EP1747859B1 - Rollenwerkzeug zum Schneiden einer auf einem Werkstück aufgebrachten Folie sowie Schneidvorrichtung mit einem derartigen Rollenwerkzeug - Google Patents

Rollenwerkzeug zum Schneiden einer auf einem Werkstück aufgebrachten Folie sowie Schneidvorrichtung mit einem derartigen Rollenwerkzeug Download PDF

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EP1747859B1
EP1747859B1 EP06009908A EP06009908A EP1747859B1 EP 1747859 B1 EP1747859 B1 EP 1747859B1 EP 06009908 A EP06009908 A EP 06009908A EP 06009908 A EP06009908 A EP 06009908A EP 1747859 B1 EP1747859 B1 EP 1747859B1
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tool
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B26D2007/2685—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member flexible mounting means
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    • B26D7/26—Means for mounting or adjusting the cutting member; Means for adjusting the stroke of the cutting member
    • B26D7/2628—Means for adjusting the position of the cutting member

Definitions

  • the invention relates to a roller tool for cutting a film applied to a workpiece. Furthermore, the invention relates to a cutting device with such a roller tool.
  • a roller tool for cutting non-metallic, delicate material.
  • a cutting device has there next to the roller tool on a roller tool holder.
  • a work table can be pivoted relative to the roller tool about an axis perpendicular to the cutting plane.
  • the GB 2 121 715 A discloses the features of the preamble of claim 1.
  • a roller tool with which, for example, beads can be formed into sheets
  • a roller tool can also be used for film cutting by a corresponding modification.
  • the role of the roller tool on a rotating cutting blade which cuts through the film along a predetermined path or contour.
  • the path specification is made by the line-honed guidance of the cutting roller relative to the workpiece.
  • the roller tool can be used in particular on a known from the market, CNC-controlled punching machine. In this case, the punching tool of the punching machine is replaced by the roller tool.
  • the tool of the punching machine can depart due to the CNC control predetermined paths, in particular predetermined curves and radii.
  • the cutting roller is supported by the workpiece on the counter body, which relieves the workpiece.
  • the fact that the cutting roller body and the counter body are resiliently mounted to each other so that the cutting stroke of the cutting roller is greater than the thickness of the film to be cut can be predetermined, a safe Cutting the film can be ensured on the workpiece, without damaging the workpiece.
  • Due to the resilient mounting of the cutting roller body an unsprung counter body can be used.
  • the cutting roller body is resiliently supported on two bearing bushes on the tool holder fixed support body. Compression springs are arranged between the bushings and the support body. Such compression springs lead to a defined resilient support of the cutting roller body.
  • a projection of the cutting blade according to claim 2 has been found sufficient for most current foil cutting tasks. Cutting blades with such a projection can be made by machining the cutting roller body accordingly. The cutting roller body with the cutting blade is made in this case of the solid in one piece.
  • a guide according to claim 3 leads to a defined resilient support of the cutting roller body.
  • Another object of the invention is to provide a cutting device with which films applied to workpieces can be cut along any desired contours.
  • FIG. 1 An in Fig. 1 in the section without a counter body 1 (see. Fig. 4 ), generally designated 2 roller tool is used to cut a on a workpiece 3, in Fig. 3 not shown foil.
  • roller tool 2 has a cutting roller 4 with a shaft 5, which is designed as a cylindrical pin.
  • the latter is in the enlarged detail of Fig. 2 and has a triangular cross section, wherein the two cutting edges 9 form approximately two sides of an equilateral cross-sectional triangle whose third side is formed by the base of the cutting knife cross-section.
  • the cutting blade 8 projects beyond a lateral surface 10 of a hollow-cylindrical counter body 1 of the cutting roller body 7 with a projection h of 80 ⁇ m.
  • Other supernatants for example in the range between 50 and 100 microns are possible.
  • roller tool 2 is connected to a drive, not shown, in connection, with the aid of a pivoting or rotation of the in Fig. 1 shown roller tool 2 about a pivot or rotation axis 12 is possible.
