EP1136204A2 - Vorrichtung zum Durchtrennen von endlosen Profilen - Google Patents

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EP1136204A2
EP1136204A2 EP00105889A EP00105889A EP1136204A2 EP 1136204 A2 EP1136204 A2 EP 1136204A2 EP 00105889 A EP00105889 A EP 00105889A EP 00105889 A EP00105889 A EP 00105889A EP 1136204 A2 EP1136204 A2 EP 1136204A2
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EP
European Patent Office
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knife
cutting
angle
area
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Withdrawn
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EP00105889A
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Wolfgang Zimmermann
Friedhelm Moser
Hermann Schummers
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SMS Extrusion Kempen GmbH
Original Assignee
Battenfeld Extrusionstechnik GmbH
SMS Extrusion Kempen GmbH
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    • B26D1/60—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which travels with the work otherwise than in the direction of the cut, i.e. flying cutter and is mounted on a movable carriage
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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
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    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
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    • B26D7/14—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting by tensioning the work
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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
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    • B26D1/0006—Cutting members therefor
    • B26D2001/0053—Cutting members therefor having a special cutting edge section or blade section

Definitions

  • the invention relates to a device for severing endless profiles with a longitudinal axis, especially of extruded ones Plastic profiles, with a knife pointing in the direction of movement of the knife towards the profile and essentially perpendicular to the longitudinal axis is movable.
  • DE 298 08 312 U1 therefore discloses a separating device which is equipped with a knife. This is guided in a frame, the side parts of the frame can be completely folded away. The knife is moved by a cylinder and can therefore not follow a movement profile.
  • the invention is therefore based on the object of further developing the generic separating device which is equipped with a knife in such a way that it becomes possible to carry out a reproduced separating process. Furthermore, the aim is to ensure that the separation point has no bulge and that the profile has a perfect quality at the separation point.
  • the achievement of the object by the invention is characterized by means (3, 4) for bending the profile (2) along its longitudinal axis (L) in the sectional area of the profile (2), the means (3, 4) by the bend in the generate a tensile stress on the area of the profile (2) facing the knife (5).
  • the invention is based on the knowledge that in previously known Separating devices by the knife penetrating the profile is clamped with the profile lying on top, since not - as with one Saw - material is cut out, so there is no space for the knife.
  • the invention counteracts the resulting clamping force.
  • the means causing a bend (3, 4) such a bias on the side of the profile that the Knife is facing that the profile in the cutting area is no longer straight but by the pre-stress at an angle ( ⁇ ) is kept smaller than 180 °, for example between 150 ° and 180 °, before the cutting knife penetrates the profile.
  • the means (3, 4) preferably consist of at least two hold-down devices (3) which rest on one side of the profile to be cut (2), as well as at least one increase (4) on the other side of the profile (2).
  • the hold-down devices (3) are on the side of the profile (2) facing the knife (5). It can also help of cutting can be provided that the increase (4) in Area of the knife (5) is interrupted.
  • the knife (5) is advantageously driven by a drive unit (10) moved, with particular thought of a servo motor with which a precisely controlled movement of the knife is possible.
  • the design the drive unit as a servo motor therefore offers the advantage of a quick and precise control of the knife; the control of the knife can be integrated into the overall control of the extrusion process become.
  • Another advantage of the digitally controllable servo motor is that that a speed profile of the knife can be driven because the cutting speed has a significant impact on quality who has separation.
  • the course of the cut is further improved in that the first contact of the knife (5) with the profile (2) on an edge (6) of the profile (2); this reduces the cutting force required.
  • the knife (5) is perpendicular to the longitudinal axis (L) of the profile (2) and perpendicular to the direction (R) of the knife (5) on the Profile (2) to an angle ( ⁇ ) of between 5 ° and 35 °, preferably at 25 °.
  • the cutting edge (7) of the knife (5) in Direction (R) of the movement of the knife (5) on the profile (2) at least has two stages (8, 9).
  • the angle ( ⁇ ) between the direction (R) of the movement of the knife (5) towards the profile (2) and the cutting surface in the area the step (8) is greater than the angle ( ⁇ ) between the direction (R) of Movement of the knife (5) towards the profile (2) and the cutting surface in the area of level (9).
  • a profile can be separated without cutting during the extrusion process.
  • the whole Device is mounted on a carriage which, during the actual cutting process is carried out, the clamped, i.e. pre-tensioned, Profile, at extrusion speed via a drive (here can e.g. an electric or pneumatic drive can be selected) emotional.
  • a drive here can e.g. an electric or pneumatic drive can be selected
  • the device 1 is shown schematically in FIG.
  • the knife 5 is inserted in a receptacle and guide 12, which is mounted on a movable table 11.
