drehzahl- bzw. entsprechendem Spannungs-Soll-und -istwert wird über Verstärker V3 einem mit einem weiteren Verstärker V4 gekoppelten Pulsbreitenmodulator P zugeführt, von welchem aus mit der genannten Differenz entsprechenden Signalen Leistungstransistoren T1, T2 angesteuert werden, welche ihrerseits die dem Motor M zugeführte Strommenge ändern, solange bis vom Tachometergenerator G gelieferter Spannungs-Ist und -Sollwert laut Vorgabe des Potentiometers R1 (entsprechend 27 in Fig. 2, 3) am Dreh-Handgriff miteinander übereinstimmen. Für Motor M ist auch noch eine ebenfalls am Handgriff bedienbare Drehrichtungs-Umschaltung D vorgesehen. Das Potentiometer R6 (entsprechend 205 in Fig. 2) dient zur individuell auf das Schneidgut abstimmbaren Einstellung einer Maximaldrehzahl des Motors M und damit eines Maximal-Vorschubes, sodaß innerhalb des gesamten Abgriffbereiches des Potentiometers R1 bzw. des vollen Drehwinkels des Drehgriffes jeweils nur Vorschubgeschwindigkeiten bis höchstens zur Maximalgrenze einstellbar sind.

[0027] Die hier kurz erläuterte Schaltung zeichnet sich durch hohe Robustheit, Flexibilität, Stabilität und schnelles Reaktionsvermögen aus.

Ansprüche

1. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung mit Schnittverlaufsführungseinrichtung (100) mit mindestens einem, zumindest eindimensional beweg-und ausrichtbaren, über Zuführung(en) mit Schneidstrahlmedium versorgbaren Schneid-Düsenkopf (70) mit Strahldüse (11), dadurch gekennzeichnet, daß ein, insbesondere handführbarer, vorzugsweise mit mindestens einem Manipulationsorgan (47, 48) verbundener, Düsenkopf (70) mit Düse (11) mittels einer mit ihm verbundenen Schneidkonturführungseinrichtung (100) mit mindestens einem an einer der zu schneidenden Kontur entsprechend ausgebildeten Führungslinie oder-fläche (61) abrollenden bzw. abrollbaren und gegen diese Linie bzw. Fläche (61), vorzugsweise händisch, andrückbaren, von einem in seiner Drehzahl, vorzugsweise mittels eines Manipulationsorganes (47), regelbaren Antriebsaggregat (12) angetriebenen Vorschub-Antriebsorgan (101) bewegbar ist.

2. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschub-Antriebsorgan (101) der mit dem Düsenkopf (70) verbundenen Konturführungseinrichtung (100) mit zur Achse des Ausströmkanals (110) der Strahldüse (11) im wesentlichen paralleler Achse ausgebildet ist.

3. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschub-Antriebsorgan (101) mit der Achse des Ausströmkanals (110) der Strahldüse (11) im wesentlichen identischer Achse ausgebildet ist.

4. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (61) als, vorzugsweise gleich lange, im wesentlichen der Grundprojektion ihres Verlaufes entsprechende Erzeugende aufweisende Prismenfläche einer Schablone (60) und das Vorschub-Antriebsorgan (101) des Düsenkopfes (70) mit im wesentlichen zylindrischer Antriebsfläche (103) ausgebildet sind.

5. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschub-Antriebsorgan (101) mindestens einen umlaufenden, radial von seiner Achse und Antriebsfläche (103) weg sich erstreckenden Vorsprung (105) aufweist, dessen Radialfläche (104) gemeinsam mit der Vorschub-Antriebsfläche (103) mit einer Führungsfläche (61) und einem Randbereich (62a) der Oberseite (62) einer Schablone (60) kooperierend ausgebildet sind.

6. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorschub-Antriebsorgan (101) etwa spulenförmig mit zwei von seiner Achse und Antriebsfläche (103) weg sich erstreckenden Vorsprüngen (105, 105a) ausgebildet ist, und diese den Randbereich (60a) einer Führungsschablone (60) im wesentlichen umgreifen.

7. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugenden der radial von Achse und Vorschub-Antriebsfläche (103) sich weg erstreckenden Fläche(n) (104, 104a) mindestens eines Vorsprunges (105, 105a) einen Winkel a von mehr als 90° mit den Erzeugenden der Antriebsfläche (103) des Vorschub-Antriebsorganes (101) einschließen.

8. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, .daß die radial von Achse und Vorschub-Antriebsfläche (103) sich weg erstreckenden Fläche(n) (104, 104a) mindestens eines der Vorsprünge (105, 105a) mit reibungsmindernder Beschichtung oder Zwischenlage, z. B. aus fluorhältigem Polymer, versehen sind.

9. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschub-Antriebsfläche (103) des Vorschub-Antriebsorganes (101) mit reibungserhöhender Beschichtung oder Zwischenlage, z. B. aus Gummi, versehen ist.

10. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrische Vorschub- Antriebsfläche (103) aufweisendes, mit dem Kanal (110) der Schneiddüse (11) koaxial am Düsenkopf (70) angeordnetes Vorschub-Antriebsorgan (101) mit Durchlaßöffnung (108) für einen Schneidstrahl mit einer am Zuführungsrohr (3) bzw. auf einem dieses umgebenden Rohr (111), vorzugsweise über Wälzlager (5, 6) drehgelagerten Hülse (4) verbunden ist.

11. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (4) des Vorschub-Antriebsorganes (101) mit einem Kraft-Übertragungselement, vorzugsweise Zahnrad (9), welches mit einem weiteren Kraftübertragungselement, vorzugsweise Zahnrad (8) eines Antriebsaggregates (12) kooperiert, vorzugsweise lösbar, verbunden ist.

12. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die die AbrollbewegungsGeschwindigkeit des Vorschub-Antriebsorganes (101) des Düsenkopfes (70) an einer Führungslinie bzw. -fläche (61) bewirkende Drehzahl von dessen Antriebsaggregat (12) mittels mit Manipulationsorgan, vorzugsweise drehbarem Griff (47) einstellbarer Drehzahlregelungseinrichtung (200) steuerbar ist.

13. Flüssigstrahl-Schneideinrichtung, insbesondere handführbares Flüssigstrahl-Schneidgerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlregelungseinrichtung (200) des Antriebsaggregates (12) für das Vorschub-Antriebsorgan (103) eine Einrichtung zur Konstanthaltung einer mit Manipulationsorgan (47) vorgegebenen mit Regelungseinrichtung (200) eingestellten Drehzahl aufweist.

Claims

1. A fluid jet cutting device having a cutting pattern guide device. (100) with at least one cutting nozzle head (70) having a jet nozzle (11), the cutting nozzle head being movable and alignable in at least one dimension and supplyable with cutting jet medium by means of a supply line or lines, characterized in that a nozzle head (70) and nozzle (11) is movable by means of a cutting profile guide device (100) connected thereto, the nozzle head being guidable manually and preferably connected to at least one manipulation means (47, 48) and having at least one driven food drive means (101) which rolls or may be rolled on a guide line or face (61) formed in accordance with the profile to be cut and which may be pressed, preferably manually, against the said line or face (61) and which is driven by a drive unit (12) whose rotational speed may be regulated, preferably by means of a manipulation means (47).

2. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to Claim 1, characterized in that the feed drive means (101) of the profile guide device (100) connected to the nozzle head (70) is formed with an axis substantially parallel to the axis of the discharge duct (110) of the jet nozzle (11).

3. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to Claim 1 or 2, characterized in that the feed drive means (101) is formed with an axis substantially identical to the axis of the discharge duct (110) of the jet nozzle (11).

4. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the guide face (61) is formed as a prismatic face of a template (60) comprising generatrices essentially corresponding to the horizontal projection of the pattern of the template and preferably of equal length, the feed drive means (101) of the nozzle head (70) being formed with a substantially cylindrical drive face (103).

5. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that the feed drive means (101) comprises at least one continuous projection (105) extending radially from the axis and drive face (103) thereof, the drive face (103) and the radial face (104) thereof being formed cooperating with a guide face (61) and an edge area (62a) of the upper side (62) of a template (60).

6. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus which can be guided manually, according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the food drive means (101) is made approximately in the form of a spool having two projections (105, 105a) extending from the axis and drive face (103) thereof, the projections substantially surrounding the edge area (60a) of a guide template (60).

7. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the generatrices of the face(s) (104, 104a) of at least one projection (105, 105a), the faces extending radially from the axis and drive face (103), form an angle a of more than 90° with the generatrices of the drive face (103) of the feed drive means (101).

8. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to any one of Claims 1 to 7, characterized in that the face(s) (104, 104a) of at least one of the projections (105, 105a), the faces extending radially from the axis and drive face (103), are provided with a friction-reducing coating or intermediate layer, e. g. of a fluorine-containing polymer.

9. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to any one of Claims 1 to 8, characterized in that the drive face (103) of the feed drive means (101) is provided with a friction-increasing coating or intermediate layer, e. g. of rubber.

10. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to any one of Claims 1 to 9, characterized in that a displacement driving means (101) is connected to a sleeve (4) mounted rotatably on the supply pipe (3), or on a pipe (111) surrounding the latter, preferably by way of roller bearings (5, 6), the driving means comprising a cylindrical drive face (103) and being disposed coaxially with the duct (110) of the cutting nozzle (11) on the nozzle head (70) and having a passage opening (108) for a cutting jet.

11. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to any one of Claims 1 to 10, characterized in that the sleeve (4) of the feed drive means (101) is connected, preferably detachably, to a power transmission element, preferably a gearwheel (9), the power transmission element cooperating with an additional power transmission element, preferably a gearwheel (8) of a drive unit (12).

12. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to any one of Claims 1 to 11, characterized in that the rotational speed of the drive unit (12) of the feed drive means (101) determining the rolling movement speed of the said feed drive means (101) of the nozzle head (70) on a guide line or face (61) is controllable by means of a rotational speed regulating device (200) which may be set by manipulation means, preferably a rotatable handle (47).

