[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen bzw. Schneiden
von, insbesondere flächigem, Material, wobei unter "flächig" ein Material mit in zwei
Raumrichtungen ausgeprägter Erstreckung verstanden werden soll. Bei diesem Verfahren
wird als Trennorgan statt einer Klinge aus Feststoff, wie z.B. Metall ein gebündelter
Strahl eines fluiden Mediums, insbesondere Wasser, eingesetzt.
[0002] In der US-PS 3 996 825 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden einer
Matte mit Fasern beschrieben, wobei von beidseitig derselben angeordneten Düsen jeweils
ein Wasserstrahl im Winkel zueinander ausgerichtet, einander schneidend auf die Faserbahn
gerichtet werden. Die Fasermatte, die z.B. bei der Papierherstellung in einer Zwischenstufe
erhalten wird, liegt ganzflächig auf einer sie haltenden perforierten Unterlage auf,
und die beiden, die Wasserstrahlen abgebenden Düsen werden über eine gegabelte Zuleitung
mit Wasser versorgbar, relativ zur Vliesmatte bewegt, wobei der Trennvorgang mit den
WasserStrahlen erfolgt. Als typischer Druck der beiden Strahlen sind dort etwa 1,75
bar angegeben, der typische Strahldurchmesser beträgt etwa 4,5 mm. Aus der Zeichnung
ist deutlich ersichtlich, daß die die Düsen aufweisenden Schneidstrahlköpfe, von denen
der, der unterhalb der Unterlagsmatte angeordnet ist, im rechten Winkel auf die Materialbahn
gerichtet sein muß, typische Niederdruck-Fittings aufweisen. Die Düsen sind unveränderlich
so eingestellt, daß die aus ihnen austretenden Strahlen einander oberhalb der Oberfläche
der Unterlage innerhalb der Fasermatte schneiden, wobei der schräg von der einen Seite
kommende Strahl mittels des vertikal von der anderen Seite auf die Bahn gerichteten
Strahles so abgelenkt wird, daß der resultierende Strahl nicht
lehr die Unterlage trifft. Mit dieser bekannten Methode ist nur ein mit einem exakten
Schneiden nicht vergleichbares Trennen von locker zusammenhaltende Fasern aufweisenaen
Vliesoahnen möglich.
[0003] Bekanntgeworden ist weiterhin aus der JP-OS 51-142 186 ein Strahlschneidverfahren
für Materialien, welche infolge ihrer, Festigkeit caer Dicke für den Schneidstrahl
nicht mehr durchdringbar sind. Bei diesem Verfahren werden von zwei beidseitig des
zu schneidenden Materials angeordneten Düsen Schneidstrahlen jeweils im zueinander
gleichem oder verschiedenem Winkel auf das Material gerichtet, womit eine wesentliche
Vergrößerung der Schnitt-Tiefe erreicht wird. Für Vorkehrungen zum Schutz des Inneren
des Materials vor Zerstörungen durch die energiereichen Hochdruckstrahlen sind dort
keine Hinweise gegeben.
[0004] Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, für Werkstükke aus bzw.
mit selbsttragenden Materialien, mit im wesentlichen zweidimensionaler Haupterstreckung,
wobei die Materialien dem Schneidstrahl keinen hohen Widerstand entgegensetzen - also
z.B. durchaus mit einem einzigen Strahl höheren Drucks durchtrennbar sind - wie insbesondere
im ihren Inneren mechanisch empfindliche, z.B. Wabenstruktur aufweisende Verbundwerkstoffe,
ein Schneidverfahren zu schaffen, welches an beiden Hauptflächen des Werkstoffes einen
sauberen Schnitt mit schmalen Trennfugen ermöglicht, wobei aber die empfindliche Innenstruktur
des Werkstückes möglichst wenig Störungen unterliegen soll.