  • the pivot axis 12 is perpendicular to a in Fig. 3 upper cutting or working plane 13, ie perpendicular to the sheet to be cut, applied to the workpiece 3 film.
  • the mating body 1 is spring-mounted perpendicular to the cutting plane 13.
  • the counter body 1 is resiliently supported on a machine frame fixed and in Fig. 4 from below supporting body 14 from.
  • the blind holes 16 in the counter body 1 are made deeper than the blind holes 17 in the support body 14.
  • the spring play of the counter body 1 is 0.5 mm.
  • the counter body 1 is round, so has an overall disk-shaped shape.
  • the support body 14 is approximately plate-shaped and also round.
  • On the support body 14 is in Fig. 4 flanged on top of a retaining ring 18.
  • the latter has an inner circumferential projection 19. This engages behind the counter body 1, wherein the circumferential projection 19 engages in a circumferentially complementary thereto annular groove 20.
  • the counter body 1 with the support body 14 and the retaining ring 18 is hydraulically clamped in a machine frame, not shown.
  • the applied to the workpiece 3 film is cut with the roller tool 2 as follows: First, the workpiece 3 is fixed on the counter body 1. The applied to the workpiece 3 film is facing the cutting roller 4 in this fixed position. Subsequently, the cutting roller 4 is hydraulically lowered onto the workpiece 3. This lowering is at least as far as the cutting blade 8 on the film 3 has completely penetrated the film. In general, the cutting roller 4 is lowered a little further, so that the cutting tip of the cutting blade 8 presses on the workpiece 3 and the latter, together with the counter body 1 against the bias of the compression springs 15 to the support body 14 toward shifted.
  • roller tool 2 is displaced by means of the drive, not shown, relative to the workpiece along the desired foil cutting contour.
  • the cutting blade 8 rolls off on the workpiece 3 and cuts through the film along the desired cutting contour.
  • the cutting process runs along a closed cutting contour. As soon as this closed cutting contour is completed, the cutting roller 4 is lifted off the workpiece 3. The cut foil contour can then be removed from the workpiece 3. Where, after removal, the film is no longer present, the workpiece 3 can then be processed otherwise, for example, punched or embossed.
  • Fig. 5 and 6 show a further embodiment of a generally designated 21 roller tool.
  • roller tool 21 When roller tool 21 is not a counter body 22, but the roller tool 21 itself sprung.
  • the roller tool 21 on a support body 23 which is firmly connected to a tool holder.
  • the roller tool 21 has two bearing bushes 24, 25, which constitute an axial / radial bearing for the two end portions of the shaft 5.
  • the cutting roller body 7 is arranged between the bearing bushes 24, 25.
  • the roller tool 21 is held together by a rectangular mounting frame 29, which has a window 30 for the passage of a lower portion of the cutting roller body 7.
  • a rectangular mounting frame 29 which has a window 30 for the passage of a lower portion of the cutting roller body 7.
  • Four arranged in the corners of the mounting frame 29 holes 31 are used to hold mounting screws, not shown, which are screwed into corresponding blind holes in the support body 23, which are also not shown when mounting the roller tool 21.
  • an alignment wedge 32 which by means of a screw 33 in Fig. 5 is connected from above with the support body 23.
  • the cutting tip of the cutting blade 8 presses over the workpiece 3 against the counter body 22, so that the cutting roller body 7 together with the bearing bushes 24, 25 are displaced against the bias of the compression springs 15 to the support body 23 back.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Rollenwerkzeug zum Schneiden einer auf einem Werkstück aufgebrachten Folie. Ferner betrifft die Erfindung eine Schneidvorrichtung mit einem derartigen Rollenwerkzeug.
  • Aus der WO 03/057440 A1 ist ein Rollenwerkzeug zum Schneiden von nichtmetallischem, empfindlichem Material bekannt. Eine Schneidvorrichtung weist dort neben dem Rollenwerkzeug noch einen Rollenwerkzeug-Halter auf. Ein Arbeitstisch kann relativ zum Rollenwerkzeug um eine Achse senkrecht zur Schneidebene verschwenkt werden.
