DE2419730C3 - Maschine zum Entfernen des Grats an gekrümmten Oberflächen - Google Patents

Description

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (10) mit dem Messer (1) und die Anpreßvorrichtung (14) in einem Gehäuse (9) eingeschlossen sind.

3. Maschine nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (9) mit der Fassung (10), dem Messer (1) und der Anpreßvorrichtung (14) quer zur Werkstücklaufrichtung in der Richtung ihrer Neigungsachse nachgiebig gelagert

4. Maschine nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung in Form einer Rolle (14) ausgeführt ist, deren Achse an einem Rahmen (15) angeordnet ist, der im Gehäuse (9) gelenkig befestigt ist, wobei die Rolle (14) an ihrer Seitenfläche eine Ringnut aufweist, deren Profil dem Profil des sich an ihr abstützenden Teils des zu bearbeitenden Werkstücks entspricht.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (14) am Rahmen (13) längs ihrer Drehachse verschiebbar angeordnet ist.

6. Maschine nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (N) des Messers (1) eine Rotationsfläche zweier Ordnung darstellt, deren Erzeugende beschrieben ist durch die Gleichungen a _r TPapnseitieen Lage des Messers und des tXuSef Werkstück. Führungsronen vorgesehen, welche vor und hinter der Fassung mit dem mI«p angeordnet sind. Diese Führungsrollen haben die Sc nSSte aufzunehmen, welche das Werkstück von der Schneidkante abzudrücken suchen Von ,hnen hängt die Genauigkeit ab, mit der der Grat abgenom^m Dalistelle der Berührung zwischen Werkstück und _c-u crnllpn in einigem Abstand von dem Angnffs-S¹S Uss ^Werkstück liegt wirken auf das WerkstiLkTm Bereich der Schneidzone Biegebeanspru-Wertcstuw π _henden Verformungen fuhren,

wdche abhängen"Ton der Größe der abstoßenden c Vollkräfte und der Entfernung zwischen Schneidöleη^ Untersfützungsstelle durch die Führungen Wenn das Werkstück in der Beanspruchungsnchtung keine große Steifigkeit aufwe.stw.ed.es be. der Stellung von Halbzeugen für Turbander oder ¥urb nenschaufeln der Fall sein kann, so kann es zu erhSen Ungenauigkeiten der Gratabnahme kommen die so weit gehen können, daß e.ne Bearbe.tung

X_K =

R_k - R₁₁ (1 - sin v) ,r, 1 j

- —" —1/1 - cos" ν cos²

^ct8 '/ -

cos λ ■ cos

⁵°

55

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine vlaschine zum Entfernen des Grats an gekrümmten Dberflächen langgestreckter bandförmiger metallischer Werkstücke mit einem ringförmigen Messer, dessen Schneidkante an der Übergangsstelle der Innenfläche £U einer Stirnfläche gebildet ist, wobei das Messer in ;iner im Maschinengestell angeordneten Fassung jrciiantrcibbar und unter einem Winkel in Vorschubrichiung des das Messer durchgreifenden Werkstücks geneigt gehalten ist. Eine solche Maschine ist aus der US-Patentschrift 20 76 062 bekannt.

Bei dieser bekannten Ausbildung sind zur Aufrechter-

Es kommt n..«u. u« bei steifen Werkstucken

Abweichungen derselben von der geraden Form also Säbelgkeit, oder Abweichungen yon der vorgegebenen Quer SnH«form dadurch zu Änderungen der Emschn tiefe des Messers und damit zur Verschlechterung der Qualität des Gratentfernens uhren, als die Erstellung der Einschnittiefe vor Beginn der Bearbeituig duSeführt wird und dann unverändert bleibt

Ähnliches gilt für eine weitere, aus der deutschen Offenlegungsschrift 20 57 765 bekannte Maschine zur Entgratung geschweißter Rohre, bei welcher die Faiung mit dem Messer rechtwink hg zur DurchziehrVhtuni des Werkstücks orientiert .st. Hier wird eine konstante Einschneideüefe des Messers ιη das Werkstück dadurch angestrebt, daß ein Gleichgewicht hergestellt wird zwischen der Andrückkraft des Messers an das Werkstück und der dem Schneidvorgang entgegenwirkenden Widerstandskraft Da jedoch die Widerstandskraft beim Schneiden nicht nur von der Breite des abzuschneidenden Grats, sondern auch von der Qualität bzw. dem Schärfezustand der Schneidkante des Messers, die sich während der Bearbeitung verändert, abhängt, kann eine zuverlässig gleichbleibende Gratentfernung nicht erreicht werden, und es besteht die Gefahr eines Einschneidens des Messers in das eigentliche Werkstückmaterial.

