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J
DIM360 Ver 2.15 (14 Jul 2008) - 1100000/0
2353823
EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG
A1
20110810
EP
10405021.6
20100208
de
de
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20110810
201132
20110810
201132
B28B 11/16 20060101AFI20100908BHEP
B28B 17/00 20060101ALI20100908BHEP
B26D 1/52 20060101ALI20100908BHEP
B26D 7/26 20060101ALI20100908BHEP
de
Positioniervorrichtung für verstellbare Elemente, Verfahren zum Positionieren von verstellbaren Elementen und Verwendung einer Positioniervorrichtung
en
Positioning device for adjustable elements, method for positioning adjustable elements and use of positioning device
fr
Dispositif de positionnement pour éléments réglables, procédé de positionnement d'éléments réglables et utilisation d'un dispositif de positionnement
2
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Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung (30) für verstellbare Elemente eines Elementrahmens einer Schneid- und/oder Bearbeitungsvorrichtung für Lehmstränge, mit einer Aufnahme, in welche der Elementrahmen einlegbar ist, und einer optischen Einstelleinrichtung (38) zum Projizieren einer optischen Anzeige auf zumindest eine gewünschte Position des eingelegten Elementrahmens, die bei übereinstimmender Positionierung eines jeweiligen Elements des Elementrahmens an diesem Element detektierbar ist.
Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung für verstellbare Elemente, ein Verfahren zum Positionieren von verstellbaren Elementen und eine Verwendung einer Positioniervorrichtung.
Lehmstränge zur Herstellung von Mauer- und Pflasterziegeln werden herkömmlicherweise in einer Schneid-und/oder Bearbeitungsvorrichtung zu Lehmelementen vereinzelt und/oder bearbeitet. So werden die Lehmstränge beispielsweise mit Hilfe von einem Schneiddrahtrahmen, auch als Schneidharfe bekannt, auf entsprechendes Mass geschnitten, wobei der Schneiddrahtrahmen eine Mehrzahl von Schneiddrähten enthält, welche flächig und im Wesentlichen parallel zueinander verlaufend gespannt angeordnet sind. Zum Schneiden wird ein durchgängiger Lehmstrang mittels einer Fördereinrichtung auf einen Auflagerahmen unterhalb des Schneiddrahtrahmens geführt. Anschliessend werden der durchgängige Lehmstrang und der Schneiddrahtrahmen in Relation zueinander angenähert, wobei die einzelnen Schneiddrähte in das Material des Lehmstrangs eindringen und diesen, der weiteren Bewegung folgend, in einzelne Lehmelemente schneiden. Ferner verlaufen die Schneiddrähte, dieser Bewegung weiter folgend, ein Stückweit tiefer durch einzelne Durchlässe des Auflagerahmens. Aufgrund der plastischen Verformbarkeit des Lehmstrangs verlaufen die einzelnen Schneiddrähte exakt geführt durch den Lehmstrang und die Durchlässe hindurch und zerlegen somit den Lehmstrang in einzelne Lehmelemente gewünschten Ausmasses. Nach dem Schneiden stehen die einzelnen Schneiddrähte somit nicht mehr mit dem Lehmstrangmaterial in Eingriff. Danach werden die Lehmelemente durch eine weitere Fördereinrichtung weiterbefördert. Danach folgend wird der Schneiddrahtrahmen wieder in Ausgangsstellung zurückbewegt, wonach dann der nächste durchgängige Lehmstrangabschnitt unterhalb des Schneiddrahtrahmens positioniert wird. Die zerlegten Lehmelemente können weiteren Verarbeitungsschritten überführt werden.
Üblicherweise wird das Lehmstrangmaterial durch ein austauschbares Mundstück einer Vorverarbeitungseinrichtung hindurchgepresst und dabei derart extrudiert, dass die Breite und Höhe des Lehmstrangs bereits den gewünschten Ausmassen hinsichtlich Breite und Höhe der Lehmelemente entsprechen. Daher muss der Lehmstrang dann lediglich in seiner Länge entsprechend der gewünschten Länge der auszubildenden Lehmelemente zerlegt bzw. vereinzelt werden. Somit sind die einzelnen Schneiddrähte in Relation zueinander derart am Schneiddrahtrahmen beabstandet, dass der Abstand zwischen ihnen gleich der gewünschten Länge der jeweiligen Lehmelemente entspricht.