  • Weitere Schneidvorrichtungen und Schneidwerkzeuge sind bekannt aus der DE-PS 456 721 , der DE-PS 301 937 , der DE 698 15 322 T2 , der DE 09 03 137.7 Ul, der FR-A 2 168 775 , der WO 03/103907 A2 und der US 3,668,956 .
  • Die GB 2 121 715 A offenbart die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
  • Zum Schutz gegen Verkratzen oder Verschmutzung weisen Werkstücke häufig einen Überzug mit einer Schutzfolie auf. Diese Schutzfolie muss, zum Beispiel zur Bearbeitung des Werkstücks, oft bereichsweise abgezogen werden, wobei die Folie an anderen Stellen verbleiben soll, um dort ihre Schutzfunktion auszuüben. Um die Schutzfolie bereichsweise abziehen zu können, muss diese längs der abzuziehenden Kontur eingeschnitten werden. Dies erfolgte bisher in der Regel manuell, was zeitraubend und ungenau ist und zudem die Gefahr einer sichtbaren Beschädigung des Werkstücks mit sich bringt. Das maschinelle Schneiden einer Folie auf einem Werkstück birgt ebenfalls das Risiko, das Werkstück zu beschädigen.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rollenwerkzeug zum Schneiden auf einer auf einem Werkstück aufgebrachten Folie zu schaffen, mit welchem ein definiertes Ausschneiden einer vorgegebenen Folienkontur möglich ist.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Rollenwerkzeug mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein Rollenwerkzeug, mit dem zum Beispiel Sicken in Bleche geformt werden können, durch eine entsprechende Modifikation auch zum Folienschneiden eingesetzt werden kann. Hierzu weist die Rolle des Rollenwerkzeugs ein umlaufendes Schneidmesser auf, welches die Folie längs einer vorgegebenen Bahn bzw. Kontur durchschneidet. Die Bahnvorgabe erfolgt durch die linienharfte Führung der Schneidrolle relativ zum Werkstück. Auf diese Weise ist ein definiertes und präzises Folienschneiden gegeben, welches zudem schneller erfolgen kann als das manuelle Folienschneiden. Das Rollenwerkzeug kann insbesondere auf einer vom Markt her bekannten, CNC-gesteuerten Stanzmaschine zum Einsatz kommen. Hierbei wird das Stanzwerkzeug der Stanzmaschine durch das Rollenwerkzeug ersetzt. Das Werkzeug der Stanzmaschine kann aufgrund der CNC-Steuerung vorgegebene Bahnen, insbesondere vorgegebene Kurven und Radien abfahren. Die Schneidrolle stützt sich über das Werkstück am Gegenkörper ab, was das Werkstück entlastet. Dadurch, dass der Schneid-Rollenkörper und der Gegenkörper zueinander federnd derart gelagert sind, dass der Schneidhub der Schneidrolle größer als die Stärke der zu schneidenden Folie vorgebbar ist, kann ein sicheres Durchschneiden der Folie auf dem Werkstück gewährleistet werden, ohne das Werkstück dabei zu beschädigen. Durch die federnde Lagerung des Schneid-Rollenkörpers kann ein ungefederter Gegenkörper verwendet werden. Der Schneid-Rollenkörper stützt sich über zwei Lagerbuchsen federnd am werkzeugaufnahmefesten Tragkörper ab. Druckfedern sind zwischen den Lagerbuchsen und dem Tragkörper angeordnet. Derartige Druckfedern führen zu einer definierten federnden Abstützung des Schneid-Rollenkörpers.
  • Ein Überstand des Schneidmessers nach Anspruch 2 hat sich für die meisten derzeitigen Folienschneidaufgaben als ausreichend herausgestellt. Schneidmesser mit einem derartigen Überstand können hergestellt werden, in dem der Schneid-Rollenkörper entsprechend spanend bearbeitet wird. Der Schneid-Rollenkörper mit dem Schneidmesser wird in diesem Fall aus dem Vollen in einem Stück hergestellt.
