DE2822476C2

DE2822476C2 - Einrichtung zum Schneiden länglichen Profilmaterials, insbesondere von Rohrmaterial

Info

Publication number: DE2822476C2
Application number: DE2822476A
Authority: DE
Inventors: Alexander Dearborn Mich. Borzym
Original assignee: ALPHA INDUSTRIES Inc DETROIT MICH US
Current assignee: ALPHA INDUSTRIES Inc DETROIT MICH US
Priority date: 1977-05-23
Filing date: 1978-05-23
Publication date: 1983-05-26
Also published as: DE2822476A1; JPS53145180A; CA1083948A; US4108029A; US4108029B2; JPS5828046B2; US4108029B1; GB1601841A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei bisher bekannten Schnittwerkzeugsätzen umfaßt der Kerbmechanismus ein Kerbmesser, das in einer Hin- und Herbewegung über die Oberseite des Profümaterials geführt wird, nachdem dieses in den Klemmbacken des Werkzeugsatzes verklemmt ist und kurz bevor das Schneidmesser in seine Abwärtsbewegung versetzt wird. Der Kerbmechanismus vermeidet weitgehend die Erzeugung von Scharten oder Fehlstellen bzw. eine

Gratbildung an dem ProfHmateriid,' so daß eine Nachbearbeitung der geschnittenen Werkstücke normalerweise nicht erforderlich ist Die bisher verwendeten Konstruktionen für derartige Kerbvorrichtungen haben jedoch gewisse Schwachstellen bzw. Nachteile.

ίο Sie arbeiten beispielsweise mit einer Wechselbfwegung des Kerbmessers über die Oberseite des Profilsmaterials kurz vor der Abwärtsbewegung des Schneidmessers. Da nur eine kurze Zeit zur Verfugung steht während der das Profilmaterial innerhalb des Schnitt- Werkzeugsatzes verklemmt wird, und da das Kerbmes ser aus dem Bewegungsbereich des Schneidmessers entfernt werden muß, ist eine sehr schnelle Bewegung des Kerbmessers erforderlich. Der entsprechende Mechanismus arbeitet bisher mit Nocken und Mitneh mern, um die Wechselbewegung zu erzeugen. Diese sehr schnelle Bewegung führt aber zu einer entsprechend schnellen Abnutzung des Nockenmechanismus. Außerdem kann sie den Ausfall von Einzelteilen durch zu harte Stoßbeanspruchungen und hohe mechanische

Spannungen verursachen.

Ein weiteres Problem erzeugt die hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Kerbmessers durch die beachtliche Erwärmung, woms; gleichfalls eine relativ schnelle Abnutzung verbunden ist

Durch die US-PS 31 29 624 ist es bekannt das Kerbmesser über das Profilmaterial zu führen, dann den Schneidvorgang durchzuführen und anschließend das Kerbmesser wieder über das Profilmaterial hinweg in seine Ausgangslage zurückzuführen, wobei es von dem geschnittenen Profilmaterial abgehoben wird. Da das Kerbmesser vor der Abwärtsbewegung des Schneidmessers nur einmal über das Profilmaterial geführt wird, kann seine Bewegungsgeschwindigkeit gegenüber den Einrichtungen verringert werden, bei denen zwei Bewegungen des Kerbmessers vf ? dem Schneidvorgang erforderlich sind. Damit ist bereits eine gewisse Verbesserung der Schnittqualität verbunden. Das Anheben des Kerbmessers bei seiner Rückbewegung führt aber dazu, daß der Hub des Schneidmessers entsprechend groß sein muß, um nach dem Schneiden Platz für das zurückzuführende Kerbmesser zu schaffen. Damit ist auch eine entsprechende Maschinenhöhe und relativ hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Schneidmessers verbunden.

so Will man die Bewegungsgeschwindigkeit auch des Schneidmessers zur Erhöhung der Schnittqualität herabsetzen, so tritt wegen der vorgegebenen Hublänge ein Kapazitätsverlust ein, der bei den vorbekannten Maschinen nicht vermieden werden kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Möglichkeit zur Verringerung der Schnittgeschwindigkeit des Schneidmessers anzugeben, die bei Steigerung der Schnittqualität Kapazitätsverluste vermeidet

Eine Einrichtung eingangs genannter Art ist zu

μ Lösung dieser Aufgabe gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildet Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Einrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche. Bei einer Einrichtung nach der Erfindung wird das Kerbmesser durch die mit dem Schneidmesser zuvor erzeugte öffnung des Profilmaterials zurückgeführt Da somit in Richtung des Hubes des Schneidmessers kein Raumaufwand für einen Hub des Kerbmessers und den

zugehörigen Hubmeefianismus erforderlich ist, kann die Maschinep.hÖIie und damit die Hublänge des Schneidmessers verringert werden, was bei gleichbleibender Kapazität mit einer Verringerung der Schneidgeschwindigkeit verbunden ist