Bei beiden bekannten Ausbildungen ist der hohle innere Querschnitt des Messers durch eine geradlinige Erweiterung gebildet, d. h, die freie Fläche des Messers hat die Form eines Kegelstumpfes. Eine solche Messerform kann einem durch die Führungsvorrichtungen erzwungenen Einschneiden in das Material des Werkstücks keinen Widerstand entgegensetzen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter Vermeidung der beschriebenen Nachteile eine Maschine zum Entfernen des Grats an gekrümmten Oberflächen langgestreckter bandförmiger metallischer Werkstücke zu schaffen, bei der unter zuverlässiger Vermeidung eines Einschneidens in das Material de: Werkstücks eine präzise Gratentfernung möglich wird. Ausgehend von der eingangs beschriebenen Ausbildung wird zur Lösung dieser Aufgabe er!uidun_esge„.a,: vorgeschlagen, daß innerhalb des Messers mit de, Fassung eine Anpreßvorrichtung für das Werkstuck ai die Innenfläche des Messers vorgesehen ist, welch«

durch eine hyperbelförmige Erweiterung des hohlen inneren Querschnitts des Messers gebildet ist Bei einer solchen Ausbildung geschieht das Anpressen des Werkstücks an die Schneidkante auf der Höhe der Schneidzone, so daß die Einschneidetiefe des Messers zuverlässig festlegbar ist, so daß einerseits der Grat vollständig abgenommen wird und andererseits ein Einschneiden in das Grundmaterial des Werkstücks vermieden wird. Dabei wirkt die Formgebung des hohlen inneren Messerquerschnitts, der das Werkstück längs einer Linie berührt, in dem Sinne der Verhinderung eines EinSchneidens in das Grundmaterial des Werkstücks mit.

Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Ausbildung kann darin gesehen werden, daß Messer und Werkstück ein kinematisches Paar bilden und durch den Reibschluß zwischen beiden ein Antrieb auch entbehrlich ist Wenn das Werkstück zwangsweise durch das Messer gezogen wird, so wird dieses hierdurch in Drehung versetzt, so daß ein Messerdrehantrieb entfallen kann; oder es wird das Messer zwangsweise drehangetrieben, wodurch das Werkstück durchbewegt wird, ohne einen eigenen Linearantrieb haben zu müssen. Dabei sind die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkstücks und die sichergestellt, daß es auch bei beliebigen Andrückkräften des Werkstücks nicht zu einem Einschneiden des Messers in das Material des Werkstücks selbst kommen kann.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das bekannte Prinzip des Zusammenwirkens zwischen Messer und Werkstück in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 die Seitenansicht von Fig. 1, teilweise geschnitten,

F i g. 3 die Ansicht nach Pfeil M von F i g. 2,

Fig.4 die relative Lage von Schneidkante und Werkstück,

Fig.5 eine Maschine zur Entfernung des Grats von der gekrümmten Oberfläche eines Walzprofils, wobei dieses durch eine Zugvorrichtung durch die Maschine bewegt wird,

Fig.6 ein Messer mit Fassung im achsrechten Schnitt,

Fig.7 die Anpreßvorrichtung der Maschine im Schnitt,

F i g. 8 eine Maschine zur Entfernung des Grates von

Beweguggg

Drehgeschwindigkeit des Messers automatisch aufein- 25 der gekrümmten Oberfläche eines Walzprofils, wobei i dh d Vhliß d M hi di F i d M dhtibbar ist

ander abgestimmt, wodurch der Verschleiß des Messers verringert wird.