Es ist bekannt, dass die Schneiddrähte entnehmbar am Schneiddrahtrahmen angebracht sind. Hierdurch können einzelne Schneiddrähte entnommen werden, falls sie durch Materialermüdung reissen und ausgetauscht werden müssen. Es ist ferner bekannt, dass die Schneiddrähte vertikal zur Längsrichtung des Schneiddrahtrahmens verstellbar an diesem angeordnet sind. Durch ein Verstellen der Schneiddrähte in Relation zueinander kann der Schneiddrahtrahmen einfach zum Zerlegen des Lehmstrangs in einzelne Lehmelemente einer geänderten Länge herangezogen werden.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Schneiddrähte bei jedem Verstellen exakt ausgerichtet positioniert werden müssen, um den Lehmstrang in Lehmelemente vorgesehenen Ausmasses (Länge) zu zerlegen. Eine auch nur minimale Abweichung der Positionierung der Schneiddrähte von vorbestimmten Richtgrössen könnte dazu führen, dass Lehmelemente einer ganzen Produktion fehlerhafte Ausmasse haben und kostspielig entsorgt werden müssen. Diese exakte Positionierung der einzelnen Schneiddrähte in Relation zueinander ist sehr zeitaufwendig und fehleranfällig. Hierzu wird derzeit geschultes Fachpersonal herangezogen, welches die Schneiddrähte beispielsweise unter Zuhilfenahme von speziellen Distanzlehren positioniert und anschliessend verifiziert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positioniervorrichtung für verstellbare Elemente, ein Verfahren zum Positionieren von verstellbaren Elementen und eine Verwendung einer Positioniervorrichtung bereitzustellen, wobei die verstellbaren Elemente sehr genau und innerhalb kurzer Zeit wie gewünscht positioniert werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Positioniervorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die erfindungsgemässe Positioniervorrichtung für verstellbare Elemente eines Elementrahmens einer Schneid-und/oder Bearbeitungsvorrichtung für Lehmstränge enthält eine Aufnahme, in welche der Elementrahmen einlegbar ist, und eine optische Einstelleinrichtung zum Projizieren einer optischen Anzeige auf zumindest eine gewünschte Position des eingelegten Elementrahmens, die bei übereinstimmender Positionierung eines jeweiligen Elements des Elementrahmens an diesem Element detektierbar ist.
Durch diese Positioniervorrichtung können die Elemente des Elementrahmens besonders schnell bei zudem höchster Präzision in Relation zueinander verstellt werden. Hierzu wird der Elementrahmen aus der Schneid- und/oder Bearbeitungsvorrichtung entnommen und in die Positioniervorrichtung eingelegt. Darauf folgend können die jeweils gewünschten Positionen, beispielsweise Distanzen zwischen den Elementen, über eine Eingabevorrichtung einer Steuerung zugeführt werden. In den meisten Anwendungen sind diese Distanzen zwischen den Elementen untereinander identisch. Die Steuerung steuert daraufhin die optische Einstelleinrichtung derart an, dass diese auf eine jeweils gewünschte Position eine optische Anzeige in Richtung des Elementrahmens projiziert. Darauf folgend wird ein jeweiliges Element manuell, beispielsweise in Längsrichtung des Elementrahmens, an diesem solange verstellt, bis die optische Anzeige an diesem Element detektiert wird. Hierbei sollte die optische Einstelleinrichtung zumindest zwei optische Anzeigen projiziert. Somit ist das Element auf gesamter Länge wie gewünscht positionierbar, sobald diese zwei optischen Anzeigen an ihm detektierbar sind. Zudem kann somit eine exakte Parallelität zwischen den einzelnen Elementen sichergestellt werden. Diese Detektion geschieht hierbei beispielsweise optisch bzw. visuell durch einen Operateur, welcher das Element solange verstellt, bis die optische Anzeige auf dem Element visuell erkannt wird.
Vorzugsweise ist die optische Einstelleinrichtung dazu ausgelegt, ein linienförmiges Muster zu projizieren. Hierdurch kann die optische Einstelleinrichtung auf einer möglichst gesamten Länge eines jeweiligen Elements durch Projektion des linienförmigen Musters vorgeben, an welche gewünschte Position das Element zu verschieben ist.
Vorzugsweise ist die optische Einstelleinrichtung auf einer Ebene planparallel zur Ebene der verstellbaren Elemente an die jeweils gewünschte Position verfahrbar. Hierzu kann die optische Einstelleinrichtung an einem im Wesentlichen parallel zur Ebene der Elemente angeordneten Ausleger verfahren werden.
