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Verfahren und Vorrichtung zum kontinuier-
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lichen maschinellen Ablängen und Innenanfasen insbesondere von Kunststoffrohren
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum maschinellen kontinuierlichen
Ablängen insbesondere von Kunststoffrohren.
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Bei den bekannten Bearbeitungsverfahren von kontinuierlich z. B. im
Strangpreßverfahren hergestellten Kunststoffrohren werden nach dem Ablängen der
einzelnen Rohrstücke diese einzeln in zumindest einem separaten Arbeitsgang an ihren
beiden Enden innen angefast. Dieses Anfasen geschieht entweder von Hand oder mit
einer zusätzlichen getrennten Anfasvorrichtung.
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Somit ist aber das Innenanfasen in Relation zum übrigen Herstellungsprozeß
zeitraubend, arbeits- und lohnintensiv und somit teuer.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu schaffen, wodurch das Ablängen, Außen- und Innenanfasen der abgelängten
Rohrstücke in einem kontinuierlichen Arbeitsgang durchgeführt werden kann. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß das sich kontinuierlich bewegende Kunststoffrohr
von einer mitlaufenden, rotierenden Zerspanvorrichtung ergriffen und während des
Bewegungsablaufes abgelängt wird sowie die abgelängten Rohrhälften um einen Arbeitsabstand
auseinandergezogen und mindestens eines der gegenüberliegenden Rohrenden von innen
angefast und anschließend die beiden Rohrhälften freigegeben werden und die Zerspanvorrichtung
in ihre Ausgangslage zurückkehrt. Das erfindungsgemäße Verfahren geht davon aus,
daß der Abstand der abgelängten Rohrhälften nicht ausreichend ist, um ein Anfaswerkzeug,
insbesondere zum Anfasen der inneren Rohrkanten, zwischen die Rohrhälften einbringen
zu können, so daß erst durch das Auseinanderziehen der beiden abgelängten Rohrhälften
während des gesamten Bewegungsablaufs es möglich ist, währenddessen ohne eine Unterbrechung
auch das Innenanfasen durchzuführen, wodurch sich das bisher übliche separate Anfasen
der einzelnen Rohrlängen erübrigen kann. In Ausgestaltung der Erfindung ist es von
Vorteil, wenn die beiden gegenüberliegenden Rohrenden gleichzeitig mit einem Anfaswerkzeug
angefast werden. Somit ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jede einzelne abgelängte
Rohrhälfte an beiden Enden nach Verlassen
der Zerspanverrichtung
innen angefast. Da zudem zum Innenanfasen nur ein einziges Werkzeug erforderlich
ist, ergibt sich sowohl in zeitlicher als auch in maschineller Hinsicht eine erhebliche
Ersparnis, wodurch ein beachtlicher Rationalisierungseffekt erzielt wird.
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Erfindungsgemäß erfolgt das Auseinanderziehen der Rohrhälften in einer
gegenüber der Rohrgeschwindigkeit beschleunigten Bewegung. Dies ist deshalb außerordentlich
wichtig, da dadurch eine Relativbewegung der Rohrhälften zueinander während des
kontinuierlichen Bewegungsablaufs erreicht wird. Es wird also der kontinuierlichen
fortlaufenden Bewegung der abgelängten Rohrhälfte eine diskontinuierliche zeitlich
begrenzte Bewegung einer einzelnen Rohrhälfte überlagert. Um eine möglichst kurze
Abläng- und Anfaszeit zu erreichen und zu gewährleisten, daß sich der Ablängvorgang
mit dem Innenanfasen nicht überschneidet, ist es erfindungsgemäß weiterhin zweckmäßig,
wenn der Vorschub des Schneidwerkzeugs zum Ablängen und der des Anfaswerkzeugs zeitlich
derart zueinander gesteuert sind, daß vor Beginn des Innenanfasens die beiden abgelängten
Rohrenden auseinandergezogen sind. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn während
des Ablängens die Rohrenden außen angefast werden. In diesem Zusammenhang stellt
es eine sichere und konstruktiv unkomplizierte Lösung dar, wenn in Ausgestaltung
der Erfindung die Steuerung des Vorschubs der Werkzeuge mittels Winkelhebel erfolgt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßigerweise in weiterer
Ausgestaltung der Erfindung mit einer Zerspanvorrichtung durchgeführt, bestehend
aus einem Wagen mit hülsenförmigem Innenteil, auf dem ein Schneidkopf drehbar gelagert
und an den Wagenstirnseiten jeweils eine Klemmvorrichtung befestigt ist und am Schneidkopf