  • the hold-down devices 3 are also attached.
  • To the knife 5 for the cutting process Moving in the direction R towards the profile 2 is a drive unit 10 mounted under the movable table 11.
  • the device 1 is housed in a security housing 13.
  • the whole Unit can be integrated into the extrusion line so that the profile 2 through a cutout 14 of the separating device 1 can. After a predetermined supply, this can be done using appropriate Measuring devices or determined after a certain time, the hold-down devices 3 are actuated, e.g. via one or more pneumatic cylinders.
  • This hold-down 3 press the profile 2 against the movable Table 11. Due to the increase 4, the profile becomes a bending moment. This happens - as is clear from the Fig. 1 emerges - such that the part of the profile 2, the knife 5th is facing, is subject to tensile stress. Expressed differently: The hold-down 3 and the increase 4 make the profile 2 forced brought out of its stretched, flat position and partially under an angle ⁇ is kept smaller than 180 °. Now via the control The cutting process is released by means of the drive unit 10 driven knife 5 executed. Profile 2 is made by driving back the hold-down 3 and also by retracting the Knife 5 released again. The separated profile part is replaced by a removed further recess 14, for example with a gripper, which takes over the automatic stacking of the profiles, the table becomes 11 promoted to its starting position while feeding for the next Cut is already done.
  • FIG 2 is a perspective schematic view of the cutting unit to see.
  • the holder is on the knife receptacle and guide 12 13 attached to the hold-down device 3 in such a way that this without great disassembly work, for example, can be folded away to be very easy to get to the knife 5, e.g. switch.
  • the increase 4 is very clearly shown, over which the Prestressing of profile 2 after pressing it down by the hold-down device 3, not shown extended here, is generated.
  • the angle ⁇ of the knife 5 the cutting process begins at one Edge 6 of profile 2.
  • the extract from device 1 shown in FIG. 3 shows the knife 5 with the required angle ⁇ to start the profile 2 at the Cut edge 6.
  • FIG. 7 An enlargement of the cutting edge 7 of the knife 5 can be seen in FIG. This clearly shows the different sizes of the two angles ⁇ and ⁇ of the two stages 8 and 9 of the cutting edge 7, the one homogeneous transition from the tip of the cutting edge 7 to the flanks of the Allow knife 5.
  • the notch effect of the hitting profile 2 Knife 5 is hereby reduced.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Durchtrennen von endlosen Profilen mit einer Längsachse, insbesondere von extrudierten Kunststoffprofilen, mit einem Messer, das in Richtung der Bewegung des Messers auf das Profil zu und im wesentlichen senkrecht zur Längsachse bewegbar ist. Erfindungsgemäß sind Mittel (3, 4) zum Biegen des Profils (2) entlang seiner Längsachse (L) im Schnittbereich des Profils (2) vorgesehen, wobei die Mittel (3, 4) durch die Biegung in dem dem Messer (5) zugewandten Bereich des Profils (2) eine Zugspannung erzeugen. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bei vorbekannten Trennvorrichtungen durch das in das Profil eindringende Messer dieses bei eben aufliegendem Profil eingeklemmt wird, da nicht wie bei einer Säge ein Freiraum für das Messer ausgeschnitten wird. Die Erfindung wirkt der entstehenden Klemmkraft entgegen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Durchtrennen von endlosen Profilen mit einer Längsachse, insbesondere von extrudierten Kunststoffprofilen, mit einem Messer, das in Richtung der Bewegung des Messers auf das Profil zu und im wesentlichen senkrecht zur Längsachse bewegbar ist.
Vorrichtungen dieser Gattung sind bekannt.
Zum Ablängen von extrudierten Profilen werden meist sogenannte fliegende Sägen eingesetzt, wobei das Sägeblatt entweder von unten (Unterflursäge), von oben (Tauchsäge) oder von der Seite (Quersäge) an das zu sägende Profil herangeführt wird. Das abzulängende Profil wird während des Sägevorgangs gespannt; der Sägeschlitten oder Sägewagen fährt dann synchron zum kontinuierlich weiterlaufenden Extrusionsvorgang mit der Extrusionsgeschwindigkeit mit ("fliegende Säge").
Werden Profile gesägt, entstehen Sägespäne. Außerdem wird, bedingt durch die Reibung des Sägeblattes am Profil, insbesondere bei einem Kunststoff-Profil, eine statische Aufladung erzeugt. Dies hat den Nachteil, daß die Sägespäne am Profil haften bleiben, was eine Verschmutzung zur Folge hat. Der entstehende Abfall muß oft als Sondermüll deklariert werden, was eine Wiederverwertung unmöglich macht.