Vorzugsweise enthält die optische Einstelleinrichtung eine optische Ablenkeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, die optische Anzeige auf die jeweils gewünschte Position abzulenken. Diesem Mehraufwand steht vorteilhafterweise die Einsparung der Verfahrbarkeit der optischen Einstelleinrichtung gegenüber. Die optische Einstelleinrichtung ist hierbei beispielsweise im Wesentlichen zentral oberhalb des angeordneten Elementrahmens fixiert und strahlt die optische Anzeige (beispielsweise ein Laserstrahl) auf die Ablenkeinrichtung ab. Die optische Ablenkeinrichtung kann beispielsweise einen Spiegel oder ein optisches Prisma enthalten, welcher bzw. welches über ein Stellglied ansteuerbar verstellt wird. Hierbei wird der Strahl der optischen Anzeige auf Höhe eines jeweils einzustellenden Elements jene Position ausleuchten, auf welche das Element zu verstellen bzw. zu positionieren ist. Wie bereits oben erwähnt, sollten zumindest zwei optische Anzeigen bereitgestellt werden, um eine möglichst genaue Positionierung zu ermöglichen. Nachdem diese Positionierung erfolgt ist, wird die optische Ablenkeinrichtung durch das Stellglied derart verstellt, dass die optische Anzeige auf Höhe eines nächsten Elements jene gewünschte Position ausleuchtet, auf welche dieses Element zu positionieren ist. Aufgrund der nunmehr schräg gerichteten Projektionsrichtung der optischen Anzeige und der Möglichkeit, dass die Elemente unterschiedliche Höhen haben können, müssen diese Parameter zusätzlich zur Verstellung der optischen Ablenkeinrichtung einfliessen, um Ausrichtungsfehler zu vermeiden. Die jeweilige Verstellung der optischen Ablenkeinrichtung kann hierbei komplexe Triangulations-Berechnungen erfordern, welche beispielsweise mittels einer elektrisch verbundenen Berechnungseinheit durchgeführt werden.
Vorzugsweise enthält die optische Einstelleinrichtung einen Laser. Das kohärente Licht des Lasers stellt eine besonders präzise und zudem besonders gut erfassbare bzw. detektierbare Positionierbarkeit bereit. Somit kann das jeweilige Element besonders schnell und präzise positioniert werden. Wie dem Fachmann bekannt, kann die optische Einstelleinrichtung jedoch auch jegliche weitere optische Vorrichtungen zum Emittieren eines Strahls beliebiger Wellenlänge enthalten.
Vorzugsweise umfasst der Elementrahmen einen Schneiddrahtrahmen und umfassen die verstellbaren Elemente eine Mehrzahl von Schneiddrähten, die in der Fläche des Schneiddrahtrahmens verlaufend gespannt sind und deren Ausrichtung an dem Schneiddrahtrahmen verstellbar ist. In dieser Ausführungsform ist somit der zuvor genannte Elementrahmen als Schneiddrahtrahmen ausgebildet. Hierbei kann die optische Einstelleinrichtung der Positioniervorrichtung beispielsweise vertikal zur Ausrichtung der Schneiddrähte an die jeweils gewünschten Positionen verfahren werden. Hierzu wird die optische Einstelleinrichtung an einem im Wesentlichen parallel zur aufgespannten Ebene der Schneiddrähte und zusätzlich senkrecht zu den Schneiddrähten verlaufend angeordneten Ausleger verfahren. In diesem Beispiel kann der Ausleger oberhalb des eingelegten Schneiddrahtrahmens angeordnet sein. Hierbei projiziert die optische Einstelleinrichtung dann die optische Anzeige direkt senkrecht nach unten auf den Schneiddrahtrahmen gerichtet. Somit kann der jeweilige Schneiddraht manuell derart positioniert werden, bis die optische Anzeige (vorzugsweise zumindest zwei Lichtpunkte) an diesem erkennbar ist. Nachfolgend wird der jeweilige Schneiddraht an dieser Position fixiert, sodass er nicht mehr verstellt werden kann. Nach diesen Schritten kann, beispielsweise mittels einer manuellen Eingabe über eine Eingabevorrichtung, eine Bewegung der optischen Einstelleinrichtung zu einer nächsten gewünschten und zuvor definierten Position angefordert werden. An dieser gewünschten Position angekommen, kann der nächste Schneiddraht exakt wie gewünscht positioniert werden. Diese Schritte können solange durchgeführt werden, bis alle Schneiddrähte des Schneiddrahtrahmens wie gewünscht positioniert sind.
Vorzugsweise umfasst der Elementrahmen einen Auflagerahmen zur Aufnahme des Lehmstrangs und umfassen die verstellbaren Elemente eine Mehrzahl von Auflagesektionen, zwischen denen Durchlässe zum Durchfahren der Schneiddrähte definierbar sind. In dieser Ausführungsform ist somit der zuvor genannte Elementrahmen als Auflagerahmen ausgebildet. Wie bereits beschrieben, werden die Schneiddrähte beim Schneiden durch das Lehmstrangmaterial und dann weiterhin durch Durchlässe der Aufnahme verfahren. Danach werden die vereinzelten Lehmelemente abgeführt. Ein Vorteil besteht darin, dass die Schneiddrähte lediglich einmal durch das Lehmstrangmaterial durchfahren. Die Mittenachsen der Durchlässe müssen hierbei im wesentlichen in einer senkrechten Projektionsebene zu den jeweiligen Schneiddrähten verlaufend positioniert sein. Da die Distanzen der Schneiddrähte in Relation zueinander - und somit die Positionen der Schneiddrähte - veränderlich sind, müssen auch die Positionen der Auflagesektionen bzw. Durchlässe in Relation hierzu veränderlich sein.
