DE19643311C1

DE19643311C1 - Vorrichtung und Verfahren zum Halten und Bearbeiten von stab- oder rohrförmigen Werkstücken

Info

Publication number: DE19643311C1
Application number: DE1996143311
Authority: DE
Inventors: Ulf Dipl Ing Mareinkowski
Original assignee: CONRAD APPARATEBAU GmbH
Current assignee: CONRAD APPARATEBAU GmbH
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1996-10-21
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2016-10-22

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten von stab- oder rohrförmigen Werkstücken nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von stab- oder rohrförmigen Werkstücken nach Anspruch 14.

Werkstücke mit großen Längenausdehnungen, wie z. B. Rohre und Stäbe aus Glas, Keramik oder Metall, müssen bei der Weiterverarbeitung oft schneidend oder schleifend bear beitet werden. Ein häufig vorkommender Arbeitsgang ist das Zuschneiden derartiger Werkstücke auf bestimmte Längen mittels einer rotierenden Trennscheibe. Dabei treten die gegensätzlichen Forderungen auf, daß die Bearbeitung einerseits schnell, andererseits aber genau und sauber erfolgen muß. Erfolgt z. B. das Abschneiden mit einer Trennscheibe zu schnell, so entstehen insbesondere zu Beginn und am Ende des Schneidvorgangs Ausbrüche oder es verbleiben Reststege, die eine aufwendige Nachbear beitung erforderlich machen.

Weitere Probleme entstehen durch das Halten der Werk stücke während der Bearbeitung. Es ist bereits bekannt, mehrere Werkstücke entlang einer Bogenlinie in Form eines Teilkreises nebeneinander anzuordnen und mit einer Trennscheibe abzuschneiden, deren Durchmesser etwa der gleiche ist wie der des Teilkreises, so daß sämtliche Werkstücke im wesentlichen gleichzeitig durchschnitten werden (FR-PS 2164090). Die AT-PS 288233 zeigt eine Halterung mit in gleichen Abständen angeordneten Ausnehmungen zur Aufnahme der Werkstücke sowie eine Spannvorrichtung zum Festlegen der Werkstücke, wobei diese jedoch auf einer geraden Linie nebeneinander angeordnet sind. Aus der US-PS 4643408 und der US-PS 4813657 sind ferner elastisch sich anlegende lösbare Spannteile bekannt, die mit einem Fluid beaufschlagt werden können.

Es sind ferner Verfahren zum Bearbeiten von stab- oder rohrförmigen Werkstücken bekannt, bei denen das Werkzeug und die Werkstücke relativ zueinander bewegt werden und die Bewegungsgeschwindigkeit der Werkstücke und des Werk zeuges gegeneinander und/oder die Umlaufgeschwindigkeit der Werkzeuges entsprechend dem Bearbeitungsfortschritt gesteuert bzw. geregelt werden, vgl. die DE 94 21 744 U1 sowie den Aufsatz K. Heiermann: Numerische Vorschubsteu erung an Sägeautomaten, Technische Rundschau 40/84, Seiten 22 bis 27.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zum Halten von stab- oder rohrförmigen Werkstücken zu schaffen, mit der mehrere Werkstücke, auch solche mit unterschiedlichen Durchmessern oder Querschnitten, zuver lässig festgelegt und gleichzeitig bearbeitet werden kön nen. Ferner soll ein Verfahren geschaffen werden, mit welchem stab- oder rohrförmigen Werkstücke gleichzeitig genau und schnell bearbeitet werden können.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 14 gelöst. Die weiteren Ansprüche haben besonders vor teilhafte Ausgestaltungen zum Gegenstand.

Der erfindungsgemäß vorgesehene Block aus einem festen Material gewährleistet zusammen mit der sich elastisch anlegenden Spannvorrichtung eine sichere Halterung der Werkstücke in den Ausnehmungen, ohne daß zusätzliche Auflagen zur Erhöhung der Rutschsicherheit erforderlich sind. Die Werkstücke werden dabei in einer vorgegebenen Lage derart gegenüber dem Werkzeug festgelegt, daß die Bearbeitungsbedingungen für alle Werkstücke im wesent lichen gleich sind.

Als Material für den die Halterung bildenden Block hat sich PVC (Polyvinylchlorid) bewährt. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise im Querschnitt winkelförmig, z. B. rechtwinklig.

Die Spannvorrichtung besteht in einer bevorzugten Aus führungsform aus einem Schlauch, der durch ein einge leitetes Fluid wie z. B. Luft aufgebläht wird. Eine beson ders sichere Halterung wird dabei dadurch erreicht, daß die Spannvorrichtung ähnlich wie ein Fahrzeugreifen doppelwandig aus einem dichten, dehnbaren Innenschlauch und einem diesen umgebenden Mantel aus festerem Material besteht.