  • Eine Führung nach Anspruch 3 führt zu einer definierten federnden Abstützung des Schneid-Rollenkörpers.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schneidvorrichtung zu schaffen, mit der auf Werkstücken aufgebrachte Folien längs beliebiger Konturen ausgeschnitten werden können.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Schneidvorrichtung nach Anspruch 4.
  • Die Vorteile der Schneidvorrichtung entsprechen denjenigen, die vorstehend schon im Bezug auf das Rollenwerkzeug angesprochen wurden.
  • Ausführungsbeispiele von Rollenwerkzeugen werden nachfolgend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
    • Fig. 1
    einen vertikalen Längsschnitt durch ein nicht erfinderisches Rollenwerkzeug, wobei eine Drehachse eines Schneid-Rollenkörpers in der Schnittebene liegt;
    Fig. 2
    eine Ausschnittsvergrößerung aus Fig. 1 im Bereich eines Schneid- messers des Schneid-Rollenkörpers;
    Fig. 3
    einen Schnitt durch ein Werkstück in Form eines Blechs, auf dem eine nicht dargestellte Folie aufgebracht ist, die mit dem Rollen- werkzeug geschnitten werden soll;
    Fig. 4
    einen vertikalen Längsschnitt durch einen Gegenkörper mitsamt dessen Federlagerung zur Ergänzung des Rollenwerkzeugs;
    Fig. 5
    einen zu Fig. 1 ähnlichen vertikalen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßiges Rollenwerkzeug und einen Gegenkörper; und
    Fig.6
    eine Explosionsdarstellung des Rollenwerkzeugs nach Fig. 5.
  • Ein in Fig. 1 im Schnitt ohne einen Gegenkörper 1 (vgl. Fig. 4) dargestelltes, insgesamt mit 2 bezeichnetes Rollenwerkzeug dient zum Schneiden einer auf einem Werkstück 3 aufgebrachten, in Fig. 3 nicht dargestellten Folie.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Rollenwerkzeug 2 hat eine Schneidrolle 4 mit einer Welle 5, die als Zylinderstift ausgeführt ist. Um die Welle 5 rollt, gelagert durch zwei axial zueinander beabstandete Nadellager 6, ein Schneid-Rollenkörper 7 mit einem mittig umlaufenden Schneidmesser 8. Letzteres ist in der Ausschnittsvergrößerung der Fig. 2 dargestellt und hat einen dreieckigen Querschnitt, wobei die beiden Schneidflanken 9 in etwa zwei Seiten eines gleichseitigen Querschnitts-Dreiecks bilden, dessen dritten Seite von der Basis des Schneidmesser-Querschnitts gebildet wird. Das Schneidmesser 8 steht über eine Mantelfläche 10 eines hohlzylindrischen Gegenkörpers 1 des Schneid-Rollenkörpers 7 mit einem Überstand h von 80 µm über. Auch andere Überstände, zum Beispiels im Bereich zwischen 50 und 100 µm sind möglich.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Rollenwerkzeug 2 steht mit einem nicht dargestellten Antrieb in Verbindung, mit dessen Hilfe ein Verschwenken bzw. Verdrehen des in Fig. 1 dargestellten Rollenwerkzeugs 2 um eine Schwenk- bzw. Drehachse 12 möglich ist. Die Schwenkachse 12 steht senkrecht auf einer in Fig. 3 oberen Schneid- bzw. Bearbeitungsebene 13, also senkrecht auf der zu schneidenden, auf dem Werkstück 3 aufgebrachten Folie.
