Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidemaschine mit mindestens einem Schneidkopf, der in mindestens zwei Achsen bewegbar ist. Weiter betrifft sie ein Verfahren zum Betrieb dieser Schneidemaschine.

Insbesondere zum Zuschneiden von Passepartouts, das heisst von Rahmen zur Aufnahme von Bildern, Schriftstücken oder dergleichen, sind verschiedene, automatisch arbeitende Schneidemaschinen bekannt. Passepartouts bestehen üblicherweise aus Karton. Aus diesem ist eine Öffnung auszuschneiden, durch die das jeweilige Bild sichtbar ist. Fallweise werden aber auch Passepartouts mit mehreren, derartigen Ausschnitten gewünscht.

Den vergleichbaren Schneidemaschinen ist gemeinsam, dass das auf einer Grundplatte festgehaltene Passepartout-Rohstück mittels mindestens eines, in zwei Achsen über dieses Passepartout-Rohstück verfahrbaren Schneidkopfes schneidbar ist. Das Messer muss dabei geneigt ansetzbar sein, um der Öffnung den bei Passepartouts zumeist üblichen Schrägschnitt zu geben, beispielsweise in einem Winkel von 45°. Damit sind auch der Verzierung dienende Kerbschnitte machbar, das heisst Einschnitte mit v-förmigem Querschnitt. Um aber einen senkrecht zur Oberfläche des Passepartouts ausgerichteten Schnitt auszuführen, ist ein in Winkel von 90° zur Grundplatte der Schneidemaschine ausgerichtetes Messer erforderlich. Der senkrechte Schnitt ist hauptsächlich für den Aussenzuschnitt des Passepartouts notwendig. Möglich ist darüber hinaus aber auch das Zuschneiden von Verpackungen zum Transport oder Versand der gerahmten Bilder.

Um sowohl einen Schrägschnitt als auch einen senkrechten Schnitt ausführen zu können, bietet die Anmelderin erfolgreich eine automatische Schneidemaschine mit zwei verschiedenen Schneidköpfen an. Diese hat einen sehr hohen Bedienungskomfort. Es müssen aber zwei getrennte Schneidköpfe hergestellt, montiert, geführt und allenfalls gesteuert werden.

In WO 2007/083455 wird eine Vorrichtung mit einem Roboterarm vorgeschlagen, an dem ein schwenkbarer Schneidkopf angeordnet ist. Eine einfachere Variante liegt darin, die Schneidköpfe austauschbar zu gestalten oder zumindest einen austauschbaren Messereinsatz vorzusehen. Eine derartige Lösung ist beispielsweise in der Veröffentlichung WO 2008/004253 beschrieben. Zum Austauschen von Schneidköpfen oder Messereinsätzen muss jedoch manuell in den Schneidvorgang eingegriffen werden, wozu die Schneidemaschine in jedem Fall anzuhalten ist. Das ist natürlich umständlich und keinesfalls im Sinn eines automatisierten Arbeitsablaufes.

Die vorliegende Erfindung setzt sich daher die Aufgabe, eine Schneidemaschine zu schaffen, die einerseits auch ein automatisches Arbeiten in unterschiedlichen Schnittwinkeln ermöglicht und andererseits günstiger als die bisherigen, vergleichbaren Schneidemaschinen angeboten werden kann.

Die erfindungsgemässe Schneidemaschine entspricht den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Das Verfahren zu deren Betrieb geht aus Patentanspruch 25 hervor. Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Erfindungsgedankens sind aus den abhängigen Patentansprüchen ersichtlich.

Die Erfindung ermöglicht, falls dies gewünscht sein sollte, eine manuell betätigbare Schnittwinkelverstellung ohne Messeraustausch. Insbesondere wird aber auch eine automatische, durch einen Antrieb erfolgende und durch eine Steuerung kontrollierbare Verstellung des Schnittwinkels des Messers ermöglicht, und zwar ohne dass hierzu ein zusätzlicher Antrieb erforderlich wäre. Vielmehr kann der bei automatisch arbeitenden Schneidemaschinen ohnehin zum Bewegen des Schneidkopfes in mindestens einer X- und Y-Achse vorhandene Antrieb verwendet werden. Dies erspart sowohl Kosten als auch komplizierte, konstruktive Massnahmen. In Weiterführung der Erfindung ist zusätzlich auch eine Höhenverstellung des Messers unter Zuhilfenahme eines vorhandenen Antriebs möglich.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Fig. 1

zeigt eine Ansicht eines Passepartouts;

Fig. 2

zeigt einen Schnitt entlang der Linie A - A in Fig. 1;

Fig. 3

zeigt eine schematische Ansicht einer Schneidemaschine;