[0005] Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Trennen bzw. Schneiden von, insbesondere
flächigem, Material mittels von beidseitig desselben angeordneten Düsen abgegebenen,
innerhalb des Materials einander schnei-
denden Strahlen eines mit Druck beaufschlagten fluiden, insbesondere flüssigen Mediums,
vorzugsweise Wasser, wobei die Strahlen einerseits und das, insbesondere flächige,
Material andererseits - einem gewünschten Schnittverlauf entsprechend - relativ zueinander
bewegt werden, das im wesentlichen darin besteht, daß zum Trennen bzw. Schneiden von
im wesentlichen flächige Erstreckung, insbesondere zwei Hauptflächen, aufweisenden
Werkstücken mit selbsttragenden, im wesentlichen rigiden, Werkstoffen, insbesondere
Verbundwerkstoffen, vorzugsweise mit von wabenartiger innenstruktur gehaltenen Deckschicnten,
das Werkstück einerseits, und andererseits mindestens ein Satz von zwei von beidseitig
des Werkstückes jeweils im Abstand von dessen Hauptflächen angeordneten Düsen mit
hohem Druck von mindestens 700 bar, vorzugsweise mindestens 1000 bar abgegebenen innerhalb,
vorzugsweise im Mittelbereich, des Werkstückes, vorzugsweise in ihrem Winkel zueinander
veränder- und festlegbar, aufeinandertreffend61, im Auftreffbereich,vorzugsweise zumindest
annähernd übereinstimmende Querschnitts-Fläche und/oder -Gestalt aufweisenden, miteinander
kooperierenden Fluidmediumsstrahlen relativ zueinander bewegt werden, wobei im wesentlichen
über den gesamten Schnittverlauf jeder der aufeinandertreffenden Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen
in einem von im wesentlichen 90° verschiedenen Winkel auf die Hauptflächen des Werkstückes
gerichtet gehalten wird. Es hat sich überraschend gezeigt, daß sich auf diese neue
Weise die genannten Werkstoffe bei perfektem Schnittbild an den beiden Seiten mit
zwei kooperierenden feingebündelten Fluidmediums-Strahlen hohen Druckes präzise schneiden
lassen, ohne daß eine an sich zu erwartende wesentliche Zerstörung des Werkstoffes
durch ein beim Aufeinandertreffen der beiden Schneidstrahlen innerhalb des Materials
sich bildendes, resultierendes Strahl-Büschel auftritt. Gleichzeitig lassen sich wesentlich
höhere Schnittgeschwindigkeit und geringere störungsanfälligkeit bei sauberem Schnittbild
erreichen. Wie gefunden wurde, hat sich das Verfahren insbesondere für das Besäumen
und Trennen von beispielsweise in der Luft- und Raumfahrt angewandten Wabenstruktur
aufweisenden Verbund-Materialien besonders bewährt, bei welchen Deckschichten mit
gleichem oder unterschiedlichem Material, wie z.B. mit Glas-, Kohle-, Aramid- und
dgl. Fasern verstärktem Kunststoff und/oder Metall, insbesondere Aluminium mittels
im wesentlichen quer zu ihnen aufgebauter Wabenstruktur miteinander verbunden sind.
Solche Werkstoffe sind mit Klingen oder Stanzen üblicher Art ohne störende Verformung
nicht trennbar. Beim üblichen Flüssigkeitsstrahlschneiden mit nur einem Schneidstrahl
weist zwar, wie sich zeigte, jene Seite des Werkstoffes, an welcher der Strahl eintritt,'
einen sauberen Schnitt auf, jedoch ist die Schnittfuge auf der strahlaustrittsseitigen
Deckfläche besonders unregelmäßig. Versuche mit Schneidstrahlen in einer Stellung
gemäß oben genannter US-PS zeigen unerwünschte Störungen des Schnittbildes an der
Austrittsseite, insbesondere des normal auf den Werkstoff gerichteten Strahles. Besonderer
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß eine gegenseitige Vernichtung der
hohen Energie der beiden Fluidmediumsstrahlen erfolgt, sodaß damit zusätzlich auch
die bekannten Probleme mit einer Strahlfangvorrichtung, die den hohen Energiedichten
nicht lange standhält, nicht gegeben sind. Ergänzend soll zur winkeligen Ausrichtung
der Schneidstrahlen relativ zu den Werkstoff-Hauptflächen ausgeführt werden, daß,
wenn diese z.B. unregelmäßige Gestalt aufweisen, die genannten und bevorzugten Winkel
zur Ebene der Vektoren der Relativbewegung von Werkstück und Strahl-Tandem einzuhalten
sind.