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren beschrieben. Es zeigt

Fi g. 1 eine vordere Seitenansicht eines Schnittwerkzeugsatzes nach der Erfindung,

Fig.2 eine Seitenansicht des Schnittwerkzeugsatzes nach Fig. I₁

Fig.3 eine vordere Seitenansicht des Schnittwerkzeugsatzes nach F i g. 1 mit dem Schneidmesser in Schneidstellung, und

F i g. 4 eine Draufsicht auF die Werkzeughalterung für den in F i g. 1 gezeigten Schnittwerkzeugsatz.

In den Figuren ist ein Schisittwerkzeugsatz 10 dargestellt Ein solcher Schnittwerkzeugsatz 10 ist in einer Einrichtung zum Schneiden von Profilmaterial montiert und kann in dieser Einrichtung an Führungssäulen bewegt werden. Hierzu ist normalerweise ein hin- und herbewegbarer Stößelmechanismus vorgesehen. Schnittwerkzeugsätze der hier in Betrad.i kommenden Art arbeiten derart, daß der Stößelmechanismus zunächst im Werkzeugsatz vorhandene KJemmbakken betätigt, die den Werkzeugsatz mit dem schnell bewegten Profilmaterial verklemmen. Die Schneideinrichtung ist dabei so angeordnet daß sie das Profilmaterial aufnimmt wenn es aus der Herstellungsmaschine austritt Der Schnittwerkzeugsatz bewegt sich nach seiner Verklemmung mit dem Profilmaterial oder Rohrmaterial gemeinsam damit Längsführungsschienen. Der Stößelmechanismus erzeugt dann eine Wechselbewegung des Hauptschneidmessers, so daß ein Materialstück von dem Abschnitt abgetrennt wird, der innerhalb des Schnittwerkzeugsatzes verklemmt ist Somit wird beispielsweise eine Rohrlänge von dem bewegten Rohrmaterial abgeschnitten. Vor diesem Schneidvorgang wird oft eine Kerbung durchgeführt wozu ein Kerbmechanismus vor der Wechselbewegung des Schneidmesser betätigt wird. Der Stößelmechanismus arbeitet dann in umgekehrter Folge. Er bewirkt zunächst die Rückbewegung des Schneidmessers und dann die Freigabe des Werkzeugsatzes vom Rohrmaterial, wenn der Werkzeugsatz sich der Endstellung seiner Bewegung auf den Führungsschienen nähert um den Vorschub des Rohrmaterials durch dcii Werkzeugsatz hindurch zu ermöglichen. Ein Rückführungsmechanismus bringt den Werkzeugsatz in seine Anfangsstellung auf den Führungsschienen, bevor ein neuer Betriebszykiiis eingeleitet wird.

Da eine so arbeitende Vorrichtung bereits bekannt ist ist eine vollständige Beschreibung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich. Der Werkzeugsatz 10 enthält eine obere Werkzeughalterung 12, die an dem Stößelmechanismus befestigt ist Eine untere Werkzeughalterung 14 ist auf den Führungsschienen der Schneideinrichtung geführt Die obere Werkzeughalterung 12 und die untere Werkzeughalterung 14 sind so montiert, daß sie sich aufeinanderzu- bzw. voneinanderwegbewegen können, wenn der Stößelmechanismus betätigt wird. Zur Führung der oberen und der unteren Werkzeughalterung 12 und 14 bei dieser Bewegung sind Führungssäulen 18 und diesen angepaßte Führungsbüchsen 16 mit der oberen Werkzeughalterung £2 und der unteren Werkzeughalterung 14 verbunden, und die Führungssäulen 18 sind in den Führungsbüchsen 16 verschiebbar. In Fig. 1 sind diese Elemente der besseren Obersicht halber nicht dargestellt Das als Rohrmaterial in Fig,I gezeigte Werkstück VKwird durch zwei Klemmbacken 20 und 22 mit dem Werkzeugsatz 10 verklemmt Jede Kiemmbakke hat eine Innenkontur 24 bzw. 26, die dem Durchmesser des Rohrmaterials entspricht so daß die Klemmbacken 20 und 22 des Werkstück W eng umschließen können. Die Wechselbewegung der Klemmbacken 20 und 22 wird durch eine Schiebebewe gung einer oberen Backenhalterung 28 und einer unteren Backenhalteplatte 30 relativ zueinander erzeugt Die Klemmbacken 20 und 22 werden relativ zueinander synchron mit der oberen Werkzeughalterung 12 und der unteren Werkzeughalterung 14 bewegt wenn diese aufeinanderzu- bzw. vonefnanderwegbewegt werden. Hierzu ist ein Antriebsnocken 32 an der oberen Werkzeughalterung 12 befestigt. Der Antriebsnocken 32 bewegt sich zwischen zwei Backenantriebsrollen 34 und 36, die an der oberen Backenhalterung 30 und an der unteren Backenhalteplatte 28 befestigt sind. Der Antriebsnocken 32 hat ein dürreres Ende 38, wodurch die Backenantriebsroüen 34 \i:id 36 auf ihren Achsen 35 und 37 bei Bewegung des Antriebsnockens 32 gedreht werden und dadurch die Klemmbacken 20 und 22 aufeinanderzubewegt werden.