Der die Halterung bildende Block kann auswechselbar aus gebildet sein, um die Vorrichtung auch an größere Unter schiede in den Durchmessern der Werkstücke anpassen zu können.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, durch die Anpassung der Relativgeschwindigkeit zwischen den Werk stücken und dem Werkzeug und der Umlaufgeschwindigkeit des Werkzeugs den Bearbeitungsvorgang den jeweiligen Verhältnissen entsprechend zu beeinflussen. Das Entstehen von Ausschuß infolge ungenauer Bearbeitung läßt sich auf diese Weise deutlich herabsetzen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu tert. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Schneidvorgangs mit einer Trennscheibe,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Halterung mit Spann vorrichtung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Halterung mit Spann vorrichtung,

Fig. 5 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines möglichen Bewegungsablaufs beim Trennen von Werkstücken nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Grundgestell 10 mit einer darauf angeordneten Einrichtung zum Abschneiden vorgegebener Längen von stab- oder rohrförmigen Werkstücken 12 mittels einer rotierenden Trennscheibe 14. Bei den Werkstücken kann es sich dabei um Rohre oder Stäbe aus Glas oder Keramik handeln, wie sie im Apparatebau vielfach verarbeitet werden.

Wie die schematische Darstellung der Fig. 2 erkennen läßt, sind die Rohre 12 nebeneinanderliegend entlang eines Teilkreisbogens angeordnet, dessen Durchmesser dem der Trennscheibe 14 entspricht. Wird die Trennscheibe in der mit V bezeichneten Vorschubrichtung nach unten be wegt, so kommt sie im wesentlichen zeitgleich mit allen Rohren 12 in Kontakt und trennt die vorstehenden Enden ab. Dadurch ist es möglich, die Rohre parallel unter gleichen Bedingungen hinsichtlich der Vorschub- und Schneidgeschwindigkeit zu bearbeiten.

Ein besonders kritischer Punkt bei einem derartigen Schneidvorgang ist der bei R angedeutete sog. Reststeg, der kurz vor dem endgültigen Abtrennen vorhanden ist und bei dem die Gefahr des Ausbrechens besteht. Diese Gefahr kann durch eine geeignete Verfahrensführung vermieden werden, so daß die erhaltenen Schnitte über den gesamten Querschnitt glatt und eben sind und keiner Nachbearbei tung bedürfen.

Die Haltevorrichtung für die Rohre 12 besteht aus einem prismatischen Block 32 aus PVC und einer Spanneinrichtung mit einem aufblasbaren Schlauch 45 und einer Schlauchhal terung 20.

Der Block 32 hat an seiner Oberseite eine bogenförmige Vertiefung, in die winkelförmige Ausnehmungen 34 zur Aufnahme der Rohre 12 eingearbeitet sind. In Fig. 3 sind neun derartige Ausnehmungen dargestellt.

Die Schlauchhalterung 20 besteht aus einer Spannbrücke 24 und einem im Querschnitt segmentförmigen Einsatz 31, durch welchen der Schlauch in eine in die bogenförmigen Vertie fung des Blocks 32 passende Krümmung gebracht wird.

Der Schlauch 45 ist doppelwandig ausgebildet und besitzt, ähnlich wie der Reifen eines Fahrrads, einen dehnbaren Innenschlauch 48 aus Latex und einen Mantel 47 aus Gummi. Der Innenschlauch ist mit einem Druckluftanschluß 50 ver bunden.

Zum Abschneiden oder sonstigen Bearbeiten werden bei drucklosem Schlauch 45 die Rohre 12 in die Ausnehmungen 34 eingelegt. Danach wird der Schlauch mit Druckluft von 2 bis 6 bar beaufschlagt, wodurch er sich in die bei 46 angedeutete Form aufbläht und die Rohre 12 unverrückbar in den Ausnehmungen 34 festlegt. Anschließend können die Rohre 12 durch Abwärtsbewegung der Trennscheibe 14 nach einem vorgegebenen Programm abgetrennt werden.