Der Scheiddrahtrahmen und der Auflagerahmen können separate Elementrahmen sein. Alternativ kann ein Elementrahmen geschaffen sein, welcher zugleich den Schneiddrahtrahmen und den Auflagerahmen umfasst.
Vorzugsweise umfasst der Elementrahmen einen Faswerkzeugrahmen und umfassen die verstellbaren Elemente zumindest ein Faswerkzeug zur Ausbildung angefaster Schnittkanten an den Lehmelementen. In dieser Ausführungsform ist somit der zuvor genannte Elementrahmen als Faswerkzeugrahmen ausgebildet. Die an diesem Rahmen verstellbar angebrachten Faswerkzeuge können beispielsweise als Fasscheiben, Keilleisten, Schneidmesser ausgebildet sein. Diese Werkzeuge können durch die Positioniervorrichtung schnell und einfach wie gewünscht positioniert werden. Im Falle der Verwendung von Fasscheiben, können diese an Faswalzen angebracht sein, welche drehbar am Elementrahmen gelagert sind. Bei der Positionierung werden die Distanzen zwischen den Fasscheiben zueinander in Längsrichtung einer jeweiligen Faswalze verstellt.
Vorzugsweise enthält die Positioniervorrichtung eine Schwenkeinrichtung zum Schwenken des eingelegten Elementrahmens. Hierdurch kann der Rahmen nach dem Einlegen in die Positioniervorrichtung beispielsweise um 180° gewendet werden, um somit einen besseren Zugriff auf Bauteile zum Verstellen der Elemente der Elementrahmens zu erhalten.
Vorzugsweise umfasst die optische Einstelleinrichtung eine Kamera und eine Anzeigevorrichtung, an der eine von der Kamera erfasste Abbildung des jeweiligen Elements des eingelegten Elementrahmens darstellbar ist, und an der die optische Anzeige auf die zumindest eine gewünschte Position des an der Anzeigevorrichtung dargestellten Elementrahmens projizierbar ist. Die optische Detektion kann somit über die Kamera, beispielsweise eine Videokamera, und die Anzeigevorrichtung, beispielsweise ein Monitor, geschehen. Die Abbildung des jeweils einzustellenden Elements wird dabei, für den Operateur einsehbar, auf der Anzeigevorrichtung dargestellt. Die ferner an der Anzeigevorrichtung angezeigte optische Anzeige auf die zumindest eine gewünschte Position macht die Sollposition des jeweils einzustellenden Elements sichtbar. Somit wird die Verstellung dieses jeweils einzustellenden Elements schnell, einfach und genau über die Anzeigevorrichtung überwacht. Der Operateur verstellt das jeweils einzustellende Element nach wie vor manuell von Hand.
Vorzugsweise ist die optische Anzeige als ein linienförmiges Muster an der Anzeigevorrichtung angezeigt. Somit wird die Sollposition des jeweils einzustellenden Elements als einfach und genau detektierbares Muster an der Anzeigevorrichtung angezeigt. Der Operateur verschiebt nun das jeweils einzustellende Element so lange, bis dessen Position mit der an der Anzeigevorrichtung erkennbaren Sollposition übereinstimmt.
Vorzugsweise enthält die optische Einstelleinrichtung ferner einen Laser, welcher das linienförmige Muster auf die gewünschte Position projiziert. Im Falle der zuvor beschriebenen verfahrbaren optischen Einstelleinrichtung werden die Kamera und der Laser gemeinsam verfahren. Somit wird das linienförmige Muster mitprojiziert und kann an der Anzeigevorrichtung als Maske (Sollposition) erfasst werden.
Vorzugsweise ist das linienförmige Muster statisch an der Anzeigevorrichtung angezeigt. Somit ist die optische Anzeige auf die gewünschte Position dauerhaft an der Anzeigevorrichtung angezeigt. Beispielsweise kann die optische Anzeige über ein Bildverarbeitungssystem skalierbar an der Anzeigevorrichtung angezeigt sein.
Vorzugsweise ist die von der Kamera erfasste Abbildung des jeweiligen Elements des eingelegten Elementrahmens an der Anzeigevorrichtung vergrösserbar. Die optische Anzeige auf die gewünschte Position des jeweils einzustellenden Elements und dieses selber können somit an der Anzeigevorrichtung genauer erkannt werden. Hierzu wird lediglich die von der Kamera aufgezeichnete Abbildung zusätzlich vergrössert bzw. herangezoomt. Hierdurch ist eine noch genauere Positionierung möglich. Die optische Anzeige an der Anzeigevorrichtung kann über ein Bildverarbeitungssystem in Abhängigkeit der Vergrösserung skalierbar sein.