Aus F i 5.1 ist zu erkennen, daß die Klemmbacken 20 und 22 durch die Auseinanderbewegung der Backenantriebsrollen 34 und 36 aufeinanderzubewegt werden mit Ausnahme der äußersten oberen Stellung der oberen

J° Werkzeughalterung 12 und der unteren Wsrkzeughalterung 14. Daraus ist zu erkennen, daß eine synchrone Bewegung der Klemmvorrichtung mit der Betätigung des Schnittwerkzeugsatzes 10 erfolgt denn die Klemmbacken werden zunächst so betätigt, daß sie den Werkzeugsatz 10 mit dem Werkstück W zu Beginn eines jeden Schneidzyklus verklemmen und am Ende dieses Zyklus wieder gelöst werden. Die obere Backenhalterung 28 und die untere Backenhalterung 30 sind jeweils mit einem Ende einer Öffnungs- bzw.

Schließfeder 40 verbunden.

Ein Schneidmesser 42 ist in einem Messerhalter 44 befestigt der wiederum an der oberen Werkzeughalterung 12 befestigt ist Die Klemmbacken 20 und 22 sind quer zur Achse des Werkstücks W geschlitzt um einen Zwischenraum zu schaffen, durch den hindurch das Schneidmesser 42 geführt werden kann, wenn der Stößelmechanismus die obere Werkzeughalterung 12 so weit nach unten führt, daß das Schneidmesser durch die Ebene des Werkstücks W bewegt wird. Die hierzu erforderlichen Teile der Einrichtung sind für sich bekannt, da Werkzeugsätze mit Klemmbacken und Schneidmessern dieser Art bereits benutzt werden.

Der Keibmechanismus umfaßt ein Kerbmesser 46 mit einer Schneidkante 48, die hakenförmig ausgebildet ist.

Auf jeder Seite des Kerbmessers 46 ist eine Schneidkante 48 vorgesehen, so daß die Zeitabstände zwischen einer erforderlichen Nachschärfung des Kerbmessers 46 verlängert werden. Das Kerbmesser 46 ist auf einem Messerhalter 50 befestigt der das Kerbmesser 46 mit mehreren Kopfschrauben 52 hält, die durch Abstandsplatten 49 und 51 und das Kerbmesser 46 hindurchgeführt und in dem Messerhalter 50 gemäß Fig.4 verscrraubt sind. Der Messerhalter 50 ist an einem noch zu beschreiben den Querschieber 58 mit zwei Kopfschrauben 53 und 55 befestigt, die durch den Abschnitt 57 des Querschieb^rs 58 hindurchgeführt sind und auf seine Unterseite einwirken, so daß der Messerhalter 50 vertikal

positioniert ist. Ein Vorsprung 59 an dem Messerhalter 50 ist einer Nut 61 in dem Querschieber 58 angepaßt und bildet ein Widerlager gegenüber Messerbewegungen während des Kerbhubes. Die Nut 61 verläuft vertikal, um eine Einstellung mit den Kopfschrauben 53 und 55 sowie eine Positionierung mit zwei Kopfschrauben 43 in Bohrungen zu ermöglichen, die in der Nut 61 angeordnet sind. Die Kopfschrauben 43 sind ferner durch Bohrungen in einer Halteplatte 45 geführt.