Es ist zweckmäßig, wenn die Fassung mit dem Messer und die Anpreßvorrichtung in einem Gehäuse eingeschlossen sind.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn das Gehäuse mit der Fassung, dem Messer und der Anpreßvorrichtung quer zur Werkstücklaufrichtung in der Richtung ihrer Neigungsachse nachgiebig gelagert ist. Bei einer solchen Ausbildung kann das ganze Gehäuse einer eventuellen Säbeligkeit des Werkstücks folgen, so daß ein Einfluß auf die in der Schneidzone wirkenden Kräfte ausgeschlossen ist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn zwei Entgratungsmaschinen der vorgehier die Fassung mit dem Messer drehantreibbar ist,

F i g. 9 schematisch die Draufsicht auf eine Anlage aus zwei Entgratungsmaschinen zur Entgratung eines Werkstücks an zwei einander gegenüberliegenden

30 Seiten.

Das bekannte Prinzip der Gratentfernung besteht darin, daß, wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt, ein hier im Querschnitt hanteiförmiges, zur Herstellung von Kraftfahrzeugtürbändern bestimmtes Werkstück 3 durch ein

ringförmiges Messer 1 bewegt wird. Die Schneidkante 2 des Messers ist gebildet an der Kreuzung seiner Innen- und seiner Stirnfläche. Das Werkstück 3 ist im Innern des Messers unter einem solchen Winkel λ angeordnet, daß der Kreisumfang der Schneidkante in der

schlage'nen Art hintereinandergeschaltet sind, um vom 40 Projektion in Richtung der Längsachse des Werkstücks --■---' ■·--'· ^J- ^ -¹-— eine Ellipse darstellt, deren Krümmung an der

Werkstück einander gegenüberliegende Grate abzunehmen.

Zur zuverlässigen Fixierung der Lage des Werkstücks während des Entgratens ist es zweckmäßig, wenn die Anpreßvorrichiung in Form einer Rolle ausgeführt ist, deren Achse an einem Rahmen angeordnet ist, der im Gehäuse gelenkig befestigt ist, wobei die Rolle an ihrer Seitenfläche eine Ringnut aufweist, deren Profil dem Profil des sich auf es stützenden Teils des zu bearbeitenden Werkstücks entspricht. Wenn, wie es weiter zweckmäßig ist, die Rolle am Rahmen längs Drehachse verschiebbar angeordnet ist, so kann bei Bedarf die Lage des Werkstücks während der Bearbeitung verändert werden.

Schließlich stellt die hyperbelförmige Erweiterung des hohlen inneren Querschnitts des Messers zweckmäßigerweise eine Rotationsfläche zweiter Ordnung dar, deren Erzeugende beschrieben ist durch die Gleichungen

X» =

sin 7

si π

- cos

cos²

Y_c = (R_k - R₁₁) ctg ν - R₁₁ cos λ ■ cos,,

cos λ

Durch diese, Rotationsbambinoid genannte Fläche ist Bearbeitungsstelle mit der Krümmung der zu bearbeitenden Oberfläche zusammenfällt oder dieser maximal nahe ist.

Dem Werkstück 3 wird eine fortschreitende Bewe gung gemäß Pfeil A und dem Messer 1 eine Drehbewegung gemäß Pfeil B erteilt. Durch deren Zusammenwirkung wird der Grat 4, der über die Grenzen der Schneidkante 2 hinausragt, kontinuierlich abgeschert.

Die in Fig. 5 gezeigte Maschine zur Entfernung des Grats hat ein Gestell 5 mit seitlich nachgiebigen Lagerungen in Form von Rollen 6 und Prismen 7. In diesen sind Zapfen 8 eines Gehäuses 9 eingesetzt, in

welchem eine Fassung 10 mit dem in ihr eingespannten Messer 1 drehbar angeordnet ist. Die Befestigung des Messers 1 an der Fassung geschieht mittels Schrauber 11 (F ig. 6).

Das Messer ist in Form eines Ringes mit einer Schneidkante 2 an der Kreu2.ung seiner Innenfläche Λ und seiner Stirnfläche Tausgeführt. Die Innenfläche de: Ringes stellt einen Teil der Oberfläche eines Rotations bambinoidsdar.

