DE4439047C2

DE4439047C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen eines Profils während des kontinuierlich in Richtung der Profilachse bewegten Profils

Info

Publication number: DE4439047C2
Application number: DE19944439047
Authority: DE
Original assignee: ZEHL HANS JOACHIM
Current assignee: ZEHL HANS JOACHIM
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1994-11-02
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2014-11-03
Also published as: DE4439047A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen eines Profils während des kontinuierlich in Richtung der Profilachse bewegten Profils nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Trennen eines Profils während des kontinuierlich in Richtung der Profilachse bewegten Profils nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4. Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus DE 26 22 584 A1 bekannt. Dieser bekannte Gegenstand ist dafür vor gesehen, eine gratarme Schnittfläche beim Trennen auch mit hoher Schnittleistung ohne Umrüsten für unterschiedliche Profilquer schnittabmessungen zu ermöglichen. Hierzu sind beim bekannten Gegenstand Maßnahmen zum Spannen und Trennen gegeben. Maßnahmen in Richtung auf eine Nachbearbeitung sind nicht angeregt. Ferner sind beim bekannten Gegenstand zwar die Trennwerkzeuge schwenk zustellbar vorgesehen, jedoch geht keine Anregung in Richtung auf das Profil umlaufende Trennwerkzeuge hervor.

Mit der Vorrichtung nach DE 42 17 182 A1 wird eine längsverfahrba re Einheit vorgestellt, die mit nicht angetriebenen Scheiben messern bestückt ist.

Die Rohrtrenneinrichtung nach DE 25 03 426 B2 ist für Montagezwec ke vorgesehen, wobei das Trennwerkzeug um das Werkstück manuell bewegt wird und eine regelbare Zustellung nicht vorgesehen ist. Der Gehrungsschneider nach DE 93 18 593 U1 ist zum Schneiden von Rohrbogensegmenten vorgesehen.

In der Vorrichtung nach DE 26 18 044 B2 ist nur ein angetriebenes Werkzeug vorgesehen.

Diesen Gegenständen ist allen gemeinsam, daß sie nicht für das Trennen von kontinuierlich bewegtem Profil vorgesehen sind und eine gleichzeitige Nachbearbeitung mit zusätzlichen Werkzeugen nicht anregen. Somit geht aus den vorgenannten Druckschriften keine Anregung hervor, die gleichzeitig eine hohe Schnittlei stung und Bearbeitungsqualität sowie einen zur Profilachse ge neigten Trennschnitt bei kontinuierlich bewegtem Profil ermög lichen.

Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe unter Beibehaltung der Vorteile zugrunde, bei einem Verfahren bzw. bei einer Vorrich tung der eingangs genannten Art die Schnittleistung zu steigern und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, die varia bel einsetzbar sind und auch eine hohe Bearbeitungsqualität ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei einer Vorrichtung wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 4 gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei Anspruch 2 die Nachbearbeitung weiterbil det und Anspruch 3 die Regelung der Werkzeuge weiterbildet. Zweckmäßige Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 5 und 6, welche die Spannvorrichtung ausgestalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dar gestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Ansicht einer Trennvorrichtung mit Stützrollenlage rung und ohne Profilspannvorrichtung

Fig. 2 Seitenansicht / Schnitt einer Trennvorrichtung mit Hohlwellenlagerung

Fig. 3 Seitenansicht einer Trennvorrichtung

Fig. 4 Trennvorrichtung - geschwenkt zur Werkstückachse

Fig. 5a Darstellung der konzentrischen Werkzeugbahn

Fig. 5b Darstellung der abstandskonstanten Werkzeugbahn

Fig. 6 Seitenansicht/Schnitt einer Trennvorrichtung mit innenliegender Profilspannvorrichtung

Fig. 7 Ansicht einer Trennvorrichtung mit gespanntem Werkstück

Fig. 8 Profilspannvorrichtung mit konzentrischer Anstel lung der Spannbacken

Fig. 9 Profilspannvorrichtung mit paarweiser symmetrischer Anstellung der Spannbacken