[0006] Es hat sich gezeigt, daß hohe Schnitt-Sauberkeit erreichbar ist und Störungen des
Werkstückes im Auftreffbereich der paarigen Mediumsstrahlen besonders gering sind,
wenn eine Deckung der Querschnittsflächen der beiden Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen
in deren Auftreffbereich von mindestens 90 %, insbesondere mindestens 95 %, eingestellt
wird.
[0007] Insbesondere zum Schneiden von Werkstücken, welche homogen sind, bzw. von Verbundmaterialien,
bei denen beidseitig Außen-Lagen mit einander ähnlichen Materialeigenschaften angeordnet
sind, ist es günstig, wenn die beiden Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen mit einander
im wesentlichen identischen Winkeln zu den Hauptflächen des Werkstückes auf dieses
gerichtet werden.
[0008] Hoher Schnittfortschritt und gleichzeitig beidseitig besonders saubere Schnittfugen,
insbesondere auch bei besonders dünnen Deckschichten aufweisenden, hochfesten Waben-Verbundwerkstoffen
lassen sich erreichen, wenn die Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen in einem Winkel von
45 bis 135
0, insbesondere von 60 bis 120°, bevorzugt im Bereich von etwa 90° aufeinander treffend
auf das zu schneidende Werkstück gerichtet werden.
[0009] Die eben erwähnten Schnitt-Ergebnisse lassen sich vorteilhaft noch verbessern, wenn
der in Werkstück-Haupterstreckungsrichtung projizierte Gesamt-Vektor der Bewegung
des Mediums der beiden Hochdruck-Fluidmediums- strahlen und die Relativbewegung der
beiden Strahlen einerseits und des Werkstückes andererseits mit im wesentlichen gleicher
Richtung eingehalten werden. Es soll also gemäß dieser besonders vorteilhaften Ausführungsform
scheinbar oder tatsächlich eine Bewegung des Werkstückes in einer Richtung, in welcher
im wesentlichen auch die Bewegung des Mediums der beiden Schneidstrahlen erfolgt,
stattfinden, daß also das volle Material in den Winkel der aufeinandertreffenden Strahlen,
der kleiner ist als 180°, hineinbewegt wird. Besonderer Vorteil dieser Art der Relativbewegung
ist, daß ein wesentlicher Teil des an der Auftreffstelle der beiden Schneidstrahlen
resultierendenStrahlen-Büschels in die schon vorhandene Trennfuge gerichtet ist, und
daher keine wesentlichen Störungen im Werkstück-Inneren verursachen kann.
[0010] Bei dem neuen,mit zwei hohe kinetische Energie aufweisenden, aufeinandertreffenden
Schneidstrahlen arbeitendem Verfahren kommt es zu bedeutender Lärmentwicklung, wobei
insbesondere höhere Schallfrequenzen verstärkt auftreten. Es wurde jedoch gefunden,
daß bei im wesentlichen optimalem Aufeinandertreffen der Strahlen, die Lärmentwicklung
wesentlich herabgesetzt ist. Insbesondere zur;Überprüfung der Güte bzw. Einstellung
der Lage der Schneidstrahlen bzw. zum Feinjustieren der Schneid-Köpfe bzw. der Düsen
ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Einstellung eines optimalen Aufeinandertreffens
der miteinander kooperierenden Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen unter Ermittlung eines
Schallstärke-Minimums, vorzugsweise mittels Ultraschall-Phonmeters erfolgt.
[0011] Besonders gute Schnittergebnisse bei gleichzeitig geringerem Anfall von durch den
Schnitt vernichtetem Werkstoff und dünne Trennfugen, insbesondere auch bei Wabenverbundstoffen,
lassen sich erreichen, wenn, wie bevorzugt, die miteinander kooperierenden Hochdruck-Fluidmediumstrahlen
im wesentlichen kreisrunde Querschnittsflächen mit einem Durchmesser von höchstens
1,5 mm, insbesondere von 0,1 bis 0,
5 mm, aufweisen.
[0012] Relativ einfachen Aufbau, da eine Versorgung mit Hoch- druck-Fluidmedium über nur
eine Hauptversorgungsleitung benötigend und Schnittsymmetrie sichernd,ist es, wenn
vorteilhafterweise die beiden Hochdruck-Fluidmediums- strahlen mit im wesentlichen
gleichem Hoch-Druck beaufschlagt werden.