Die oben genannte Aufgabe lässt sich ebenfalls durch ein Verfahren zum Positionieren von verstellbaren Elementen eines Elementrahmens einer Schneid- und/oder Bearbeitungsvorrichtung für Lehmstränge gemäss Anspruch 16 lösen. Dieses Verfahren enthält die Schritte: Einlegen des Elementrahmens in eine Aufnahme der Positioniervorrichtung; Ansteuern einer optischen Einstelleinrichtung der Positioniervorrichtung zum Projizieren einer optischen Anzeige auf zumindest eine gewünschte Position des eingelegten Elementrahmens; Verstellen eines jeweiligen Elements des eingelegten Elementrahmens derart, bis die optische Anzeige an diesem Element bei übereinstimmender Positionierung detektiert wird; und Fixieren des jeweiligen Elements in dieser gewünschten Lage am Elementrahmen. Durch dieses Verfahren können alle Elemente des Elementrahmens schnell und präzise positioniert werden. Durch die Einfachheit der Durchführung dieses Verfahrens kann diese Arbeit auch durch ein Bedienpersonal durchgeführt werden, welches nicht intensiv zum Positionieren der Elemente geschult zu werden braucht.
Vorzugsweise projiziert die optische Einstelleinrichtung ein linienförmiges Muster. Als optische Einstelleinrichtungen sind Laservorrichtungen anwendbar. Es sind vielfältige Laservorrichtungen mit einem Laser und einer nachgeschalteten Optik auf dem Markt, welche Optik dazu ausgebildet ist, den einfallenden Laserstrahl derart umzuformen, dass ein fächerförmiger Bereich ausgeleuchtet wird. Wird eine solche Laservorrichtung auf eine Projektionsfläche gerichtet, so erscheint auf dieser ein linienförmiges Muster bzw. eine Gerade. Mehrfache Versuchsreihen haben ergeben, dass dieses linienförmige Muster besonders gut an einem jeweils auszurichtenden Schneiddraht (sobald an eine Position in Übereinstimmung mit der gewünschten Position positioniert) in Erscheinung tritt bzw. darauf aufleuchtet. Ein besonderer Vorteil besteht auch darin, dass ein jeglicher Winkelversatz eines Schneiddrahts nahezu eliminiert wird.
Vorzugsweise wird die optische Einstelleinrichtung auf einer Ebene planparallel zur Ebene der verstellbaren Elemente an die jeweils gewünschte Position verfahren. Hierdurch kann die optische Einstelleinrichtung vertikal zur Ausrichtung der Elemente, beispielsweise die Schneiddrähte, an die jeweils gewünschten Positionen verfahren werden. Hierbei kann die optische Einstelleinrichtung an einem planparallel zur aufgespannten Ebene der Schneiddrähte und senkrecht zu den Schneiddrähten angeordneten Ausleger verfahrbar angeordnet sein. Die Ansteuerung der optischen Einstelleinrichtung kann beispielsweise mittels eines Schrittmotors erfolgen, welcher über eine elektrische Steuerung angesteuert wird.
Vorzugsweise wird die optische Anzeige über eine optische Ablenkeinrichtung auf die jeweils gewünschte Position abgelenkt. Durch dieses Verfahren braucht die optische Ablenkeinrichtung lediglich an einer im Wesentlichen zentral zum Elementrahmen angeordneten Aufhängung fixiert zu werden. Die Ablenkung der optischen Anzeige kann hierbei beispielsweise mittels eines über ein Stellglied verstellbaren Spiegels oder eines Prismas erfolgen. Allerdings sind weitere im Bereich der Optik bekannte Ablenkeinrichtungen zur Anwendung vorstellbar.
Vorzugsweise emittiert die optische Einstelleinrichtung einen Laserstrahl. Ein hierzu benötigter Laser sollte eine möglichst geringe Lichtleistung abgeben, um mögliche Augenverletzungen des Bedienpersonals nahezu auszuschliessen. Solche Laser geringer Lichtleistung emittieren immer noch einen ausreichend starken Laserstrahl, dessen Projektion auch bei besonders hellen Tageslichtbedingungen gut detektierbar ist. Durch die besondere Kohärenz des Laserstrahls ist die (gewünschte) ausgeleuchtete Position unmissverständlich und varianzfrei bestimmt.