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt den Tragflansch 1, der in Stützrollen 2 gelagert ist und von dem Flanschan trieb 3 über einen Riemen 4 angetrieben wird. Die Trenn werkzeugstationen 5 und 6 werden von einem Trennwerkzeugan trieb 7, die Nachbearbeitungswerkzeugstation 8 von dem Nachbearbeitungswerkzeugantrieb 9 angetrieben. Die Zustellung der Trennwerkzeuge 10 zum Werkstück 11 erfolgt über Schwenk antriebe 12 mit Schnecke 13 und Schneckenrad 14. Die Zu stellung des Nachbearbeitungswerkzeugs 18 erfolgt über Schwenkantrieb 19 mit Schnecke 20 und Schneckenrad 21. Die Trenneinheit 15 ist um die Achse 16 gegen die Grundplatte 17 schwenkbar.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind nur eine Trenn werkzeugstation und eine Nachbearbeitungswerkzeugstation wegen der besseren Übersichtlichkeit dargestellt. Der Tragflansch 1 ist mit einer Hohlwelle 22 verbunden. Die Hohlwelle 22 ist in den Lagern 23 gelagert. Über den Flanschantrieb 3 und den formschlüssigen Riemen 4 wird der Tragflansch 1 in Rotation versetzt. Die Trennwerkzeugstation 5 und die Nachbearbeitungs werkzeugstation 8 werden von Antrieben (hier nicht dargestellt siehe Fig. 7) angetrieben. Der Antrieb erfolgt über Riemen scheiben 24 und 25, wobei die Riemenscheibe 24 auf der Hohlwelle 22 gelagert ist und die Riemenscheibe 25 auf der Riemenscheibe 24. Damit wird eine Trennung der unterschied lichen Drehzahlen von Tragflansch und Werkzeugen erreicht. Über Riemen 26 werden die Zwischenwellen 27 angetrieben. Das Trennwerkzeug 10 in der Trennwerkzeugstation 5 und das Nach bearbeitungswerkzeug 18 in der Nachbearbeitungswerkzeug station 8 werden über Riemen 28 angetrieben. Durch dieses Prinzip können die Drehzahlbereiche der einzelnen Stationen ein fach den Trennaufgaben und Nachbearbeitungsaufgaben angepaßt werden. Die Zwischenwellen 27 sind in den Hohlwellen 29 und 30 gelagert. Auf der Hohlwelle 29 der Trennwerkzeugstation 5 ist das Schneckenrad 14 angeordnet, das vom Schwenkantrieb 12 (Fig. 1) angetrieben wird. Auf der Hohlwelle 30 der Nachbearbeitungswerkzeugstation 8 ist das Schneckenrad 21 angeordnet, das vom Schwenkantrieb 19 (Fig. 1) angetrieben wird. Der Schwenkarm 31 ist an der Hohlwelle 29 ange flanscht. Der Schwenkarm 32 ist an der Hohlwelle 30 ange flanscht. Jede Hohlwelle ist in einem Flansch 33 gelagert. Diese Flansche sind mit dem Tragflansch 1 verbunden. Die Schwenkantriebe 12 und 19 (Fig. 1) werden über Schleif ringe 34 mit Energie versorgt; ebenso werden die Positionsge ber, Endschalter und Sensoren (hier nicht dargestellt) über die Schleifringe 34 mit der Steuerung verbunden. Die Trenneinheit 15 kann über die Achse 16 gegen die Grundplatte 17 ge schwenkt werden, wobei die Achse 16 in der Trennebene liegt. Die Profilspannvorrichtung 37 ist in diesem Ausführungsbei spiel nach dem Spannzangenprinzip ausgebildet. Die Spannzange 80 kann über das Stellelement 81 betätigt werden. Die Pro filspannvorrichtung 37 kann auf der Führung 38 verschoben und fixiert werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zeigt den Tragflansch 1, der mit der Hohlwelle 22 verbunden und in den Lagern 39 und 40 gelagert ist. Die Trennwerkzeugstation 41 (hier nur eine aus Gründen der Übersichtlichkeit dargestellt) und die Nachbearbeitungswerkzeugstation 42 sind auf den Schlitten 43 montiert. Die Stationen haben einen eigenen Antrieb 44, ebenso werden die Schlitten 43 von Antrieben mit Wegemeßsystem 45 einzeln angetrieben. Die Verbindung dieser Komponenten mit der Steuerung erfolgt über Schleifringe 34. Die Trenneinheit ist um die Achse 16 schwenkbar und kann über den Antrieb mit Wege meßsystem 46 gegenüber dem Werkstück 11 verfahren werden. Das Werkstück 11 ist in der Profilspannvorrichtung 37 ge spannt und in der Werkstückführung 47 geführt. Die Profil spannvorrichtung 37 und die Werkstückführung 47 sind auf den Führungen 38 verschiebbar und können fixiert werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zeigt den Tragflansch 1, der innerhalb eines Ringes 48 angeordnet und mit diesem verbunden ist. Der Ring ist in den Lagern 49 gelagert und wird über einen Riemen 4 angetrieben. Auf dem Tragflansch 1 ist der Trennwerkzeugantrieb 7 angeordnet (die Kraftübertragung ist in Fig. 1 dargestellt). Die Position des Schwenkarms 31 (hier nur einer aus Gründen der Übersichtlichkeit darge stellt) wird über das Meßsystem 50 erfaßt. Die Elektrokompo nenten auf dem Tragflansch sind über Schleifringe 34 mit der Steuerung verbunden.