Die DE 298 08 312 U1 offenbart daher zur Lösung dieses Problems eine Trennvorrichtung, die mit einem Messer ausgestattet ist. Dieses ist in einem Rahmen geführt, die Seitenteile des Rahmens sind komplett wegklappbar. Das Messer wird über einen Zylinder bewegt und kann somit kein Bewegungsprofil abfahren.
Mit Trennvorrichtungen der letztgenannten Art wird es zwar ermöglicht, die eingangs genannten Nachteile der Säge zu beheben. Versuche mit dem bekannten Trennmesser haben jedoch gezeigt, daß mit den vorbekannten Vorrichtungen ein präziser Trennschnitt nicht reproduzierbar erreicht werden kann. In den meisten Fällen entsteht ein unschöner und ungewollter Wulst im Austrittsbereich des Messers
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Trennvorrichtung, die mit einem Messer ausgestattet ist, derart weiterzuentwickeln, daß es möglich wird, einen reproduzierten Trennvorgang zu bewerkstelligen. Weiterhin soll erreicht werden, daß die Trennstelle keinerlei Wulst aufweist und das Profil insofern an der Trennstelle eine einwandfreie Qualität aufweist.
Die Lösung der Aufgabe durch die Erfindung ist gekennzeichnet durch Mittel (3, 4) zum Biegen des Profils (2) entlang seiner Längsachse (L) im Schnittbereich des Profils (2), wobei die Mittel (3, 4) durch die Biegung in dem dem Messer (5) zugewandten Bereich des Profils (2) eine Zugspannung erzeugen.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß bei vorbekannten Trennvorrichtungen durch das in das Profil eindringende Messer dieses bei eben aufliegendem Profil eingeklemmt wird, da nicht - wie bei einer Säge - Material ausgeschnitten wird, es entsteht also kein Freiraum für das Messer. Die Erfindung wirkt der entstehenden Klemmkraft entgegen. Bildlich gesprochen, bewirken die eine Biegung erzeugenden Mittel (3, 4) eine derartige Vorspannung an der Seite des Profils, die dem Messer zugewandt ist, daß das Profil im Schnittbereich nicht mehr gerade aufliegt, sondern durch die Biegevorspannung in einem Winkel (α) kleiner als 180°, zum Beispiel zwischen 150° und 180°, gehalten wird, bevor das Trennmesser in das Profil eindringt.
Die Mittel (3, 4) bestehen vorzugsweise aus mindestens zwei Niederhaltern (3), die auf einer Seite des zu durchtrennenden Profils (2) anliegen, sowie aus mindestens einer Erhöhung (4), die auf der anderen Seite des Profils (2) anliegen. Die Niederhalter (3) liegen an der Seite des Profils (2) an, die dem Messer (5) zugewandt ist. Weiterhin kann zur Erleichterung des Schneidens vorgesehen sein, daß die Erhöhung (4) im Bereich des Messers (5) unterbrochen ist.
Das Messer (5) wird vorteilhafterweise von einer Antriebseinheit (10) bewegt, wobei insbesondere an einen Servomotor gedacht ist, mit dem ein präzise gesteuertes Bewegen des Messers möglich ist. Die Ausgestaltung der Antriebseinheit als Servomotor bietet also den Vorteil einer schnellen und präzisen Steuerung des Messers; die Steuerung des Messers kann in die gesamte Steuerung des Extrusionsprozeßes integriert werden. Ein weiterer Vorteil des digital steuerbaren Servomotors ist es, daß ein Geschwindigkeitsprofil des Messers gefahren werden kann, da die Schneidgeschwindigkeit einen wesentlichen Einfluß auf die Qualität der Trennung hat.
Der Schnittverlauf wird weiter dadurch verbessert, daß der erste Kontakt des Messers (5) mit dem Profil (2) an einer Kante (6) des Profils (2) erfolgt; dadurch reduziert sich die erforderliche Schnittkraft.
Vorteilhafterweise weist das Messer (5) senkrecht zur Längsachse (L) des Profils (2) und senkrecht zur Richtung (R) des Messers (5) auf das Profil (2) zu einen Winkel (β) auf, der zwischen 5° und 35°, vorzugsweise bei 25°, liegt.