[0013] Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen
Verfahrens, mit einer Halteeinrichtung für ein zu schneidendes, insbesondere flächiges
Material und mindestens zwei von beidseitig desselben auf dasselbe gerichteten, mit
ihrer Mittellinie schneidend eingerichtete Düsen aufweisenden, mit unter Druck stehendem
fluidem Medium versorgbaren Schneidköpfen, wobei die Halteeinrichtung einerseits und
anderseits die zwei Düsenköpfe einem gewünschten Schnittverlauf entsprechend zueinander
relativbewegt werden, die im wesentlichen darin besteht, daß die Düsen der über, gegebenenfalls
Hoch- druck-Gelenkverbindungen aufweisende, Hochdruckleitungen mit durch Hochdruck
von mindestens 700, vorzugsweise von mindestens 1000
bar,beaufschlagtem fluidem Medium versorgbaren Düsenköpfe, vorzugsweise miteinander
gekoppelt, jeweils mit von im wesentlichen 90° verschiedenen Winkeln auf die Hauptseiten,
insbesondere Hauptflächen des Werkstückes richtbar, vorzugsweise schwenkbar und schwenklage-feststellbar,
sind. Mit einer solchen Einrichtung kann unter Erreichung hoher Schnitt-Qualität und
-Geschwindigkeit eine flexible,auf einen jeweils zu trennenden Werkstoff genau abgestimmte
Einstellung der Schneidstrahl-Auftreffwinkel an den Hauptflächen des Schneidgutes
erfolgen. Eine bevorzuqt vorgesehene Zwangskopplung kann ein gleichzeitiges Schwenken
der Düsenköpfe unter Beibehaltung des Aufeinandertreffens des Strahlen-Satzes ermöglichen,
sodaß immer höchstens nur mehr eine Feinjustierung zur Erreichung hoher Deckung der
Schneidstrahlen im Auftreffbereich zu erfolgen braucht.
[0014] Jede Störung der Schneidstrahlen beim Schneidvorgang ist ausgeschlossen, wenn, wie
bevorzugt vorgesehen, die, gegebenenfalls einem gewünschten Schnittverlauf entsprechend
bewegbare, Halteeinrichtung für das Werkstück außerhalb des Bereiches des gewünschten
Schnittverlaufes an dasselbe angreifend gebildet ist.
[0015] Eine weitere, die Schnittparameter-Optimierung unterstützende Variante ist gegeben,
wenn die Düsen bei jeweils konstanter Winkelstellung zueinander in ihrem Abstand voneinander
bzw. von den Hauptflächen des zu schneidenden Werkstückes veränderbar und festlegbar
sind, womit eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Abstimmung des Schneidvorganges
auf Werkstoff-Eigenschaften, Werkstoff-Dicke und d
gl. erreichbar ist. Besonders einfache und präzise Einstellung des Auftreffpunktes,
insbesondere auch bezüglich seiner Lage innerhalb des zu schneidenden Materials ist
ermöglicht,wenn,wie bevorzugt, die Achsen der Schwenkbarkeit der Düsen innerhalb einer,
vorzugsweise auf das Werkstück bzw. dessen Hauptflächen normalen,Ebene liegend angeordnet
sind.
[0016] Wenn, wie günstigerweise vorgesehen, die Achsen der Schwenkbarkeit der die Hochdruck-Mediumsstrahlen
abgebenden Düsen zueinander parallel angeordnet sind, so lassen sich glatte lineare
Schnittfugen erreichen.
[0017] Wenn eine gewinkelte Schnittfuge erwünscht ist, ist eine Bauart vorzuziehen, bei
welcher die Achsen der Schwenkbarkeit der Düsen zueinander im, bevorzugt spitzen,
Winkel angeordnet sind.
[0018] Wenn, wie weiters in vorteilhafter Weise vorgesehen sein kann, mindestens ein Schneidkopf
eine, vorzugsweise dreidimensional einstell- und feststellbare Einrichtung zur Feinjustierung
der Düse(n) aufweist, kann rasche Optimierung des Schneidvorganges erreicht werden.
Diese Feinjustierung kann auch mikroprozessorgesteuert, z.B. mit einem Phonmeter als
Sensor erfolgen.