Ein Schwenkstift 63 ermöglicht eine begrenzte Bewegung zwischen der das Kerbmesser 46 tragenden Halteplatte 65 und einem Gegenelement 67 so weit, wie es der Zwischenraum 69 zuläßt. Diese Bewegung erfolgt gegen die Kraft einer Rückfilhrungsfeder 71. Dies ermöglicht eine Bewegung des Kerbmessers 46 mit Abstand zum Werkstück W während der Rückführung, falls eine Störung infolge Verschiebung des Werkstücks Wund des Werkzeugsatzes während des Schneidzyklus entstanden sein sollte.

npr Mp«prhalti»r SO bringt das Kerhmesser 46 zu Beginn des Schneidzyklus in eine Anfangsstellung. Dabei verläuft das Kerbmesser 46 über das Werkstück W, wobei die Schneidkante 48 unter dem oberen Umfang 56 des Rohrmaterials liegt. Die Hakenform der Schneidkante 48 führt zu einem Abstand, so daß das Rohrmaterial unter dem Kerbmesser 46 vorbeigeführt werden kann.

Das Kerbmesser 46 erzeugt eine Kerbe, indem es in einem einzigen Hub quer zur Längsachse des Rohrmaterials W nach links gezogen wird. Diese Querbewegung wird durch den Querschieber 58 erzeugt, der an einer Führung 60 bewegbar ist, die an der unteren Werkzeughalterung 14 befestigt ist. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird der Querschieber 38 auf der Führung 60 mit zwei Führungskanten 62 gehalten. Die Wechselbewegung des Querschiebers 58 wird durch eine Nockenführung 64 erzeugt, die mit einer Nockenrolle 66 am Querschieber 58 in Wechselwirkung steht. Bezüglich der Darstellung nach F i g. 1 wird die Nockenrolle 66 bei Beginn der Abwärtsbewegung der oberen Werkzeughalterung 12 nach links bewegt, wenn diese Abwärtsbewegung so weit erfolgt, daß die Klemmbacken 20 und 22 am Werkstück IVverklemmt werden. Dadurch wird das Kerbmesser 46 über das Werkstück W hinweggezogen und erzeugt in dessen oberem Umfang eine Nut. Das Kerbmesser bewegt sich dann bis zu der in F i g. 3 gezeigten Position. Es wird dann in dieser Position gehalten, bis die obere Werkzeughalterung 12 abgesenkt ist und den vollständigen Schnitt des Werkstücks W mit dem Schneidmesser 42 ermöglicht und wenn die Aufwärtsbewegung der oberen Werkzeughalterung 12 so weit erfolgt, daß das Srhneidmesser 42 aus dem Bewegungsoereich des Kerbmessers 46 entfernt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das Kerbmesser 46 bei noch geschlossenen Klemmbacken 20 und 22 und bei Bewegung des Werkzeugsatzes 10 gemeinsam mit dem Rohrmaterial in seine Ausgangslage zurückgeführt, indem der Querschieber 58 durch die öffnung hindurchgeführt wird, die durch das Schneidmesser 44 durch Abschneiden eines Rohrstücks erzeugt wurde. Die dann erreichte η Ausgangslage ist in F i g. 1 dargestellt

Die Klemmbacken 20 und 22 verklemmen einen Teil der Länge des Rohrmaterials W auf beiden Seiten der Stelle, an der der Schnitt stattfindet, so daß nach dem Schneidvorgang die Rohrteile in ihrer Position gehalten werden und die Rückführung des Kerbmessers 46 ermöglichen.

Die Klemmbacken 20 und 22 werden dann durch den dünneren Endteil 33 des Antriebsnockens 32 freigegeben, wenn dieser in den Bereich der Rollen 34 und 36 gelangt, so daß die Öffnungsfeder 40 die Klemmbacken 20 und 22 öffnen kann und die Rohrlängen freigegeben werden, so daß die Relativbewegung zwischen dem Rohrmaterial und dem Schnittwerkzeugsatz 10 wieder beginnt und der Schnittwerkzeugsatz 10 in seine Ausgangslage zurückgeführt wird. Das hakenförmige Kerbmesser 46 bietet auf diese Weise einen Raum für

• das Rohrmaterial, so daß dieses unter ihm während der genannten Relativbewegung vor der Einleitung eines weiteren Schneidzyklus hindurchbewegt werden kann.

Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird mit dieser Einrichtung also gelöst, da die Kerbbildung in ■ dem Werkstück Win einem einzigen Arbeitshub erfolgt, wozu das Kerbmesser 46 über die Oberseite des Werkstücks W hinweggezogen wird. Der Arbeitshub erfolgt in dem selben Abschnitt des Stößelzyklus, wie er normalerweise für zwei Arbeitshübe des Kerbmessers

• erforderlich wäre, d. h. während der Zeit zwischen dem Verklemmen des Werkzeugsatzes am Werkstück W und dem Absenken des Schneidmessers 44 bis zu einer Stelle .iahe dem Werkstück W. Dies ermöglicht eine Halbier .ng der Bewegungsgeschwindigkeit des Quer-Schiebers 58 gegenüber den bisherigen Einrichtungen, eine Verringerung der Messerabnutzung sowie der Abnutzung des Querschiebers und seiner Führungen sowie der Nockenelemente für den Kerbmechanismus und eine Verringerung von Ausfallzeiten infolge einer

• geringeren mechanischen Belastung. Damit ist wiederum ;ine Konstruktion von Einzelteilen mit geringerer Stabilität verbunden, so daß die Herstellungskosten der Maschine gesenkt werden können. Da der Rückführungshub durch den Abstand erfolgt, der infolge der

' Entfernung eines abgeschnittenen Werkstücks mit dem Schneidmesser 44 erzeugt wurde, erfährt das Kerbmesser 46 hierbei keine Abnutzung. Da keine Berührung mit dem Werkstück W während der Rückführung erfolgt, bleibt dieses sicher in dem Werkzeugsatz 10 während der Rückführung verklemmt. Somit entstehen keine Ausrichtungsprobleme, und der Kerbmechanismus führt das Kerbmesser 46 in einfacher Weise in seine Ausgangslage zurück. Die Hakenform des Kerbmessers 46 ermöglicht eine Kerbbildung durch einfache Zugbewegung sowie die Ausbildung eines Abstandraums, so daß das Werkstück Wunter dem Kerbmesser 46 während der Wechselbewegung des Werkzeug itzes 10 in seine Anfangsstellung vorbeibewegt werden kann, wobei sich das Werkstückmaterial relativ zum Werkzeugsatz während dieses Abschnitts des Schneidzyklus bewegt Dies wird durch eine relativ einfache und betriebssichere Konstruktion erreicht die eine minimale Anzahl von Teilen aufweist und minimale Abänderungen der übrigen Teile des Werkzeugsatzes gegenüber bekannten Ausführungen erfordert Gleichzeitig ist damit aber eine wesentliche Verbesserung der Leistung des Werkzeugsatzes verbunden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schneiden länglichen Profilmaterials, insbesondere von Rohrmaterial, mit einem Schnittwerkzeugsatz mit Schneidmesser, der durch einen hin- und herbewegten Stößel betätigt wird, mit einem Kerbmechanismus zur Erzeugung einer Kerbe an der Oberseite des Profilmaterials vor dem Schneidvorgang mittels eines Kerbmessers, das Ober das Profilmaterial aus einer Ausgangslage hinwegbewegt und in die Ausgangslage zurückgeführt wird, nachdem das Schneidmesser einen Schneidvorgang durchgeführt hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Kerbmesser (46) in für die Hin- und Rückführung gleichbleibender Höhenlage angeordnet ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kerbmesser (46) gegen die Kraft einer es in Kerbstellung haltenden Feder (71) geringfügig verschwenkbar gelagert ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kerbmesser (46) an einer Halterung (67) gelagert ist, die an einem quer zur Längsachse des Profilmaterials (W) bewegbaren Querschieber (58) in unterschiedlichen Höhenlagen befestigbar ist

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Quersdiieber (58) und die Halterung (67) mit einer Vertikalführung (59, 61) versehen sind.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, hei der der Schnittwerkzeugsalz eine mit dem Antrieb des Stößels verbundene obere Werkzeughalterung und eine relativ dazu stationär montierte untere WerKzcughalterung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein juer zur Längsachse des Profümaterials (W) bewegbarer Querschieber (58) zur Halterung des Kerbmessers (46) mittels eines mit der unteren Werkzeughalterung (14) verbundenen Nockenelements (66) und einer mit der oberen Werkzeughalterung (12) verbundenen Nokkenführung (64) bewegbar ist

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenführung (64) so geformt ist daß der Querschieber (58) das mit ihm verbundene Kerbmesser (46) kurz vor der Lösungsbewegung der Klemmvorrichtung (20, 22) durch Bewegung der oberen Werkzeughalterung (12) in Richtung auf ihre obere Extremstellung über das Profilmaterial (W) bewegt.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Nockenführung (64) so geformt ist daß der Querschieber (58) das mit ihm verbundene Kerbmesser (46) durch Bewegung der oberen Werkzeughalterung (12) in Richtung auf ihre untere Grenzstellung kurz nach Betätigung der Klemmvorrichtung (20, 22) von dem Profilmaterial (W) entfernt.