Fig. 4 - 5

zeigen Ansichten eines Schneidkopfes;

Fig. 6

zeigt einen Schnitt durch den Schneidkopf nach Fig. 5;

Fig. 7

zeigt den Schneidkopf mit geneigtem Schnittwinkel;

Fig. 8

zeigt den Schneidkopf mit senkrechtem Schnittwinkel;

Fig. 9 - 10

zeigen den Schneidkopf nach den Fig. 7 und 8, jeweils aus Richtung eines Anschlags;

Fig. 11

zeigt den Schneidkopf mit angehobenem Messer;

Fig. 12

zeigt den Schneidkopf mit abgesenktem Messer;

Fig. 13 - 19

zeigen den Bewegungsablauf des Messers vom geneigten in den senkrechten Schnittwinkel.

Aus den Fig. 1 und 2 ist ein Passepartout 1 ersichtlich, das heisst ein Rahmen mit einem fensterartigen Ausschnitt 2 mit schrägen Schnittkanten 3. Hinter, beziehungsweise unter dem Passepartout 1, wird das Bild 4 oder auch ein sonstiger, einzurahmender Gegenstand und gegebenenfalls eine Rückwand 5 angeordnet. Das ganze wird üblicherweise hinter einer Glasscheibe in einem Bilderrahmen befestigt.

Gemäss Fig. 3 ist das zu schneidende Rohstück 6 auf einer Auflage 7 der Schneidemaschine anzuordnen. Ein Schneidkopf 8 ist zum Schneiden des Passepartouts 1 in einer Längsachse X und einer Querachse Y bewegbar. Hierzu ist eine Einrichtung 9 vorhanden, die im vorliegenden Beispiel zwei Schienen 10 und 11 aufweist, die je parallel zu einer entgegengesetzten Kante der Auflage 7 verlaufen. An diesen Schienen 10 und 11 ist ein Balken 12 verfahrbar. Letzterer trägt den Schneidkopf 8 oder einen diesen haltenden, verfahrbaren Führungsschlitten 13. Die Auflage 7 besitzt mindestens einen Anliegekante 14 und/oder eine Vorrichtung zum Festhalten des Rohstücks 6. Ferner sind eine nur angedeutete Steuerung 15 sowie mindestens ein Antrieb 16 vorgesehen. Dieser ist hier nur symbolisch zu verstehen, da er beliebig ausgebildet sein kann, vom pneumatischen Antrieb bis zu einer Anordnung von Elektromotoren. Letztere können selbstverständlich an den anzutreibenden Bauteilen angeordnet sein. Falls die bevorzugte, automatische Verstellbarkeit des Schnittwinkels gewünscht wird, ist zudem mindestens ein Anschlag 17 vorhanden. Auf dessen genaue Funktion wird später eingegangen. In den Fig. 1 und 2 liegt Vorderseite des Passepartouts 1 oben. Das Rohstück 6 wird jedoch vorzugsweise von seiner Rückseite her geschnitten. Auf diese Weise lassen sich auf der später sichtbaren Vorderseite des Passepartouts 1 allfällige Beschädigungen oder Kratzspuren vermeiden, die sich während des Festhaltens und Schneidens ergeben könnten. In jedem Fall ist ein geneigter Messeransatz 18 zum Ausschneiden des Ausschnitts 2 und ein senkrechter Messeransatz 19 für den Aussenzuschnitt notwendig.