mindestens ein Schneidwerkzeug und ein #inc#nanfaswerk zeug gegeneinander versetzt
angeordnet sind. Da das Anfaswerkzeug wie das Schneidwerkzeug an einem Schneidkopf
montiert sind, ergibt sich eine äußerst kompakte Bauweise. Zudem wird dadurch erreicht,
daß sämtliche für das Ablängen erforderliche Vorrichtungsteilee auch zum Anfasen
benutzt werden können, so daß nur ein geringer maschineller Mehraufwand für das
Anfasen erforderlich ist. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Klemmvorrichtungen
jeweils aus einer unteren festen und einer oberen beweglichen Klemmbacke bestehen
und die in Bewegungsrichtung vordere Klemmvorrichtung vorzugsweise über einen Druckzylinder
in Bewegungsrichtung mit beschleunigter Bewegung um den Arbeitsabstand verschiebbar
ist. Diese konstruktive Aus-#cstaltung bewirkt, daß die beiden abgelängten Rohrhälften
den zum Innenanfasen erforderlichen Abstand erhalten, denn der nach dem Ablängen
zwischen den Rohrhälften bestehende Spalt reicht nicht als Arbeitsabstand für das
Anfaswerkzeug aus. Zudem erzeugt der Druckzylinder die gewünschte kurzzeitig beschleunigte
zusätzliche Bewegung der vorderen Klemmvorrichtung mit der eingeklemmten
Rohrhälfte
und besitzt auch eine genügend große Haltekraft nach Abschluß der Bewegung. Außerdem
ergibt sich durch Variation des beaufschlagten Drucks die Möglichkeit, den Verschiebungsweg
und die Versöhiebungsdauer einzustellen. Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn
der Schneidkopf aus einer flanschförmigen, vorzugsweise über Keilriemen angetriebenen
Hülse besteht, auf deren zylindrischem Teil die Winkelhebel der einzelnen Werkzeuge
über Druckrollen und einem Druckring in axialer Richtung verschiebbar geführt sind.
Durch diese Ausführung des Schneidkopfes kann dieser mit seinem zylindrischen Teil
konzentrisch auf dem Innenteil des Wagens gelagert werden, was ebenfalls die kompakte
Bauweise der erfindungsgemäßen Zerspanvorrichtung mit ermöglicht. Die Verwendung
von Winkelhebeln zum Steuern der Werkzeuge, d. h. zum Steuern deren zeitlicher Arbeitsfolge,
gestattet durch entsprechende Formgebung der Winkelhebel jede gewünschte zeitliche
Arbeitsfolge.
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Dabei ist es zudem vorteilhaft, wenn die Winkelhebel für alle Werkzeuge
von einer gemeinsamen Vorrichtung betätigt werden können. Durch die Kombination
von Druckrollen und einem Druckring ist es erfindungsgemäß möglich, den Kraftfluß
von der stillstehenden Betätigungsvorrichtung auf die rotierenden Winkelhebel sicher
zu gewährleisten, wobei der Druckring ebenfalls stillsteht. Die Übertragung der
horizontalen Bewegung in die vertikale Bewegung der Werkzeuge erfolgt erfindungsgemäß
vorteilhafterweise
dadurch, daß die einzelnen Werkzeuge auf den Winkelhebeln über Rollen vertikal zur
Rohrachse verschiebbar und in Führungsleisten am Schneidkopf geführt sind. Dabei
kann es zweckmäßig sein, wenn die Verschiebung der Winkelhebel mittels einer auf
die Druckrollen wirkenden, an dem Wagen befestigten Druckzylinder-Kolbeneinheit
erfolgt.
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Zum gleichzeitigen Innenanfasen der beiden abgelängten, einandr, gegenüberliegenden
Rohrhälften wird erfindungsgemäß ein Anfaswerkzeug verwendet, bestehend aus einem
vertikalen Stößel mit einem U-förmig nach unten abgewinkelten Ende, der in einem
durch einen Winkelhebel verschiebbaren Schlitten befestigt ist, wobei der Schlitten
in zwei am Schneidkopf befestigbaren Führungsschienen geführt ist, an deren unteren
Enden rechtwinklig Laschen befestigt sind, zwischen denen zwei L-förmige Hebel mit
ihren abgewinkelten Enden gegeneinander gerichtet, gegen eine Federkraft aus einer
horizontalen Lage nach unten schwenkbar gelagert sind, deren kurze Schenkel als
Schneiden ausgebildet sind. Durch diese Ausbildung des Anfaswerkzeugs werden bei
einer Vertikalbewegung des Stößels gleichzeitig die L-förmigen Hebel über die freien
Schenkel des U-förmigen Stößelendes aus ihrer Ruhelage nach unten geschwenkt, wobei
sie die Rohrenden mit ihren als Schneiden ausgebildeten freien Schenkeln eingreifen
und die Rohrenden innen anfasen. Durch die Lagerung des Stößels in dem verstellbaren
Schlitten kann das Anfaswerkzeug
unterschiedlichen Rohrdurchmessern
angepaßt werden.