Die Fixierung der Rohre 12 in den Ausnehmungen 34 durch den Schlauch 45 ermöglicht es, wie in Fig. 3 angedeutet, Rohre 12 mit unterschiedlichen Durchmessern nebenein ander in der Halterung aufzunehmen und zu bearbeiten, da der elastische Schlauch Durchmesserunterschiede bis zu einem bestimmten Maß ausgleichen kann. Für den Fall, daß Werkstückchargen mit erheblich abweichenden Durchmessern oder Querschnittsformen bearbeitet werden sollen, kann der Block 32 gegen einen anderen ausgetauscht werden, der in Form und/oder Anzahl der Ausnehmungen an die Quer schnitte der Werkstücke angepaßt ist. In der Praxis können z. B. Rohre mit Durchmessern von 5 bis 15 mm und von 15 bis 40 mm jeweils mit ein und demselben Spann system gehalten werden.

Desgleichen ist auch der Abstand zwischen der bogen förmigen Werkstückhalterung und der Schlauchhalterung einstellbar.

Fig. 5 zeigt schematisch eine mögliche Verfahrensführung zum Abtrennen von rohrförmigen Werkstücken. V bezeichnet dabei die Vorschubgeschwindigkeit der Trennscheibe 14. Diese wird mit einer anfänglichen, relativ niedrigen Vorschubgeschwindigkeit V_V1 gegen die Werkstücke 12 geführt, um im Zeitpunkt A mit dem Schneiden zu beginnen. Die Vorschubgeschwindigkeit wird dann kontinuierlich er höht, bis sie im Zeitpunkt B die optimale Geschwindigkeit V_V2 erreicht hat. Ab dem Zeitpunkt C wird die Vorschub geschwindigkeit wieder zurückgenommen, um den Reststeg mit der niedrigeren Geschwindigkeit V_V3 sauber abzu trennen.

In ähnlicher Weise kann auch die Rotationsgeschwindigkeit V_S (Fig. 2) der Trennscheibe 14 variiert und den jeweils gegeben Verhältnissen angepaßt werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Halten von stab- oder rohrförmigen Werkstücken (12) während der Bearbeitung mittels eines umlaufenden, scheibenförmigen Werkzeugs (14), mit einer als Block (32) ausgebildeten Halterung, an der in gleichen Abständen angeordnete Ausnehmungen (34) zur Aufnahme mehrerer Werkstücke nebeneinander entlang einer Bogenlinie, deren Durchmesser annähernd dem Durchmesser des Werkzeugs entspricht, ausgebildet sind, und mit einer der offenen Seite der Ausnehmungen zugeordneten, zum Festlegen der Werkstücke in der Halterung dienenden Spannvorrichtung (20, 45), die ein sich elastisch an die Werkstücke anlegendes Spannteil (45) lösbar aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Halterung bildende Block (32) aus PVC be steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ausnehmungen (34) im Querschnitt winkelförmig sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (20, 45) als ein mit einem Fluid zu beaufschlagender Hohlkörper aus einem elastischen Material ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung als ein elastisch aufblähbarer Schlauch (45) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (45) in einer Schlauchhalterung (24, 25) mit einer Krümmung festgelegt ist, die der Krümmung der Halterung für die Werkstücke entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Schlauch (45) doppelwandig ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch aus einem Innenschlauch (48) aus fluid dichtem, weichem und dehnbarem Material zum Beaufschlagen mit dem Fluid und aus einem äußeren Mantel (47) aus festem Material besteht.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Hohlkörper bzw. in den Schlauch (45) einzuleitende Fluid Luft ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung für die Werkstücke und die Spannvorrichtung in ihrem gegenseiten Abstand ein stellbar sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da durch gekennzeichnet, daß die Halterung (32) für die Werkstücke zur Anpassung an verschiedene Werkstück durchmesserbereiche auswechselbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine Trennscheibe (14) ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine Schleif scheibe ist.

14. Verfahren zum Bearbeiten von stab- oder rohrförmigen Werkstücken, gehalten in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Bewegungsgeschwindigkeit der Werkstücke (12) und des Werkzeugs (45) und/oder die Umlaufgeschwindigkeit des Werkzeugs entsprechend dem Bearbeitungsfortschritt gesteuert bzw. geregelt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Werkstücke mit unterschiedlichen Durchmessern neben einander angeordnet und gleichzeitig bearbeitet werden.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn zeichnet, daß als Werkstücke (12) Stäbe oder Rohre aus Glas oder Keramikmaterial bearbeitet werden.

17. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn zeichnet, daß als Werkstücke Stäbe oder Rohre aus Metall bearbeitet werden.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zu Beginn des Trennvor gangs die Trennscheibe langsam gegen die Werkstücke bewegt wird, die Bewegungsgeschwindigkeit mit fort schreitendem Trennvorgang erhöht und zum Abschluß des Trennvorgangs wieder herabgesetzt wird.