Der Schneidkopf 8 weist nach Fig. 4 ein schwenkbares Element 20 auf. In letzterem ist ein Messer 21 oder ein Messereinsatz 21 a angeordnet. Die in Fig. 4 nicht sichtbare Messerspitze ist nach unten gerichtet. Sie ist so geführt, dass sie zumindest während des Schneidens unten aus dem Schneidkopf 8 oder aus einem Sockel heraus ragt. Der Sockel ist hier als Rotationselement 22 ausgebildet. Dieses und der Schneidkopf 8 sind um eine senkrechte Achse B - B gegeneinander drehbar gelagert. Das Rotationselement 22 bewegt sich über das Rohstück 6. In Fig. 4 ist das schwenkbare Element 20 in einer Stellung dargestellt, bei der das Messer 21 geneigt steht, das heisst, in einem von der Senkrechten abweichenden, geneigten Schnittwinkel. Der senkrechte Schnittwinkel entspricht der Achse B - B oder er liegt parallel dazu. In der Stellung nach Fig. 5 steht das Messer 21 senkrecht. Die entsprechenden Positionen sind auch aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich. In Fig. 7 ist die geneigte Messerstellung zum besseren Verständnis ebenfalls als Achse, beziehungsweise als geneigter Schnittwinkel C - C gekennzeichnet. Die Senkrechte und die Neigung sind im vorliegenden Zusammenhang immer in bezug auf die Ebene des Passepartouts 1, beziehungsweise des auf der Auflage 7 der Schneidemaschine angeordneten Rohstücks 6 zu verstehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das schwenkbare Element 20 in mindestens einer Kulisse 23 und 24 geführt, beispielsweise mittels mindestens eines Zapfens 25 und 26, siehe Fig. 6. Sinnvollerweise ist diese Führungseinrichtung zu beiden Seiten des schwenkbaren Elementes 20 vorhanden. Einzufügen ist auch, dass die Zapfen und Kulissen selbstverständlich auch umgekehrt am jeweils anderen Bauteil angeordnet sein können. Der Angelpunkt oder Kreuzungspunkt der Schnittwinkel B - B und C - C befindet sich unten am Schneidkopf 8, im Bereich des Sockels oder Rotationselements 22 oder sogar unterhalb desselben. Daher die hier als Kulisse 23 ausgebildete teilkreisförmige Führungseinrichtung. Die untere, näher beim Angelpunkt liegende Kulisse 24, kann v-förmig sein. Das schwenkbare Element 20 weist an zwei entgegengesetzten Seiten je einen Führungsanschlag 27 und 28 auf. Nicht ausgeschlossen ist es aber auch nur einen Führungsanschlag vorzusehen oder auch mehr als zwei Führungsanschläge. Die Führungsanschläge 27 und 28 sind nach aussen gekurvt, beziehungsweise nach aussen gewölbt ausgebildet.

Um nun die Messerstellung vom geneigten Schnittwinkel C - C in den senkrechten Schnittwinkel B - B zu bringen, das heisst in bezug auf das Passepartout 1 nach Fig. 2 vom Messeransatz 18 zum Messeransatz 19, wird der Schneidkopf 8 von der Steuerung 15 zum Anschlag 17 gefahren. In der schematischen Darstellung nach Fig. 3 entspricht das der gestrichelt angedeuteten Position 8' des Schneidkopfs 8. Es sei hier eingefügt, dass die Lage des Anschlags 17 nur als Beispiel zu verstehen ist; er könnte auch woanders angeordnet sein, beispielsweise am linken Rand der Auflage 7, solange er vom Schneidkopf 8 angefahren werden kann. In der dargestellten Ausführung ist der Anschlag 17 so ausgebildet, dass der Balken 12 ungehindert darüber hinweg fahren kann. Ausdrücklich nicht ausgeschlossen ist auch eine Mehrzahl von unterschiedlich angeordneten Anschlägen 17, beispielsweise je einen an der Längs- und an der Schmalseite der Auflage 7. Ein Ausführungsbeispiel eines Anschlags 17 ist in den Fig. 13 - 19 dargestellt. In dieser bevorzugten Ausführung, weist der Anschlag 17 eine geneigte, das heisst von der Senkrechten abweichende Fläche 29 auf, die unten weiter dem Schneidkopf 8, beziehungsweise dem Führungsanschlag 27 entgegen ragt als oben. Möglich ist aber auch eine senkrechte oder anders geformte Fläche 29.

In der Position mit geneigten Schnittwinkel C - C nach Fig. 13 befindet sich der Zapfen 25 im rechten, nach oben abgewinkelten, ersten Ende der Kulisse 23. Das schwenkbare Element 20 hängt dadurch gesichert in dieser ersten Position. Wenn nun der Schneidkopf 8 näher an den Anschlag 17 herangefahren wird, drückt das Zusammenspiel der geneigten Fläche 29 des Anschlags 17 einerseits und des gekurvten, beziehungsweise nach aussen gewölbten Führungsanschlags 27 andererseits, das Element 20 nach oben aus der Arretierung und schwenkt es sukzessive von seiner dem Schnittwinkel C - C entsprechenden, ersten Position in die zweite Position mit senkrechtem Schnittwinkel B - B. Der entsprechende Bewegungsablauf ist deutlich den weiteren Fig. 14 - 19 zu entnehmen. Im senkrechten Schnittwinkel befindet sich der Zapfen 25 im entgegen gesetzten, ebenfalls nach oben abgewinkelten, zweiten Ende der Kulisse 23. Das schwenkbare Element 20 hängt dadurch wiederum gesichert in dieser zweiten Position. In beiden Positionen ist eine sichere und genaue Schneidarbeit möglich.