[0019] Zur Erleichterung des Justierens der Schneidstrahlen kann günstigerweise vorgesehen
sein, daß sie eine Vorrichtung zur Beaufschlagung des Fluidmediums mit geringem Druck,
z.B. bis 10 bar,zur Justierung des Auftreffbereiches der miteinander kooperierenden
Fluidmediumsstrahlen aufweist.
[0020] Beim Auftreffen der hochenergetischen Mediumsstrahlen aufeinander, treten hohe Sprühnebelmengen
auf. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, gleich'die paarigen Schneidköpfe
selbst, jeden für sich mit einer, gegebenenfalls auf den Abstand des Auftreffbereiches
der kooperierenden Hochdruck-Mediumsstrahlen von der Verbindungsgerade der Düsen einstellbare
Haube mit Absaugeinrichtung für Sprühnebel auszustatten. Bei beweglichen Schneidköpfen
sind die Hauben vorteilhaft gleich mit diesen bzw. der sie haltenden Konstruktion
verbunden, wobei der Vorteil gegeben ist, daß diese Hauben z.B. aus leichtem Kunststoffmaterial
gefertigt sein können, da die Sprühnebel nur geringe Energiedichte aufweisen.
[0021] Für ein Schneiden von Wabenverbundwerkstoffen mit Dicken von 1-5 cm sind folgende
Schneidparameterbereiche günstig bzw. erreichbar:
Hochdruck: 1000 - 4000 bar, insbesondere 2500 - 3800 bar; Strahldurchmesser: 0,1 -
0,4 mm; Schnittvorschubsgeschwindigkeit: 0,5 - 5 m/s , insbesondere 1 - 3 m/s ; Fluidmediumsverbrauch
2 - 6 l/min.
[0022] Anhand des folgenden Beispiels erfolgt nähere Erläuterung der Erfindung.
Beispiel:
[0023] Es wurde flächiges Wabenverbundmaterial mit 30 mm Stärke, einer Wabenweite von etwa
5 mm, Wabenmaterial: glasfaserverstärkter Kunststoff oder Aluminium, Behäutung: erste
Hauptfläche mit Aluminium, zweite Hauptfläche mit faserverstärktem Kunststoff, beide
Hauptflächen mit glas-faserverstärktem Kunststoff bzw. beide Hauptflächen mit Aluminium,
wobei die Stärke der Waben 0,1 und der Behäutung im Falle von Aluminium etwa 0,5 und
im Falle von verstärktem Kunststoff 0,7 mm betrug, mit aus zwei im Winkel ihrer Mittellinien
von 60, 90 und 120° zueinander gerichteten Düsen abgegeben, etwa in Materialmitte
aufeinandertreffenden Hochdruck-Wasserstrahlen geschnitten. Die Strahlendurchmesser
betrugen 0,2 mm, der Fluidmediumsdruck 3500 bar. Die Düsen hatten einen Abstand von
jeweils 5 mm von den Deckbehäutungsflächen. Aus der Tabelle ist ersichtlich, bei welchen
Schnittgeschwindigkeiten, jeweils bezogen auf die o.a. Materialien, beidseitig saubere
Schnitte erreicht wurden, wobei die Störungen der Wabenstruktur an der Schnittstelle
bei Aluminium etwas höher waren, jedoch im durchaus akzeptablen Rahmen lagen.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert, wobei die Fig. 1 bis 3
Seitansichten verschiedener Düsenstellungen, lie Fig. 4 bis 6 schematisch verschiedene
Anordnungen der Schwenkachsen der Strahldüsen und die Fig. 7 und 8 eine neue Anlage
in Seit an- und Draufsicht zeigen. Es ist in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, wie ein
flächiger Waberierburdwerkstoff 7 der Dicke f mit beidseitigen Deckschichten 71, 72
von einem Paar beidseitig seiner Hauptflächen 711, 721 um Achsen al, a2 schwenkbar
angeordneten Düsenköpfen 11, 12 mit Abstände b und c von den Werkstückoberflächen
711 und 721 und
d voneinander aufweisenden Düsen 21, 22 aus mit gleich dicken Hoch- druck-Flüssigkeitsstrahlen
31, 32 unter Bildung der Schnittfuge S geschnitten wird, wobei hier die Düsen 21,
22 stillstehend sind und der Werkstoff 7 in die Richtung r bewegt wird. Die beiden
Strahlen 31, 32 sind gemäß Fig. 1 in den Winkeln α,β von jeweils 90° auf die Hauptflächen
und mit einem Winkel y von genau 180°, gegeneinander gerichtet, wobei der schwere
Nachteil auftritt, daß das im Aufeinandertreffbereich 64 resultierende Mediumsstrahls-Büschel
35 scheibenförmig quer nach allen Seiten sich ausbreitet und die Wabenstruktur des
Werkstückes 7 in hohem Maße zerstört.