In Fig. 5a ist die Trennwerkzeugbahn 51 in konzentrischem Abstand zur Rotationsachse 52 des Tragflansches dargestellt und macht anschaulich, wie sich die Eintauchtiefe 53 während eines Umlaufs des Trennwerkzeugs um das Werkstück verändert.

Die Fig. 5b zeigt die Trennwerkzeugbahn 51 in konstantem Abstand zur Werkstückoberfläche 54 und verdeutlicht, daß sich die Eintauchtiefe 53 während eines Umlaufs eines Trennwerkzeu ges bei Einsatz einer Bahnsteuerung nicht verändert, abgesehen von Werkzeugabnutzung und Genauigkeit der Regelung.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 zeigt die Profilspann vorrichtung 82 mit dem Werkstück 11, das in einer Führung 55 aufgenommen ist. Die Einspannung des Werkstücks 11 er folgt nach dem Spannzangenprinzip, wobei die Abstützung des Gegenstücks 56 am Tragflansch 1 über ein Lager 57 erfolgt. Damit wird eine Trennung der Drehbewegung des Tragflansches von der räumlich starren Profilspannvorrichtung 82 erreicht. Das Spannen und Lösen der Profilspannvorrichtung 82 erfolgt durch einen Zylinder 58.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 zeigt ein dünnwandiges asymmetrisches Profil 59, das in einer zweiteiligen Profil spannvorrichtung Oberteil 60 und Unterteil 61 gespannt ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist nach dem gleichen Prinzip der Profilspannvorrichtung 82 ausgeführt, wie in Fig. 6 darge stellt.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 zeigt eine konzentrisch spannende Profilspannvorrichtung 35 mit 6 Spannarmen 63, wie sie für große Abmessungsunterschiede erfindungsgemäß eingesetzt werden kann. Jeder Spannarm 63 ist in einem Drehpunkt 64 in der Grundplatte 62 gelagert. Die Spannarme 63 werden im Aug punkt 65 mit Laschen 66 verbunden. An einem Augpunkt 65 (oder einem Anlenkpunkt an einer Lasche) greift eine Kolbenstan ge 67 des Zylinders 68 an. Der Zylinder 68 öffnet und schließt die Profilspannvorrichtung 35. Dieses Prinzip kann auch mit geänderter Anzahl von Spannarmen ausgeführt werden. In der Seitenansicht ist dargestellt, daß die Spannarme 63 L-förmig ausgebildet sein können. Durch auswechselbare Spannbac ken 69 an den Spannarmen 63 kann die Profilspannvorrichtung 35 der Spannaufgabe angepaßt werden.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 zeigt eine Profilspann vorrichtung 36 mit paarweise betätigten Spannarmen, wie sie erfindungsgemäß eingesetzt werden kann. Die Spannarme 71 und 72 werden in einer Grundplatte 70 geführt und über Hebel 73 konzentrisch angestellt. Die Hebel können in Gleitsteinen 74 geführt werden und mittels Handrad 75, Mutter 76 und Spindel 77 verstellt werden. In der anderen Spannebene ist die Verstellung der Spannarme mit einem Hubelement 78 dargestellt. In der Seitenansicht ist erkennbar, daß die Spannarme 71 L-förmig ausgeführt werden können. Durch auswechselbare Spann backen 79 kann die Profilspannvorrichtung der Spannaufgabe angepaßt werden.