  • Beim Folienschneiden ist das Werkstück 3 zwischen der Schneidrolle 4 und dem Gegenkörper 1 angeordnet. Der Gegenkörper 1 ist senkrecht zur Schneidebene 13 federnd gelagert. Hierzu stützt sich der Gegenkörper 1 federnd an einem maschinenrahmenfesten und in Fig. 4 unten dargestellten Stützkörper 14 ab. Zu diesem Zweck ist zwischen dem Gegenkörper 1 und dem Stützkörper 14 eine Mehrzahl, bei der dargestellten Ausführungsform insgesamt acht, von Druckfedern 15 angeordnet. Sowohl die gegenkörperseitigen Enden der Druckfedern 15 als auch die stützkörperseitigen Enden stützen sich in Sackbohrungen 16 des Gegenkörpers 1 einerseits und in Sackbohrungen 17 des Stützkörpers 14 andererseits ab. Die Sackbohrungen 16 im Gegenkörper 1 sind dabei tiefer ausgeführt als die Sackbohrungen 17 im Stützkörper 14. Das Federspiel des Gegenkörpers 1 beträgt 0,5 mm.
  • In Fig. 4 von oben her gesehen ist der Gegenkörper 1 rund, hat also eine insgesamt scheibenförmige Gestalt. Der Stützkörper 14 ist in etwa tellerförmig und ebenfalls rund. Am Stützkörper 14 ist in Fig. 4 oben ein Haltering 18 angeflanscht. Letzterer hat einen inneren Umfangsvorsprung 19. Dieser hintergreift den Gegenkörper 1, wobei der Umfangsvorsprung 19 in eine hierzu komplementär geformte Umfangs-Ringnut 20 eingreift.
  • Der Gegenkörper 1 mit dem Stützkörper 14 und dem Haltering 18 ist hydraulisch in einen nicht dargestellten Maschinenrahmen geklemmt.
  • Die auf dem Werkstück 3 aufgebrachte Folie wird mit dem Rollenwerkzeug 2 folgendermaßen geschnitten: Zunächst wird das Werkstück 3 auf dem Gegenkörper 1 fixiert. Die auf dem Werkstück 3 aufgebrachte Folie ist in dieser fixierten Stellung der Schneidrolle 4 zugewandt. Anschließend wird die Schneidrolle 4 hydraulisch auf das Werkstück 3 abgesenkt. Dieses Absenken geschieht mindestens soweit, bis das Schneidmesser 8 die auf dem Werkstück 3 aufgebrachte Folie vollständig durchdrungen hat. In der Regel wird die Schneidrolle 4 noch etwas weiter abgesenkt, so dass die Schneidenspitze des Schneidmessers 8 auf das Werkstück 3 drückt und letzteres mitsamt dem Gegenkörper 1 gegen die Vorspannung der Druckfedern 15 zum Stützkörper 14 hin verlagert.
  • Anschließend wird das Rollenwerkzeug 2 mit Hilfe des nicht dargestellten Antriebs relativ zum Werkstück längs der gewünschten Folienschneidkontur verlagert. Das Schneidmesser 8 rollt dabei auf dem Werkstück 3 ab und durchschneidet die Folie längs der gewünschten Schneidkontur.
  • Der Schneidvorgang verläuft längs einer geschlossenen Schneidkontur. Sobald diese geschlossene Schneidkontur fertiggestellt ist, wird die Schneidrolle 4 vom Werkstück 3 abgehoben. Die ausgeschnittene Folienkontur kann dann vom Werkstück 3 abgezogen werden. Dort, wo nach dem Abziehen die Folie nicht mehr vorhanden ist, kann das Werkstück 3 sodann anderweitig bearbeitet, zum Beispiel gestanzt oder geprägt werden.
  • Fig. 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform eines insgesamt mit 21 bezeichneten Rollenwerkzeugs. Komponenten des Rollenwerkzeugs 21, die denjenigen entsprechen, die vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 1 bis 4 schon erläutert wurden, werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert.
  • Beim Rollenwerkzeug 21 ist nicht ein Gegenkörper 22, sondern das Rollenwerkzeug 21 selbst gefedert. Hierzu weist das Rollenwerkzeug 21 einen Tragkörper 23 auf, der fest mit einer Werkzeugaufnahme verbunden wird. Zusätzlich hat das Rollenwerkzeug 21 noch zwei Lagerbuchsen 24, 25, die ein Axial-/Radiallager für die beiden Endabschnitte der Welle 5 darstellen.
  • Der Schneid-Rollenkörper 7 ist zwischen den Lagerbuchsen 24, 25 angeordnet.
