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EP 1 464 460 A1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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Veröffentlichungstag: |
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06.10.2004 Patentblatt 2004/41 |
(22) |
Anmeldetag: 31.03.2004 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC)7: B26F 3/00 |
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR
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Benannte Erstreckungsstaaten: |
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AL LT LV MK |
(30) |
Priorität: |
31.03.2003 DE 10314432
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(71) |
Anmelder: aps Automatisierte Produktions Systeme GmbH |
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6973 Höchst (AT) |
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Erfinder: |
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- Gasser, Manfred
6973 Höchst (AT)
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(74) |
Vertreter: Riebling, Peter, Dr.-Ing. |
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Patentanwalt
Postfach 31 60 88113 Lindau 88113 Lindau (DE) |
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(54) |
Verfahren zum Flüssigkeitsstrahlschneiden von insbesondere elastischem oder weichem
Material |
(57) Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flüssigkeitsstrahlschneiden von insbesondere
elastischem und weichem Material mittels eines Hochdruckflüssigkeitsstrahls. Erfindungsgemäß
wird das zu bearbeitende Material vor und/oder während des Bearbeitungsvorgangs gekühlt,
so dass dessen Festigkeit zunimmt, wodurch sich die Schneideigenschaften des zu bearbeitenden
Materials wesentlich verbessern.
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flüssigkeitsstrahlschneiden von insbesondere
elastischem oder weichem Material nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Die materialabtragende Bearbeitung von Werkstoffen, wie z. B. Schneiden, Bohren und
dergleichen, mittels eines Hochdruckwasserstrahls ist hinlänglich bekannt. Daher muss
der Aufbau und die Funktionsweise einer Wasserstrahlschneidanlage nicht näher erläutert
werden. Es wurde festgestellt, dass beim Hochdruckwasserstrahlschneiden von weichen
und elastischen Materialien, wie z. B. Schaumstoffteilen, Schaumstoffmatratzen und
dergleichen oder auch Textilien, das Problem besteht, dass aufgrund der Weichheit
und Elastizität des Materials keine sauberen Schnitte erreicht werden, weil das Material
dem Schneidstahl ausweicht und hierdurch ein unpräziser Schnitt entsteht.
[0003] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, welches ein präziseres
und einfacheres Flüssigkeitsstrahlschneiden von elastischen und weichen Materialien
erlaubt.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0005] Die Erfindung beruht darauf, dass das zu bearbeitende Material vor und/oder während
des Bearbeitungsvorgangs auf eine vorher bestimmte Temperatur gekühlt wird.
Dadurch verfestigt sich das Material und bietet damit dem Scheidstrahl einen höheren
Widerstand, so dass im Vergleich zu ungekühlten Materialien wesentlich präzisere und
filigranere Schnitte ausgeführt werden können.
[0006] Das erfindungsgemäße Verfahren kann generell in Verbindung mit allen bekannten Wasserstrahlscheidanlagen
eingesetzt werden. Insbesondere ist auch die Nachrüstung einer Kühleinrichtung bei
bestehenden Anlagen möglich.
[0007] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Patentansprüchen ausgeführt.
[0008] In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das zu bearbeitende
Material vor dem Scheidvorgang durch Einbringen in eine Kühleinrichtung gekühlt. Im
einfachsten Fall kann hierfür ein Kühlschrank, Kühlraum oder Gefrierschrank dienen,
in welchem das Material für eine bestimmte Zeitdauer bis unmittelbar vor dem Bearbeitungsvorgang
gelagert wird, so dass es eine gewünschte Temperatur erreicht hat.
[0009] Handelt es sich bei dem zu bearbeitenden Material um Meterware, wie z.B. Textilien,
Papier, etc., kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Material vor dem Bearbeitungsvorgang
eine Kühleinrichtung durchläuft und im Durchlaufbetrieb auf eine gewünschte Temperatur
gekühlt wird.
[0010] Eine andere Möglichkeit sieht vor, das zu bearbeitende Material während des Bearbeitungsvorgangs
direkt durch die Verwendung eines gekühlten Hochdruckwasserstrahls zu kühlen wird.
Der Hochdruckwasserstrahl kann im einfachsten Fall durch eine Kühlvorrichtung auf
eine Temperatur von z.B. 4° - 0°C gekühlt werden, indem z.B. die Hochdruckleitung
ein Kühlaggregat durchläuft.
Alternativ kann der Hochdruckwasserstrahl durch Beimengung eines festen oder flüssigen
Stoffes niederer Temperatur gekühlt werden. So kann dem Wasserstrahl in einer Mischkammer
z.B. festes Trockeneis (CO
2) oder flüssiger Stickstoff als Additiv hinzugefügt werden.
[0011] Eine von der Erfindung umfasste weitere Möglichkeit der Kühlung besteht darin, den
Bearbeitungsvorgang innerhalb eines gekühlten Raumes durchzuführen, so dass das zu
bearbeitende Material die Raumtemperatur annimmt. Vorzugsweise kann man das zu bearbeitende
Material einige Zeit vor dem Beginn des Bearbeitungsvorgangs in den gekühlten Raum
einbringen.
[0012] Für alle oben genannten Möglichkeiten der Kühlung gilt, dass das zu bearbeitende
Material vorzugsweise auf eine durch das Material selbst bedingte tiefste zulässige
Temperatur gekühlt wird, um die maximal mögliche Steifigkeit zu erreichen. Je nach
Material muss jedoch nicht immer so stark gekühlt werden.
[0013] Insbesondere bei zu bearbeitenden Materialien mit großen Abmessungen ist es vorteilhaft,
nicht das gesamte Werkstück sondern nur den zu bearbeitenden Bereich des Werkstücks
zu kühlen. Bei der Verwendung eines gekühlten Hochdruckwasserstrahls ist dies automatisch
der Fall.
[0014] Bei manchen Materialien, z. B. Materialen mit geringem Flüssigkeitsgehalt wie geschlossenzelligen
Schaumstoffen, Textilien, etc., bietet es sich an, das zu Material vor dem Kühlen
mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, zu benetzen. Durch das nachfolgende Abkühlen
gefriert die Flüssigkeit und versteift dadurch das Material.
[0015] Die vorliegende Erfindung umfasst demnach die Möglichkeit der Kühlung des zu bearbeitenden
Materials oder auch die Kühlung des Hochdruckwasserstrahls oder auch beide Methoden
in Kombination miteinander.
1. Verfahren zum Flüssigkeitsstrahlschneiden von insbesondere elastischem und weichem
Material mittels eines Hochdruckflüssigkeitsstrahls,
dadurch gekennzeichnet
dass das zu bearbeitende Material vor und/oder während des Bearbeitungsvorgangs gekühlt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bearbeitende Material vor dem Schneidvorgang durch Einbringen in eine Kühleinrichtung
gekühlt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bearbeitende Material vor dem Bearbeitungsvorgang eine Kühleinrichtung durchläuft.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bearbeitende Material während des Schneidvorgangs durch Kühlung des Hochdruckflüssigkeitsstrahls
selbst gekühlt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckflüssigkeitsstrahl durch eine Kühlvorrichtung gekühlt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hochdruckflüssigkeitsstrahl durch Beimengung eines festen oder flüssigen Stoffes
niederer Temperatur gekühlt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsvorgang innerhalb eines gekühlten Raumes durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bearbeitende Material auf eine durch das Material selbst bedingte tiefste
zulässige Temperatur gekühlt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bearbeitende Material nur in dem zu bearbeitenden Bereich gekühlt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zu bearbeitende Material vor dem Kühlen mit einer Flüssigkeit benetzt wird.