13. A fluid-jet cutting device, particularly manually guidable fluid-jet cutting apparatus, according to any one of Claims 1 to 11, characterized in that the rotational-speed regulating device (200) of the drive unit (12) for the feed drive means (103) comprises a device for retaining a constant rotational speed predetermined by a manipulation means (47) and set by the regulating device (200).

Revendications

1. Dispositif de coupe par jet de fluide comportant un dispositif de guidage de ligne de coupe (100), une tête de tuyère (70) de coupe au moins, mobile et orientable unidimensionnellement au minimum, approvisionnable en milieu pour jet de coupe par une (des) alimentation(s), une tuyère de jet (11), caractérisé en ce qu'une tête de tuyère (70), guidable manuellement en particulier, reliée de préférence au minimum à un organe de manipulation (47, 48), comportant une tuyère (11), est mobile au moyen d'un dispositif de guidage de contour de coupe (100) avec lequel elle est reliée, dispositif comportant au minimum un organe de commande d'avance (101), commandé par un équipement moteur (12) réglable, de préférence au moyen d'un organe de manipulation (47), dans sa vitesse de rotation, roulant ou capable de rouler le long d'une ligne ou d'une surface de guidage (61) correspondant au contour à couper et comprimable, de préférence manuellement, contre cette ligne ou cette surface (61).

2. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commande d'avance (101) du dispositif de guidage de contour (100), relié avec la tête de tuyère (70), est formé d'un axe pour l'essentiel parallèle à l'axe du canal d'éjection (110) de la tuyère de jet (11).

3. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de commande d'avance (101) est formé d'un axe pour l'essentiel identique à l'axe du canal d'éjection (110) de la tuyère de jet (11).

4. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface de guidage (61) est formée comme une surface prismatique d'un gabarit (60) présentant des génératrices, de longueur égale de préférence, correspondant pour l'essentiel à la projection de base de son tracé et que l'organe de commande d'avance (101) de la tête de tuyère (70) est formé d'une surface de commande (103) cylindrique pour l'essentiel.

5. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de commande d'avance (101) présente au minimum, s'éloignant de son axe et de sa surface de commande (103), une saillie (105) rotative, dont la surface radiale (104) est formée pour coopérer avec la surface de commande d'avance (103), une surface de guidage (61) et un bord (62a) de la surface supérieure (62) d'un gabarit (60).

6. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe de commande d'avance (101) est constitué sous forme approximative de bobine, avec deux saillies (105, 105a) s'éloignant de son axe et de sa surface de commande (103) et que celles-ci entourent pour l'essentiel la bordure (60a) d'un gabarit (60) de guidage.

7. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les génératrices de la (des) surface(s) (104, 104a) de l'une des saillies (105, 105a) au moins s'éloignant radialement de l'axe et de la surface de commande d'avance (103) forment un angle a de plus de 90° avec les génératrices de la surface de commande (103) de l'organe de commande d'avance (101).

8. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la '(les) surface(s) (104, 104a) de l'une au moins des saillies (105, 105a), s'éloignant radialement de l'axe et de la surface de commande d'avance (103) est (sont) pourvue(s) d'une enduction ou d'une couche intermédiaire atténuant le frottement, en polymère fluoritique par exemple.

9. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la surface de commande d'avance (103) de l'organe de commande d'avance (101) est munie d'une enduction ou d'une couche intermédiaire augmentant le frottement, en caoutchouc par exemple.

10. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un organe de commande d'avance (101) présentant une surface de commande d'avance (103) cylindrique logé coaxialement avec le canal (110) de la tuyère de coupe (11) sur la tête de tuyère (70) est relié avec l'ouverture de sortie (108) de jet de coupe, avec un manchon (4) tournant, de préférence au moyen de roulements (5, 6) sur un tuyau (3) d'amenée ou un tube (111) entourant celui-ci.

11. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le manchon (4) de l'organe de commande d'avance (101) est relié, de préférence de manière amovible, avec un élément de transmission, une roue dentée (9) de préférence, qui coopère avec un autre élément de transmission, de préférence une roue dentée (8) d'un équipement moteur (12).

12. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la vitesse de rotation produisant la vitesse de mouvement rotatif de l'organe de commande d'avance (101) de la tête de tuyère (70) contre une ligne ou une surface de guidage (61), est .commandable par son équipement moteur (12) au moyen d'un dispositif de réglage de vitesse de rotation (200) réglable avec un organe de manipulation, de préférence une poignée (47) mobile autour d'un axe.

13. Dispositif de coupe par jet de fluide, en particulier appareil de coupe par jet de fluide guidable manuellement, selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le dispositif de réglage de vitesse de rotation (200) de l'équipement moteur (12) pour l'organe de commande d'avance (103) comporte un dispositif de stabilisation d'une vitesse de rotation mise au point avec le dispositif de réglage (200), prédéterminée avec un organe de manipulation (47).

Zeichnung