Die oben genannte Aufgabe lässt sich ebenfalls durch eine Verwendung einer Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zum Positionieren von verstellbaren Elementen eines Elementrahmens gemäss Anspruch 21 lösen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung und insbesondere beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Positioniervorrichtung werden im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1
eine untere Teilansicht auf zwei Elementrahmen, nämlich einen Schneiddrahtrahmen und einen Auflagerahmen;
Figur 2
eine Vorderansicht der Positioniervorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung;
Figur 3
eine Seitenansicht der in Figur 2 angezeigten Positioniervorrichtung; und
Figur 4
eine Draufsicht der in Figuren 2 und 3 angezeigten Positioniervorrichtung.
Figur 1 zeigt eine Teilansicht auf zwei Elementrahmen einer Schneid- und Bearbeitungsvorrichtung (nicht gezeigt). Hierbei ist ein Elementrahmen als ein Schneiddrahtrahmen 12 ausgeführt. Der Schneiddrahtrahmen 12 dient zum Schneiden eines Lehmstrangs (nicht gezeigt) in einzelne Lehmelemente, welche in weiteren Prozessschritten zu keramischen Produkten, wie beispielsweise Mauer- oder Pflasterziegel, ausgebildet werden.
Der Schneiddrahtrahmen 12 umfasst ein Rahmengestell 14, auf welchem eine Vielzahl von Schneiddrähten 16 gespannt ist. Hierbei wird jeder Schneiddraht 16 an seinen Enden in ein Fixierelement 18', 18" eingespannt. Die jeweils gegenüberliegend angeordneten Fixierelemente 18', 18 " sind jeweils auf einer mit dem Rahmengestell 14 fest verbundenen Schiene 20', 20 " angeordnet. Hierbei sind die Fixierelemente 18', 18 " vertikal zur Längsrichtung des Schneiddrahts 16 verschiebbar auf der Schiene 20', 20 " angeordnet. Somit können die Distanzen der Schneiddrähte 16 in Relation zueinander verändert werden. Die Änderung der Distanzen kann beispielsweise notwendig sein, wenn aus einem Lehmstrang mehrere Lehmelemente zu erstellen sind, welche im Vergleich zu einer vorherigen Produktionsreihe (in Abhängigkeit der jeweils angeforderten Produktion) eine unterschiedliche Länge haben.
Nach einer jeweils erfolgten Positionierung des Schneiddrahts 16 wird dieser in der gewünschten Lage fixiert, indem Arretierschrauben (nicht gezeigt) an den Fixierelementen 18', 18 " angezogen werden. Mittels der Arretierschrauben können die Fixierelemente 18', 18 " beispielsweise auf der Schiene 20', 20" eingespannt oder andersartig fixiert werden.
Als weiteren Elementrahmen zeigt Fig. 1 einen Auflagerahmen 22, welcher in der Schneid- und Bearbeitungsvorrichtung unterhalb des Schneiddrahtrahmens 12 angeordnet wird. Auf dem Auflagerahmen 22 ruht der Lehmstrang. Der Auflagerahmen 22 ist in mehrere unterteilte Auflagesektionen 24 unterteilt. Die Auflagesektionen 24 sind im Wesentlichen an jenen Stellen unterteilt (Durchlässe), an welchen, bei gewünschter Ausrichtung des Schneiddrahtrahmens 12 und des Auflagerahmens 22 zueinander, die jeweiligen Schneiddrähte 16 hindurch verlaufen.
Weitere Elementrahmen können ferner Faswerkzeuge (nicht gezeigt) zum Anfasen der einzelnen Lehmelemente enthalten. Ein beispielhaftes Faswerkzeug umfasst eine Mehrzahl von Fasscheiben, welche zueinander verstellbar beabstandet in Längsrichtung einer Faswalze angeordnet sind. Es können mehrere Faswalzen zum Anfasen von mehreren Kanten der Lehmelemente vorgesehen sein. Die Faswalzen sind hierbei senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Schneiddrähte 16 ausgerichtet.
Zum Schneiden des Lehmstrangs werden der Schneiddrahtrahmen 12 und der Auflagerahmen 22 in Relation zueinander hin bewegt. Hierbei wird häufig der Auflagerahmen 22 in Richtung zum (fixierten) Schneiddrahtrahmen 12 bewegt. Bei dieser Bewegung treten die jeweiligen Schneiddrähte 16 in das plastisch verformbare Material des Lehmstranges ein und zerschneiden diesen dadurch in einzelne Lehmelemente. Durch die Aufteilung des Auflagerahmens 22 in einzeln unterteilte Auflagesektionen 24 können die Schneiddrähte 16 vollständig das Material des Lehmstrangs - und ferner ein Stück darüber hinaus - durchdringen. Somit sind die Schnitte gerade und unterbrechungsfrei durch das Material des Lehmstrangs gezogen. Nachdem die einzelnen Lehmelemente geschnitten sind, werden diese abgeführt und wird anschliessend die zuvor genannte Bewegung zwischen dem Schneiddrahtrahmen 12 und dem Auflagerahmen 22 in Relation zueinander invers durchgeführt.