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Erfindungsgemäß sind die L-förmigen Hebel und der Stößel derart zueinander
eingestellt, daß in der horizontalen Lage die L-förmigen Hebel jeweils an einem
freien Schenkel des U-förmigen Stößelendes anliegen, so daß jede vertikale Verschiebung
des Stößels unmittelbar ohne Verzögerung auf die L-förmigen Hebel übertragen wird.
Um diese Einstellung der beiden Teile optimal durchführen zu können, ist es weiterhin
zweckmäßig, wenn der Stößel in einem Vorsprung des Schlittens verstellbar geführt
und mit einer Kontermutter arretierbar ist.
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Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ermöglicht die Erfindung das
Ablängen und das Innen- und Außenanfasen der abgelängten Rohrhälften in einem kontinuierlichen
Arbeitsgang mit derselben Zerspanvorrichtung, so daß gegenüber den bisher üblichen
Verfahren eine wesentliche Zeit- und Arbeitsersparnis erreicht wird. Diese Vorteile
werden überdies mit einem maschinell nur geringen zusätzlichen Aufwand erzielt.
Dabei ist insbesondere hervorzuheben, daß durch die Verwendung der Ablängeinrichtung
auch zum Innenanfasen diese in ihren Abmessungen nicht vergrößert werden muß, so
daß der Austausch der bisher verwendeten Ablängvorrichtungen durch die erfindungsgemäße
Abläng- und Anfasvorrichtung ohne weiteres möglich ist.
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Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele
wird die Erfindung nun näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht, z.
T. geschnitten, einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ablängen und Anfasen, Fig.
2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht
eines erfindungsgemäßen Innenanfaswerkzeuges.
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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Ablängen und gleichzeitigen Innen- und Außenanfasen z. B. von Kunststoffrohren
aus einem Wagen 1, der sich aus einem Rahmen 2 und einem hülsenförmigen Innenteil
3 zusammensetzt.
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Durch dieses Innenteil 3 verläuft ein abzulängendes Rohr 4. Auf dem
Innenteil 3 ist ein Schneidkopf 5 über Lager 6, z. B. Wälzlagern, drehbar gelagert.
Der Schneidkopf 5 ist als flanschförmige Hülse ausgeführt. Auf dem zylindrischen
Teil 7 des Schneidkopfes 5 sind Winkelhebel 8, 9 über eine mit ihnen befestigte
Hülse 10 verschiebbar gelagert. Mit Hilfe eines auf dem Rahmen 2 montierten Motors
11 wird über einen Keilriemen 12 der Schneidkopf 5 angetrieben. Die axiale Verschiebung
der Winkelhebel 8,9
erfolgt mit Hilfe einer Druckzylinder-Kolbeneinheit
13, die über Druckrollen 14 und einem Druckring 15 auf die Winkelhebel 8, 9 einwirkt.
An der Stirnseite des Schneidkopfes 5 sind im dargestellten Beispiel, s. Fig. 2,
ein Schneidwerkzeug 16, ein Außenanfaswerkzeug 17 und ein Innenanfaswerkzeug 18
jeweils um 1200 gegeneinander versetzt angeordnet. Wie Fig. 2 insbesondere zeigt#,
sind die Werkzeuge 16, 17, 18 auf dem Schneidkopf 5 in einem Rahmen 19, dessen Längsseiten
als Führungsschienen 20 ausgebildet sind, verschiebbar angeordnet. Der Rahmen 19
ist selbst wiederum in Führungsleisten 21 des Schneidkopfes 5 mittels einer Justierschraube
22 in vertikaler Richtung einstellbar. Die Werkzeuge 16, 17, 18 sind mit den Winkelhebeln
8, 9 über Rollen 23 verbunden, so daß bei einem horizontalen Verschieben der Winkelhebel
8, 9 die Werkzeuge 16, 17, 18 eine vertikale Bewegung durchführen. Die Werkzeuge
16, 17 bestehen aus einem in den Führungsschienen 20 geführten Schlitten 24, an
dem jeweils ein Schneidstahl 25 befestigt ist.