Um nun wieder den geneigten Schnittwinkel C - C einzustellen, kann der Schneidkopf um 180° gedreht werden, so dass der entgegen gesetzte Führungsanschlag 28 des schwenkbaren Elementes 20 am Anschlag 17 anliegt. Das schwenkbare Element 20 wird dadurch in umgekehrter Richtung aus der Arretierung gehoben und geschwenkt. Der Bewegungsablauf entspricht ebenfalls der Darstellung in den Fig. 13 - 19.

Möglich ist auch eine Höhenverstellung des Messers 21. Diese kann dazu dienen, das Messer 21 ein- und auszufahren, um die Schnittiefe der Dicke des jeweiligen Rohstücks 6 anzupassen oder beispielsweise um das Rohstück 6 nicht durchdringende Kerbschnitte auszuführen.

Diese Höhenverstellung könnte theoretisch manuell erfolgen. Bevorzugt wird aber die nachfolgend beschriebene, automatische Verstellung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt die Höhenverstellung mit Hilfe des Rotationselements 22. Man beachte hierzu die Fig. 4 - 12. Das gegenüber dem Schneidkopf 8 drehbar gelagerte Rotationselement 22 weist in diesen Zeichnungen eine unterschiedliche Höhe auf. Der Sinn liegt darin, eine geneigte, beziehungsweise ansteigende Führungsbahn 30 für ein darauf aufliegendes Bauteil zu bilden. Bei diesem Bauteil kann es sich entweder um den Schneidkopf 8 selbst, um das schwenkbare Element 20 oder um einen dieses tragende oder an diesem angeordneten Schlitten 31 handeln. Alternativ zur bevorzugten, vorgehend beschriebenen Ausführung, wäre es auch denkbar, das Rotationselement 22 mit einem als geneigte Führungsbahn dienenden Gewinde zu versehen.

Entscheidend ist, dass das betreffende Bauteil 8, 20 oder 31 in Wirkverbindung mit dem Messer 21 steht und sich die Drehposition des Rotationselements 22 zum jeweiligen Bauteil auf die Höhenposition dieses Bauteils und somit des Messers 21 auswirkt. Man beachte ferner, dass der Schneidkopf 8 üblicherweise ohnehin einen Antrieb aufweist, um ihn um die Achse B - B drehen zu können. Dieses ist notwendig, um das Messer 21 sowohl in der längs als auch in der quer zum Passepartout liegenden Schnittrichtung ausrichten zu können. Bei einem gewöhnlichen, rechteckigen Passepartout entsprechen die Schnittrichtungen der Längsachse X und der Querachse Y der Schneidemaschine. Möglich sind aber auch beliebig andere geometrische Formen des Passepartouts 1 und/oder seines Ausschnitts 2.

Um nun die zur Höhenverstellung notwendige Drehung herbeizuführen muss das Rotationselement 22 festgehalten werden. Zu diesem Zweck ist, entsprechend dem Anschlag 17, eine Sperreinrichtung 32 vorgesehen, siehe Fig. 4 und die Fig. 13 - 19. Diese kann mindestens eine Rastnase 33 aufweisen, die in mindestens einen Rastanschlag 34 des Rotationselements 22 zu greifen bestimmt ist. Der Rastanschlag 34 ist hier als Nut ausgebildet. Sinnvollerweise ist der feststehende Teil der Sperreinrichtung 32 im Bereich des Anschlags 17 angeordnet, wie dies aus Fig. 13 hervorgeht. Die Rastnase 33 ragt unterhalb des Anschlags 17 in Richtung des Schneidkopfes 8.

In der in Fig. 4 - 12 dargestellten Ausführung ruht der Schneidkopf 8 im Rotationselement 22. Um die Drehbewegung in eine Hubbewegung umzusetzen, kann am Schneidkopf 8, am schwenkbare Element 20 oder am Schlitten 31 ein Führungselement 35 vorhanden sein, siehe Fig. 9 und 10, das auf der Führungsbahn 30 aufliegt. Das Führungselement 35 kann auch anders ausgebildet und angeordnet sein als dies hier dargestellt ist. Das Messer 21 ist in der Position nach Fig. 11 angehoben und in der Position nach Fig. 12 abgesenkt. Möglich sind indessen sowohl höhere als auch tiefere Messerpositionen.

Die vorgeschlagene Schneidemaschine kann im Rahmen der Patentansprüche auch anders als dargestellt und beschrieben ausgebildet sein. Dies betrifft insbesondere die genaue Konstruktion der einzelnen Bauteile und deren Führung. Nicht ausgeschlossen ist es, den Schneidkopf 8 anstatt durch ein Schienen-/Balkensystem durch einen Arm zu bewegen. Auch kann der Schneidkopf 8 an seiner Unterseite gemäss Fig. 4 ein Gleitelement 36 aufweisen, zum Beispiel aus Kunststoff.