Bezugszeichenliste

1

Tragflansch

2

Stützrollen

3

Flanschantrieb

4

Riemen

5

Trennwerkzeugstation

6

Trennwerkzeugstation

7

Trennwerkzeugantrieb

8

Nachbearbeitungswerkzeugstation

9

Nachbearbeitungswerkzeugantrieb

10

Trennwerkzeug

11

Werkstück

12

Schwenkantrieb

13

Schnecke

14

Schneckenrad

15

Trenneinheit

16

Achse

17

Grundplatte

18

Nachbearbeitungswerkzeug

19

Schwenkantrieb

20

Schnecke

21

Schneckenrad

22

Hohlwelle

23

Lager

24

Riemenscheibe

25

Riemenscheibe

26

Riemen

27

Zwischenwelle

28

Riemen

29

Hohlwelle

30

Hohlwelle

31

Schwenkarm

32

Schwenkarm

33

Flansch

34

Schleifringe

35

Profilspannvorrichtung

36

Profilspannvorrichtung

37

Profilspannvorrichtung

38

Führung

39

Lager

40

Lager

41

Trennwerkzeugstation

42

Nachbearbeitungswerkzeugstation

43

Schlitten

44

Antrieb

45

Antrieb mit Wegemeßsystem

46

Antrieb mit Wegemeßsystem

47

Werkstückführung

48

Ring

49

Lager

50

Meßsystem

51

Trennwerkzeugbahn

52

Rotationsachse

53

Eintauchtiefe

54

Werkstückoberfläche

55

Führung

56

Gegenstück

57

Lager

58

Zylinder

59

Asymmetrisches Profil

60

Oberteil zweiteilige Profilspannvorrichtung

61

Unterteil zweiteilige Profilspannvorrichtung

62

Grundplatte

63

Spannarm

64

Drehpunkt

65

Augpunkt

66

Lasche

67

Kolbenstange

68

Zylinder

69

Spannbacke

70

Grundplatte

71

Spannarm

72

Spannarm

73

Hebel

74

Gleitstein

75

Handrad

76

Mutter

77

Spindel

78

Hubelement

79

Spannbacke

80

Spannzange

81

Stellelement

82

Profilspannvorrichtung

Claims

1. Verfahren zum Trennen eines Profils während des kontinuierlich in Richtung der Profilachse bewegten Profils, welches in einer Profilaufnahme in einer Spannebene eingespannt und in einer Trennebene zur Profilachse mit mindestens zwei rotierend ange triebenen schwenkzustellbaren Trennwerkzeugen in der Trenn ebene an mindestens zwei Trennstellen getrennt wird, wobei die Trennwerkzeuge und die Profilaufnahme während des Trennens synchron mit dem Profil in Richtung der Profilachse bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Trenn schnitt die Profiloberfläche an der Trennfuge an mindestens einer Nachbearbeitungsstelle gleichzeitig nachbearbeitet wird und die Winkellage der Trennebene gegenüber der Profilachse veränderbar ist, daß die Trennwerkzeuge und mindestens ein schwenkzustellbares Nachbearbeitungswerkzeug gemeinsam das Profil umlaufen und die Umlaufgeschwindigkeit der Werkzeuge um das zu trennende Profil und die Umfangsgeschwindigkeit der Trennwerkzeuge und des mindestens einem Nachbearbeitungswerk zeugs geregelt werden und das Profil in der Spannebene an mehr als vier am Profilumfang verteilten Stellen gespannt wird und das mindestens eine Nachbearbeitungswerkzeug während des Nach bearbeitens synchron mit dem Profil in Richtung der Profil achse bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pro filoberfläche durch Bürsten, Schleifen oder spanend nachbear beitet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß während des Umlaufs der Werkzeuge um das Profil sowohl die Trennwerkzeuge als auch das mindestens eine Nachbe arbeitungswerkzeug geregelt im Abstand zur Profilachse ver stellt werden.

4. Vorrichtung zum Trennen eines Profils während des kontinuier lich in Richtung der Profilachse bewegten Profils mit einer, mit einer Grundplatte verbundenen, in einer Spannebene ange ordneten Profilspannvorrichtung, mit mindestens zwei in einer Trennebene zur Profilachse angeordneten Trennwerkzeugen, welche jeweils an einem Schwenkarm gelagert sind und die Schwenkarme an einem drehbaren und angetriebenen Tragflansch gelagert sind und der Tragflansch auf einer Grundplatte ange ordnet ist und die Grundplatte in Richtung der Profilachse verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Nachbearbeitungswerkzeug (18) an einem Schwenkarm (32) gela gert ist und der Schwenkarm (32) an einem Tragflansch (1) ge lagert ist, und der Tragflansch (1) mit einem Flanschantrieb (3) verbunden ist und einen Nachbearbeitungswerkzeugantrieb (9) aufweist und daß die Trenneinheit (15) gegenüber der Grundplatte (17) um eine Achse (16) schwenkbar gelagert ist und daß jedes Trennwerkzeug (10) und Nachbearbeitungswerkzeug (18) mit einer Regeleinrichtung verbunden sind und daß die Profilspannvorrichtungen (35; 36) mit Spannarmen (63; 72) ver sehen sind und daß an den Spannarmen (63; 72) Spannbacken (69; 79) angeordnet sind, die an dem Profil in der Spannebene an mehr als vier am Profilumfang verteilten Stellen angelegt sind.

5. Spannvorrichtung nach dem Anpruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Profilspannvorrichtung (35) mindestens vier kon zentrisch zwangsgeführte Spannbacken (69) aufweist.

6. Spannvorrichtung nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilspannvorrichtung (36) mindestens zwei paarweise zwangsgeführte Spannbacken (71) aufweist.