[0024] Gemäß Figuren 2 und 3 sind die Strahlen 31, 32 jeweils in gleichen Winkeln α,β von
jeweils 60° und 45° unter Einschluß jeweils eines Winkels r von 120° und 90° an der
Auftreffstelle 64 im Bereich der Waben 73 des Werkstückes 7 aufeinander gerichtet.
In Fig. 2 sind in Abstand von Schneidköpfen,dem Abstand z von der Verbindungslinie
d der Düsenköpfe 11, 12 anpaßbar, Absaughauben 81, 82 mit Absaugstutzen 811, 821 zur
Absaugung der am Auftreffpunkt 64 gebildeten Sprühnebel angeordnet. Bei der Düsenstellung
gemäß Fig. 2, die ebenso wie jene gemäß Fig. 3 erfindungsgemäß ist, wird eine höhere
Strahlenenergie-Vernichtungsdichte erreicht, wobei allerdings die Störungen der Struktur
durch das Strahlen-Büschel 35 im Schnitt S etwa größer sind, als beim Schneiden gemäß
Fig. 3.
[0025] Aus der Fig. 2 sind noch die Vektoren sl, s2 der Fluidbewegung der Strahlen 31, 32
und deren Gesamtvektor v in Werkstofferstreckung in derselben Richtung wie die Bewegung
r des Werkstoffes 7 angedeutet, weiters eine zum Werkstück normale Ebene e, in welcher
beide Achsen al und a2 der Schwenkbarkeit der Düsen 21, 22 liegen und der Abstand
z zwischen der Verbindung d der beiden Düsen und dem Auftreffpunkt 64 der Strahlen
31, 32 aufeinander.
[0026] Die Figuren 4 bis 6 zeigen schematisch,wie jeweils auf einer zum Schnittgut 7 im
wesentlichen normalen Ebene e die Schwenkachsen al, a2 der die Schneidstrahlen 31,
32 abgebenden Düsenköpfe 11, 12 angeordnet sein können, wobei bei parallelen Achsen
al, a2 gemäß Fig. 4, wenn die Verbindung zwischen den Düsenköpfen 11, 12 ebenfalls
normal zum Werkstück ausgerichtet ist, ein senkrechter Schnitt S erfolgt, bei gemäß
Fig. 5 schräger Verbindung d der parallelen Schwenkachsen al, a2 der Düsenköpfe 11,
12 ein schräger Schnitt S erreicht wird, und bei zueinander mit winkel ϑ gewinkelter
Anordnung der Schwenkachsen al, a2, gemäß Fig. 6 ein V-förmiger Schnitt S erzielt
wird. Diese Hauptschnitt-Arten können, jeweils bezogen auf die spätere Anwendung bei
Vorsehen eines entsprechenden Düsentandems leicht gewechselt werden. Es sei schließlich
betont, daß die Auftreffwinkel α,3 der beiden Düsenstrahlen auf das Werkstück 7 auch
untereinander verschieden sein können, was z.B. bei ungleichartig behäuteten Verbundwerkstoffen
von Vorteil sein kann.