Der Markt fragt verstärkt nach individuell gestalteten und dimensionierten keramischen Produkten, wie beispielsweise Mauer- und Pflasterziegel. Daher kann es vorkommen, dass die Schneiddrähte 16 selbst innerhalb eines Produktionstages mehrfach in Relation zueinander verstellt werden müssen, um einer veränderten Dimension, beispielsweise Länge, von geforderten keramischen Produkten zu genügen. Eine jeweilige Positionierung erfordert viel Erfahrung, Zeit und Präzision. Aufgrund der zuvor angezeigten Häufigkeit der Notwendigkeit zur Positionierung ist diese mittlerweile mit hohen Kosten verbunden.
Figur 2 zeigt eine Vorderansicht einer Positioniervorrichtung 30 gemäss der vorliegenden Erfindung. Die Positioniervorrichtung 30 enthält ein Basisgestell 32, welches jeweils eine Haltefläche 34 und einen Ausleger 36 horizontal lagert. Die Haltefläche 34 dient zur Aufnahme eines Elementrahmens. In dem in der Figur angezeigten Beispiel ist der als Schneiddrahtrahmen 12 ausgebildete Elementrahmen aufgenommen. Alternativ kann der in Figur 1 beschriebene Auflagerahmen als Elementrahmen aufgenommen sein.
Der ebenfalls horizontal ausgerichtete Ausleger 36 enthält eine optische Einstelleinrichtung 38, welche auf gewünschten Positionen eine optische Anzeige projiziert, welche bei einer Positionierung eines jeweiligen Schneiddrahts auf diese gewünschte Position an diesem optisch detektierbar ist. Diese optische Einstelleinrichtung 38 kann beispielsweise einen Laser enthalten, welcher besonders vorteilhafterweise ein Linienmuster in Richtung des Schneiddrahtrahmens 12 projiziert. Somit kann ein jeder Schneiddraht bei gelöstem Fixierelement vertikal zur Ausrichtung seiner Längsachse solange verstellt werden, bis das linienförmige Muster an diesem projiziert ist, bzw. aufleuchtet. Im Falle des in die Positioniervorrichtung 30 aufgenommenen Auflagerahmens können in analoger Weise die Auflagesektionen des Auflagerahmens positioniert werden.
Bedingt durch die hohe Kohärenz des Laserstrahls ist diese Positionierung frei von Varianzen. Nach erfolgter Positionierung kann dieser Schneiddraht über seine Fixierelemente fest fixiert werden. Anschliessend verfährt die optische Einstelleinrichtung 38 entlang des Auslegers 36 in Richtung zum nächsten Schneiddraht. Die exakte Positionierung dieses Schneiddrahts erfolgt analog der zuvor beschriebenen Art und Weise. Die Positioniervorrichtung 30 enthält ferner eine Steuerung 40, welche eine Eingabevorrichtung 42 zur Eingabe von jeweils gewünschten Positionen bzw. Distanzen zwischen den einzelnen Schneiddrähten enthält.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Positioniervorrichtung 30. In dieser Ansicht ist die Steuerung 40 besonders gut erkennbar, welche elektrisch die Ansteuerung eines Schrittmotors (nicht gezeigt) zum linearen Bewegen der optischen Einstelleinrichtung 38 ansteuert.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf die Positioniervorrichtung 30 gemäss der vorliegenden Erfindung mit einem eingelegten Schneiddrahtrahmen 12. In dieser Ansicht sind die Fixierelemente 18', 18 " des Schneiddrahtrahmens 12 gut zu erkennen, welche auf Schienen 20', 20" verstellbar angeordnet sind. Zum Verstellen der Fixierelemente 18', 18 " werden jeweils vorgesehene Arretierschrauben (nicht gezeigt) gelöst, sodass die Fixierelemente 18', 18" und somit auch der Schneiddraht (nicht gezeigt) vertikal zur Ausrichtung verstellt und positioniert werden können. Nach einer erfolgten Positionierung werden die Fixierelemente 18', 18 " mittels ihrer Arretierschrauben fest mit der jeweiligen Schiene 20', 20" in Eingriff gebracht.
1. Positioniervorrichtung (30) für verstellbare Elemente eines Elementrahmens einer Schneid-und/oder Bearbeitungsvorrichtung für Lehmstränge, mit einer Aufnahme, in welche der Elementrahmen einlegbar ist, und einer optischen Einstelleinrichtung (38) zum Projizieren einer optischen Anzeige auf zumindest eine gewünschte Position des eingelegten Elementrahmens, die bei übereinstimmender Positionierung eines jeweiligen Elements des Elementrahmens an diesem Element detektierbar ist.