  • Zwischen den Lagerbuchsen 24, 25 und dem Tragkörper 23 stützen sich Druckfedern 26 ab, deren Funktion derjenigen der Druckfedern 15 der Ausführung nach den Fig. 1 bis 4 entspricht. Eine Federbewegung der Lagerbuchsen 24, 25 parallel zur Schwenkachse 12 ist geführt über gegenüberliegende, einstückig mit den Lagerbuchsen 24, 25 verbundene Nasen 27, die in hierzu komplementäre Führungsnuten 28 des Tragkörpers 23 eingreifen.
  • Zusammengehalten wird das Rollenwerkzeug 21 durch einen rechteckigen Montagerahmen 29, der ein Fenster 30 zum Durchtritt eines unteren Abschnitts des Schneid-Rollenkörpers 7 aufweist. Vier im Bereich der Ecken des Montagerahmens 29 angeordnete Bohrungen 31 dienen zur Aufnahme nicht dargestellter Montageschrauben, die in entsprechende Sackbohrungen im Tragkörper 23, die ebenfalls nicht dargestellt sind, beim Montieren des Rollenwerkzeugs 21 eingeschraubt werden.
  • Zur Ausrichtung des Rollenwerkzeugs 21 relativ zur Werkzeugaufnahme dient ein Ausrichtkeil 32, der mittels einer Schraube 33 in Fig. 5 von oben her mit dem Tragkörper 23 verbunden wird.
  • Beim Schneiden einer Folie drückt die Schneidenspitze des Schneidmessers 8 über das Werkstück 3 gegen den Gegenkörper 22, sodass der Schneid-Rollenkörper 7 mitsamt den Lagerbuchsen 24, 25 gegen die Vorspannung der Druckfedern 15 zum Tragkörper 23 hin verlagert werden.

Claims (4)

  1. Rollenwerkzeug (2; 21) zum Schneiden einer auf einem Werkstück (3) aufgebrachten Folie
    - mit einer Schneidrolle (4) mit einer Welle (5) und einem um diese rollenden Schneid-Rollenkörper (7) mit einem umlaufenden Schneidmesser (8),
    - wobei die Schneidrolle (4) relativ zum Werkstück (3) zum Folienschneiden in einer Schneidebene (13) linienhaft führbar ist,
    - mit einem Gegenkörper (1), wobei das Werkstück (3) beim Folienschneiden zwischen der Schneidrolle (4) und dem Gegenkörper (1) angeordnet ist,
    - wobei der Schneid-Rollenkörper (7) und der Gegenkörper (1) relativ zueinander bezüglich einer Bewegungsrichtung senkrecht zur Schneidebene (13) federnd gelagert sind,
    - wobei der Federhub und die Federkraft der federnden Lagerung so vorgegeben sind, dass ein Schneidhub der Schneidrolle (4) größer als die Stärke der zu schneidenden Folie vorgebbar ist, und
    - wobei der Schneid-Rollenkörper (7) senkrecht zur Schneidebene (13) federnd gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
    - sich der Schneid-Rollenkörper (7) über zwei Lagerbuchsen (24, 25) federnd an einem werkzeugaufnahmefesten Tragkörper (23) abstützt, wobei Druckfedern (26) zwischen den Lagerbuchsen (24, 25) und dem Tragkörper (23) angeordnet sind.
  2. Rollenwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidmesser (8) über eine Mantelfläche (10) eines zylindrischen Grundkörpers (11) des Schneid-Rollenkörpers (7) mit einem Überstand (h) zwischen 50 und 100 µm, insbesondere mit einem Überstand von 80 µm, übersteht.
  3. Rollenwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federbewegung der Lagerbuchse (24, 25) relativ zum Tragkörper (23) über eine Nutführung (27, 28) geführt ist.
  4. Schneidvorrichtung
    - mit einem Rollenwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    - mit einem Rollenwerkzeug-Halter,
    - mit einem Antrieb zum Verschwenken des Rollenwerkzeug-Halters um eine Achse (12) senkrecht zur Schneidebene (13).
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