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Das Anfaswerkzeug 18 besitzt ebenfalls einen Schlitten 27, s. insbesondere
auch Fig. 3. Dieser Schlitten 27 weist einen Vorsprung 28 auf, in dem ein Stößel
29 mit Gewinde geführt und durch eine Kontermutter 30 in seiner jeweiligen Stellung
gehalten ist. Das Stößelende ist in Richtung nach unten U-förmig ausgebildet. Dabei
wird im dargestellten Beispiel das Stößelende
von einer U-förmigen
Brücke 31 gebildet, die auf den Stößel 29 aufgeschraubt ist und durch eine oder
mehrere Muttern gesichert sein kann. Am unteren Ende der Führungsschienen 20 des
Rahmens 19 ist rechtwinklig zu den Führungsschienen 20 an deren Innenseite jeweils
eine Lasche 32 befestigt, z. B. angeschweißt. Zwischen diesen beiden Laschen 32
sind zwei L-förmige Hebel 33 mit ihren abgewinkelten Enden gegeneinander gerichtet
auf Lagerbolzen 34 aus einer horizontalen Ruhelage nach unten schwenkbar gelagert.
Dabei werden die Hebel 33 durch Federn 35 in ihrer Ruhelage gehalten. Wie aus Fig.
3 weit,erhin ersichtlich ist, sind die Hebel 33 an ihren freien Schenkeln 36 mit
Schneiden versehen. In der horizontalen Ruhelage liegen die Hebel 33 an der Unterseite
der freien Schenkel 37 der U-förmigen Brücke 31 an.
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Wie Fig. 1 zeigt, ist an der Austrittsöffnung des Schneidkopfes 5
eine Hülse 39 befestigt, die Durchtrittsöffnungen 40 für die Werkzeuge 16, 17 und
das Innenanfaswerkzeug 18 aufweist. An der Ein- und Austrittsöffnung des Rahmens
2 für das Rohr 4 ist jeweils eine Klemmvorrichtung 41, 42 angeordnet und über Befestigungsbolzen
43 mit dem Rahmen 2 verbunden. Die Klemmvorrichtungen 41, 42 bestehen aus einer
unteren feststehenden und einer oberen schwenkbaren Backe. Die Klemmvorrichtung
42 an der Austrittsöffnung ist auf dem Befestigungsbolzen 43 in axialer Richtung
verschiebbar
und mit einem Druckzylinder 44, der z. B. pneumatisch betrieben wird, verbunden,
dessen Kolbenstange 45 am Rahmen 2 befestigt ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Das sich
kontinuierlich bewegende Rohr 4 wird, nachdem es um ein bestimmtes abzulängendes
Stück durch den Wagen 1 hindurchgelaufen ist, von den Klemmvorrichtungen 41, 42
festgehalten, so daß nun der Wagen 1 mit dem Rohr 4 mitläuft. Gleichzeitig wird
mit Hilfe des Schneidwerkzeuges 16 das Rohr 4 abgelängt und mit dem Anfaswerkzeug
17 außen angefast, nachdem die Druckzylinder-Kolbeneinheit 13 die Winkelhebel 8,
9 betätigt hat.
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Aufgrund der unterschiedlichen Ausgestaltung der Winkelhebel 8, 9
befindet sich das Innenanfaswerkzeug 18 während des Ablängvorgangs noch in seiner
Ruhestellung. Nachdem die Kolbenstange 46 der Druckzylinder-Kolbeneinheit 13 einen
bestimmten Weg zurückgelegt hat, betätigt sie einen Anfangskontakt 47, wodurch der
Druckzylinder 44 betätigt wird, der die Klemmvorrichtung 42 beschleunigt, so daß
die beiden abgelängten Rohrhälften auseinandergezogen werden, und zwar um den erforderlichen
Arbeitsabstand für das Anfaswerkzeug 18. Nach Abschluß des Beschleunigungsvorgangs
hat das Anfaswerkzeug 18 seine Arbeitsstellung erreicht, in der die L-förmigen Hebel
33 mit ihren Schneiden an den freien Schenkeln die gegenüberliegenden Rohrenden
innen
anfasen. Mit Abschluß des Innenanfasens hat die Kolbenstange
46 einen Endkontakt 48 erreicht, und die Bewegungsrichtung der Kolbenstange 46 wird
umgekehrt, so daß die Werkzeuge 16, 17, 18 aus der Arbeitsstellung wieder in die
Ruhestellung gebracht werden. Der Wagen 1 fährt einen Endschalter 49 an, der die
Klemmvorrichtungen 41, 42 ansteuert, so daß die Rohrhälften freigegeben werden und
der Wagen 1 wieder in seine Ausgangsstellung zurückfährt, wonach der nächste Abläng-
und Anfasvorgang stattfinden kann.
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Die an der Austrittsöffnung des Schneidkopfes zweckmäßigerweise befestigte
Hülse 39 verhindert, daß der Schneidspan sich um das Rohr 4 während des Schneidvorganges
wickelt, sondern außerhalb der Hülse zu Boden fällt.