2. Positioniervorrichtung (30) nach Anspruch 1, bei welcher die optische Einstelleinrichtung (38) dazu ausgelegt ist, ein linienförmiges Muster zu projizieren.
3. Positioniervorrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die optische Einstelleinrichtung (38) auf einer Ebene planparallel zur Ebene der verstellbaren Elemente an die jeweils gewünschte Position verfahrbar ist.
4. Positioniervorrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die optische Einstelleinrichtung (38) eine optische Ablenkeinrichtung enthält, welche dazu ausgelegt ist, die optische Anzeige auf die jeweils gewünschte Position abzulenken.
5. Positioniervorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die optische Einstelleinrichtung (38) einen Laser enthält.
6. Positioniervorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elementrahmen einen Schneiddrahtrahmen (12) umfasst und die verstellbaren Elemente eine Mehrzahl von Schneiddrähten (16) umfassen, die in der Fläche des Schneiddrahtrahmens (12) verlaufend gespannt sind und deren Ausrichtung an dem Schneiddrahtrahmen (12) verstellbar ist.
7. Positioniervorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Elementrahmen einen Auflagerahmen (22) zur Aufnahme des Lehmstrangs umfasst und die verstellbaren Elemente eine Mehrzahl von Auflagesektionen (24) umfassen, zwischen denen Durchlässe zum Durchfahren von Schneiddrähten (16) definierbar sind.
8. Positioniervorrichtung (30) nach Anspruch 6, wobei der Elementrahmen ferner einen Auflagerahmen (22) zur Aufnahme des Lehmstrangs umfasst und die verstellbaren Elemente ferner eine Mehrzahl von Auflagesektionen (24) umfassen, zwischen denen Durchlässe zum Durchfahren der Schneiddrähte (16) definierbar sind.
9. Positioniervorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elementrahmen einen Faswerkzeugrahmen umfasst und die verstellbaren Elemente zumindest ein Faswerkzeug zur Ausbildung angefaster Schnittkanten an den Lehmelementen umfassen.
10. Positioniervorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Schwenkeinrichtung zum Schwenken des eingelegten Elementrahmens.
11. Positioniervorrichtung (30) nach Anspruch 1, bei welcher die optische Einstelleinrichtung (38) eine Kamera und eine Anzeigevorrichtung umfasst, an der eine von der Kamera erfasste Abbildung des jeweiligen Elements des eingelegten Elementrahmens darstellbar ist, und an der die optische Anzeige auf die zumindest eine gewünschte Position des an der Anzeigevorrichtung dargestellten Elementrahmens projizierbar ist.
12. Positioniervorrichtung (30) nach Anspruch 11, bei welcher die optische Anzeige als ein linienförmiges Muster an der Anzeigevorrichtung angezeigt ist.
13. Positioniervorrichtung (30) nach Anspruch 12, bei welcher die optische Einstelleinrichtung (38) ferner einen Laser enthält, welcher das linienförmige Muster auf die gewünschte Position projiziert.
14. Positioniervorrichtung (30) nach Anspruch 12, bei welcher das linienförmige Muster statisch an der Anzeigevorrichtung angezeigt ist.
15. Positioniervorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei welcher die von der Kamera erfasste Abbildung des jeweiligen Elements des eingelegten Elementrahmens an der Anzeigevorrichtung vergrösserbar ist.
16. Verfahren zum Positionieren von verstellbaren Elementen eines Elementrahmens einer Schneid-und/oder Bearbeitungsvorrichtung für Lehmstränge, mit den Schritten:
Einlegen des Elementrahmens in eine Aufnahme der Positioniervorrichtung (30);
Ansteuern einer optischen Einstelleinrichtung (38) der Positioniervorrichtung (30) zum Projizieren einer optischen Anzeige auf zumindest eine gewünschte Position des eingelegten Elementrahmens;
Verstellen eines jeweiligen Elements des eingelegten Elementrahmens derart, bis die optische Anzeige an diesem Element bei übereinstimmender Positionierung detektiert wird; und
Fixieren des jeweiligen Elements in dieser gewünschten Lage am Elementrahmen.
17. Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem die optische Einstelleinrichtung (38) ein linienförmiges Muster projiziert.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei welchem die optische Einstelleinrichtung (38) auf einer Ebene planparallel zur Ebene der verstellbaren Elemente an die jeweils gewünschte Position verfahren wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, bei welchem die optische Anzeige über eine optische Ablenkeinrichtung auf die jeweils gewünschte Position abgelenkt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei welchem die optische Einstelleinrichtung (38) einen Laserstrahl emittiert.
21. Verwendung einer Positioniervorrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zum Positionieren von verstellbaren Elementen eines Elementrahmens.