Die Fassung 10 ist im Gehäuse 9 mit Hilfe vor Kegelrollen 12 sowie zylindrischen Rollen 13 gehalten

Im Innern des Messers ist eine Anpreßvorrichtung ir Form einer Rolle 14 angeordnet. Diese Anpreßvorrich

tung 14 ist an einem Rahmen 15 befestigt, der mi

seinem unteren Teil im Gehäuse 9 gelenkig befestigt ist, während an seinem oberen Teil die Kolbenstange 16 eines Kraftzylinders 17 angreift, der die Anpreßvorrichtung 14 im Sinne des Andrückens des Werkstücks an die Schneidkante 2 des Messers beaufschlagt. Die Anpreßvorrichtung 14 und der Kraftzylinder 17 sind ebenfalls im Gehäuse 9 untergebracht.

Die Anpreßvorrichtung 14 ist am Rahmen 15 auf einer Achse 18 (F i g. 7) angeordnet. Zur Verschiebbarkeit der Anpreßvorrichtung längs ihrer Drehachse gemäß Pfeilen C und D ist das eine Ende der Achse 18 mit einem Gewinde versehen, wodurch diese mit Hilfe von Muttern 19 zusammen mit der Anpreßvorrichtung 14 in bezug auf den Rahmen 15 verschoben werden

Unter dem Messer 1 ist eine Stützrolle 20 (F ι g. 5) angeordnet, die an einem Ständer 21 befestigt ist, der in das Gehäuse 9 eingebaut ist.

Zum Neigen der Fassung 10 mit dem Messer 1 in bezug auf die Längsachse des Werkstücks 3 ist an einem der Zapfen 8 ein Zahnsektor 22 mit auf ihm aufgetragener Skala befestigt. Im Eingriff mit dem Sektor 22 befindet sich ein Ritzel 23, das im Prisma 7 gelagert ist.

Zur Fixierung des Drehungswinkels des Gehäuses mit der Fassung und dem Messer dient eine Schraube 24, die den Zapfen 8 im Prisma 7 einspannt. Am Prisma 7 ist auch ein Drehungswinkelanzeiger 25 des Zahnsektors 22 angeordnet.

Vor und hinter dem Gehäuse 9 sind Zugvorrichtungen angeordnet, die aus einer oberen Leerlaufrolle 27 und einer unteren Antriebsrolle 28 bestehen, die auf dem Gestell 26 befestigt und in Gehäusen 29 angeordnet sind. Die Rollen 28 der Zugvorrichtungen werden von einem Elektromotor 30 über ein Getriebe 31 in Drehung versetzt. Bei dieser Ausbildung ist ein Drehantrieb des Fassung 10 mit dem Messer 1 entbehrlich, da das zwangsweise durchgezogene Werkstück durch den Reibschluß mit dem Messer dessen Drehung herbeiführt.

Eine Abwandlung der Maschine mit einem Antrieb zur Drehung des Messers ist in F i g. 8 dargestellt. In dieser Maschine ist die Seitenfläche der Fassung 10 verzahnt ausgeführt, und mit ihr kämmt ein Zahnrad 32, das über eine Welle 33 von einem Hydraulikmotor 34 in Drehung versetzt wird. Bei dieser Ausbildung ist ein Antrieb zum Durchziehen des Werkstücks entbehrlich.

Der Betrieb einer oder mehrerer der beschriebenen Maschinen in einer Fertigungsstraße (F i g. 9) verläuft wie folgt. Die Werkstücke — Walzprofilbänder — werden auf ein Aufnahmegestell gelegt, von wo sie mit Hilfe eines Kettenförderers 36, der von einem Antrieb 37 in Bewegung versetzt wird, Stück für Stück auf einen Rollgang 38 umgeladen werden, auf dem sie zu der Zugvorrichtung 39 befördert werden. Das vordere Ende des Bandes wird von den Rollen der Zugvorrichtung erfaßt und einer ersten Maschine 40 zur Abnahme des Grats zugeführt.
Vor dem Betriebsbeginn wird durch Drehung des Zahnsektors 22 mit Hilfe des Ritzels 23 der zur Bearbeitung erforderliche Neigungswinkel des Messers 1 zur Längsachse des zu bearbeitenden Werkstücks 3 eingestellt und mit Hilfe der Schraube 24 in dieser Lage fixiert. 1st das vordere Ende des Werkstücks 3 zwischen der Anpreßvorrichtung 14 und der Schneidkante 2 des Messers 1 durchgelaufen, schaltet sich automatisch der Kraftzylinder 17 ein, mit dessen Hilfe das Werkstück an die Schneidkante 2 angedrückt wird. ίο Die erforderliche Lage des Werkstücks 3 während des Bearbeitungsvorgangs wird durch Verschiebung der Anpreßvorrichtung 14 längs ihrer Drehachse eingestellt, wobei sich auf diese Lagerung der der zu bearbeitenden Oberfläche gegenüberliegende Teil des Werkstücks stützt.