[0027] Bei der in Fig. 7 und 8 beispielhaft gezeigten konkreten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Schr-reidanlage für Platten aus Wabenverbundmaterial ist auf einem Verfahrgerüst 8
auf dessen Führung 81 horizontal verfahrbar eine Schneidgut-Halteeinrichtung 80 mit
auf ihrer Führung 82 senkrecht verfahrbarem,eine Saugleitung 84 aufweisendem Unterdruck-Saugkopf
83 vorgesehen, welcher eine zu besäumende Wabenverbundplatte 7,im wesentlichen senkrecht
haltend,in dieser Stellung verfahren und damit der innerhalb einer Schallschutzkammer
95 mit Absaugstutzen 96 für Sprühnebel befindlichen Schneidanlage 100 mit zwei im
Winkel zueinander gerichteten, hier horizontal lagefest angeordneten, gegebenenfalls
vertikal verschieblichen jeweils einen Hochdruckschneidstrahl 31, 32 abgebenden Düsenköpfen
11, 12 über den Spalt 951 der Kammer 95 zuführen kann, wo das Schneidgut 7 oberhalb
der Dualdüsen-Schneideinheit 11, 12 von beiden Seiten her von einer Transporteinrichtung
mit zwei senkrechten mit pneumatischen Einrichtungen 94, 94' zur Anpassung an die
Schnittgutdicke f ausgestatteten Förderbandeinheiten 93, 93' erfaßt und geführt und
mit einer jeweils am Steuerpult 90 einstellbaren Geschwindigkeit und Lage bzw. Lageveränderung
an der Dualdüseneinheit 11, 12 vorbeigeführt und mittels den vertikal tandemartig
verfahrbaren Mediumsstrahlen 31, 32 geschnitten wird. Die Versorgung der Dualdüseneinheit
11, 12 erfolgt vom nur schematisch angedeuteten Hochdruckaggregat 97 über eine Hochdruckleitung
98, wobei Steuerung und Regelung der Anlage mit allen Vorgängen vom Aufnehmen der
unbesäumten Platte 7 bis zu deren Abgabe, bevorzugt automatisch, vom oben erwähnten
Steuerpult 90 mit Betätigungsorganen 92 für die Hochdruck-Mediumsflußregel-Ventile
und Druckkontrollgerät 91 erfolgt.
1. Verfahren zum Trennen bzw. Schneiden von, insbesondere flächigem, Material (7)
mittels von beidseitig desselben angeordneten Düsen (21, 22) abgegebenen, innerhalb
des Materials einander schneidenden Strahlen (31, 32) eines mit Druck beaufschlagten
fluiden, insbesondere flüssigen Mediums, vorzugsweise Wasser, wobei die Strahlen einerseits
und das, insbesondere flächige, Material andererseits - einem gewü-schten Schnittverlauf
entsprechend - relativ zueinander bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Trennen
bzw. Schneiden von im wesentlichen flächige Erstreckung, insbesondere zwei Hauptflächen,
aufweisenden Werkstücken (7) mit selbsttragenden, im wesentlichen rigiden, Werkstoffen,
insbesondere Verbundwerkstoffen, vorzugsweise mit von wabenartiger Innenstruktur (73)
gehaltenen Deckschichten (71, 72),das Werkstück (7) einerseits und andererseits mindestens
ein Satz von zwei von beidseitig des Werkstückes jeweils im Abstand (b,c) von dessen
Hauptflächen (711, 721) angeordneten Düsen (21, 22) mit hohem Druck von mindestens
700 bar, vorzugsweise mindestens 1000 bar abgegebenen, innerhalb, vorzugsweise im
Mittelbereich,des Werkstückes, vorzugsweise in ihrem Winkel (() zueinander veränder-
und festlegbar aufeinandertreffenden, im Auftreffbereich (64) vorzugsweise zumindest
annähernd übereinstimmende Querschnitts-Fläche und/oder -Gestalt aufweisenden, miteinander
kooperierenden Fluidmediumsstrahlen (31 32) relativ zueinander bewegt werden, wobei
im wesentlichen über den gesamten Schnittverlauf jeder der aufeinandertreffenden Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen
(31, 32) in einem von im wesentlichen 90° verschiedenen Winkel (α, β) auf die Hauptflächen
(711, 721) des Werkstückes (7) ge- richtet gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Deckung der Querschnittsflächen
der; beiden Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen (31, 32) in deren Auftreffbereich (64)
von mindestens 90 %, insbesondere mindestens 95 %, eingestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen
(31, 32) mit einander im wesentlichen identischen Winkeln (α und β) zu den Hauptflächen
(711, 721) des Werkstückes (7) auf dieses gerichtet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen
(31, 32) in einem Winkel (f) von 45 bis 135°, insbesondere von 60 bis 120°, bevorzugt
im Bereich von etwa 90° aufeinandertreffend auf das Werkstück (7) gerichtet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in
Werkstück-Haupterstreckungsrichtung projizierte Gesamt-Vektor (v) der Bewegung des
Mediums der beiden Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen (31, 32) und die Relativbewegung
der beiden Strahlen (31, 32) einerseits und des Werkstückes (7) andererseits mit im
wesentlichen gleicher Richtung (r) eingehalten werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellung
eines optimalen Aufeinandertreffens der beiden miteinander kooperierenden Hochdruck-Fluidmediumsstrahlen
(31, 32) unter Ermittlung eines Schallstärke-Minimums, vorzugsweise mittels Ultraschall-Phonmeters,
erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander
kooperierenden Hoch- druck-Fluidmediumsstrahlen (31, 32) im wesentlichen kreisrunde
Querschnittsflächen mit einem Durchmesser von höchstens 1,5 mm, insbesondere von 0,1
bis 0,5 mm, aufweisen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Hochdruck-Fluidmediums- strahlen (31, 32) mit im wesentlichen gleichem Hoch-Druck
beaufschlagt werden.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit
einer Halteeinrichtung für ein zu schneidendes, insbesondere flächiges Material (7)
und mindestens zwei von beidseitig desselben auf dasselbe gerichteten, mit ihren Mittellinien
schneidend eingerichtete Düsen (21, 22) aufweisenden, mit unter Druck stehendem fluidem
Medium versorgbaren Schneidköpfen (11, 12), wobei die Halteeinrichtung einerseits
und anderseits die zwei Düsenköpfe (11, 12) einem gewünschten Schnittverlauf entsprechend
zueinander relativbewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (21, 22) der
über, gegebenenfalls Hochdruck-Gelenkverbindungen aufweisende Hochdruckleitungen mit
durch Hochdruck von mindestens 700, vorzugsweise von mindestens 1000 bar, beaufschlagtem
fluidem Medium (3) versorgbaren Düsenköpfe (11, 12) vorzugsweise miteinander gekoppelt,
jeweils mit von im wesentlichen 90° verschiedenen Winkeln (α,β) auf die Hauptseiten
(71, 72), insbesondere Hauptflächen (711, 721) des Werkstückes (7) richtbar, vorzugsweise
schwenkbar und schwenklage-feststellbar, sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die, gegebenenfalls einem
gewünschten Schnittverlauf entsprechend bewegbare, Halteeinrichtung für das Werkstück
(7) außerhalb des Bereiches des gewünschten Schnittverlaufes an dasselbe angreifend
gebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (21,
22) bei jeweils konstanter Winkelstellung zueinander in ihrem Abstand (d) voneinander
bzw. (b, c) von den Hauptflächen (711, 721) des zu schneidenden Werkstückes (7) veränderbar
und festlegbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Achsen (al, a2) der Schwenkbarkeit der Düsen (21 22) innerhalb einer, vorzugsweise
auf das Werkstück (7) bzw. dessen Hauptflächen (711, 721) normalen Ebene (e) liegend
angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Achsen (al, a2) der Schwenkbarkeit der die Hochdruck-Mediumsstrahlen (31, 32) abgebenden
Düsen (21, 22) zueinander parallel angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Achsen (al, a2) der Schwenkbarkeit der Düsen (21, 22) zueinander im, bevorzugt spitzen,
Winkel (AY) angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
ein Schneidkopf (11, 12) eine, vorzugsweise dreidimensional einstell- und feststellbare
Einrichtung zur Feinjustierung der Düse(n) (21, 22) aufweist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie
eine Vorrichtung zur Beaufschlagung des Fluidmediums mit geringem Druck, z.B. bis
10 bar zur Justierung des Auftreffbereiches (64) der miteinander kooperierenden Fluidmediumsstrahlen
(31, 32) aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schneidköpfe (11, 12) jeder für sich mit einer, gegebenenfalls auf den Abstand (z)
des Auftreffbereiches der kooperierenden Hochdruck-Mediumsstrahlen (31, 32) von der
Verbindungsaerade (d) der Düsen einstellbaren,Haube (81, 82) mit Absaugeinrichtung
(811, 821) für Sprühnebel versehen sind.