Bei der weiteren fortschreitenden Bewegung des Werkstücks 3 in der Richtung gemäß Pfeil A kommt es zur Drehung des Messers 1 in der Fassung 10, wodurch der Grat von einer Seite des Walzprofil-Werkstücks entfernt wird. Nach dem Austritt des vorderen Werkstückendes aus der Maschine 40 wird es von einer zweiten Zugvorrichtung 41 erfaßt, die zur Zuführung zu einer zweiten, ähnlichen Maschine 42 zur Entgratung der anderen Profilseite dient

Nach dem Austritt des hinteren Endes des Werkstücks 3 aus der Maschine 40 wird die Anpreßvorrichtung 14 mit Hilfe des Kraftzylinders 17 von der Schneidkante des Messers abgeführt, und die Anlage ist zur Bearbeitung eines nächsten Werkstücks bereit. Nach Durchlaufen der beiden Maschinen 40 und 42 wird das Werkstück von einer in Bewegungsrichtung dritten Zugvorrichtung 43 auf einen Abfuhrrollgang 44 geführt, von wo es von einem Abstreifer 45 in eine Rinne 46 abgeworfen wird.

Wenn sich in der Rinne ein Paket mit einem Gewicht von 3-5 Tonnen angesammelt hat, wird es gebunden und von einem Kran zum Versand weggeschafft.

Die Geschwindigkeit der fortschreitenden Bewegung des Werkstücks während der Bearbeitung in der beschriebenen Fertigungsstraße beträgt etwa 1 m/sek, wobei die Arbeitsleistung 20 t/h erreicht. Es können jedoch auch größere Leistungen bis zu 3 m in der Sekunde und mehr verwirklicht werden.

Der Betrieb der in Fig.8 gezeigten Maschine mit drehangetriebener Fassung verläuft in prinzipiell ähnlicher Weise. Das Werkstück wird zugeführt und von der Anpreßvorrichtung 14 an die Schneidkante 2 des Messers 1 angedrückt Die Drehung des Messers 1 mit der Fassung 10 mittels des Zahnrades 32 wird von Hydraulikmotor 34 herbeigeführt. Dank der Zusam menwirkung der Schneidkante des sich drehender Messers mit dem zu bearbeitenden Werkstück erhäl dieses eine fortschreitende Bewegung, in deren Verlau der Grat von einer seiner Seiten abgeschert wird. Zur Bearbeitung von Werkstücken, die einen Grat a: beiden Seiten des Querschnittsprofils besitzen, win hinter der ersten eine zweite Maschine aufgestellt, i welcher die andere Seite auf dieselbe Weise entgrate wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Maschine zum Entfernen des Grats an gekrümmten Oberflächen langgestreckter bandförmiger metallischer Werkstücke mit einem ringförmigen Messer, dessen Schneidkante an der Übergangsstelle der Innenfläche zu einer Stirnfläche gebildet ist, v/obei das Messer in einer im Maschinengestell angeordneten Fassung drehantreibbar und unter einem Winkel in Vorschubrichtung des das Messer durchgreifenden Werkstücks geneigt gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Messers (1) mit der Fassung (10) eine Anpreßvorrichtung (14) für das Werkstück (3) an die innenfläche (N) des Messers (1) vorgesehen ist, welche durch eine hyperbelförmige Erweiterung des hohlen inneren Querschnitts des Messers gebildet