Besonders günstig ist es, wenn die Schneide (7) des Messers (5) in Richtung (R) der Bewegung des Messers (5) auf das Profil (2) zu mindestens zwei Stufen (8, 9) aufweist. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß der Winkel (δ) zwischen der Richtung (R) der Bewegung des Messers (5) auf das Profil (2) zu und der Schneidenoberfläche im Bereich der Stufe (8) größer ist als der Winkel (ϕ) zwischen der Richtung (R) der Bewegung des Messers (5) auf das Profil (2) zu und der Schneidenoberfläche im Bereich der Stufe (9). Hierdurch wird die Keilwirkung des in das Profil eindringenden Messers gemindert; weiterhin wird damit ein annähernd gleichmäßiger Übergang von der Schneidenspitze zu den Messerflanken erzeugt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird erreicht, daß ein Profil während des Extrusionsprozeßes spanlos getrennt werden kann. Die gesamte Vorrichtung ist auf einem Laufwagen montiert, der, während der eigentliche Schneidvorgang ausgeführt wird, das geklemmte, also vorgespannte, Profil, in Extrusionsgeschwindigkeit über einen Antrieb (hier kann z.B. ein elektrischer oder pneumatischer Antrieb gewählt werden) bewegt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Fig. 1
zeigt schematisch die gesamte Vorrichtung, in
Fig. 2
ist der Schneidteil perspektivisch dargestellt,
Fig. 3
zeigt das Messer mit einem Profilquerschnitt und in
Fig. 4
ist der Querschnitt des Messers dargestellt.
In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 schematisch dargestellt. Das Messer 5 ist in einer Aufnahme und Führung 12 eingesetzt, die auf einem verfahrbaren Tisch 11 montiert ist. An dieser Aufnahme sind auch die Niederhalter 3 befestigt. Um das Messer 5 für den Trennvorgang in Richtung R auf das Profil 2 hin zu bewegen, ist eine Antriebseinheit 10 unter dem verfahrbaren Tisch 11 montiert. Die Vorrichtung 1 ist in einem Sicherheitsgehäuse 13 untergebracht. Die gesamte Einheit kann in die Extrusionslinie integriert werden, so daß das Profil 2 durch eine Aussparung 14 der Trennvorrichtung 1 zugeführt werden kann. Nach einer vorbestimmten Zuführung, dies kann über geeignete Meßeinrichtungen oder nach einer bestimmten Zeit ermittelt werden, werden die Niederhalter 3 betätigt, z.B. über einen oder mehrere Pneumatikzylinder. Diese Niederhalter 3 drücken das Profil 2 gegen den verfahrbaren Tisch 11. Bedingt durch die Erhöhung 4 wird das Profil mit einem Biegemoment beaufschlagt. Dies geschieht - wie klar aus der Fig. 1 hervorgeht - derart, daß der Teil des Profils 2, der dem Messer 5 zugewandt ist, einer Zugspannung unterworfen ist. Anders ausgedrückt: Durch die Niederhalter 3 und die Erhöhung 4 wird das Profil 2 zwangsweise aus seiner gestreckten, ebenen Lage gebracht und partiell unter einem Winkel α kleiner als 180° gehalten. Der nun über die Steuerung freigegebene Schneidvorgang wird mittels des über die Antriebseinheit 10 angetriebenen Messers 5 ausgeführt. Das Profil 2 wird durch Zurückfahren der Niederhalter 3 und ebenfalls durch Zurückfahren des Messers 5 wieder freigegeben. Das abgetrennte Profilteil wird durch eine weitere Aussparung 14 entnommen, beispielsweise mit einem Greifer, der die automatische Stapelung der Profile übernimmt, der Tisch 11 wird in seine Ausgangslage befördert, während die Zuführung für den nächsten Schnitt bereits durchgeführt wird.
In Figur 2 ist eine perspektivische schematische Ansicht der Schneideinheit zu sehen. An der Messer-Aufnahme und -Führung 12 ist die Halterung 13 für den Niederhalter 3 in der Weise angebracht, daß diese ohne große Demontagearbeit beispielsweise wegklappbar ist, um sehr einfach an das Messer 5 zu gelangen, um dieses z.B. zu wechseln. Weiterhin ist in dieser Figur sehr deutlich die Erhöhung 4 dargestellt, über die die Vorspannung des Profils 2 nach dem Niederdrücken durch die Niederhalter 3, hier noch nicht ausgefahren dargestellt, erzeugt wird. Bedingt durch den Winkel β des Messers 5 beginnt der Schneidvorgang an einer Kante 6 des Profils 2.
Der in Figur 3 dargestellte Auszug aus der Vorrichtung 1 zeigt das Messer 5 mit dem erforderlichen Winkel β, um das Profil 2 beginnend an der Kante 6 zu durchtrennen.
In Figur 4 ist eine Vergrößerung der Schneide 7 des Messers 5 zu sehen. Hieraus gehen deutlich die unterschiedlichen Größen der beiden Winkel δ und ϕ der beiden Stufen 8 und 9 der Schneide 7 hervor, die einen homogenen Übergang von der Spitze der Schneide 7 zu den Flanken des Messers 5 ermöglichen. Die Kerbwirkung des auf das Profil 2 treffenden Messers 5 wird hiermit verringert.
Bezugszeichenliste:
1
Vorrichtung
2
Profil
3
Niederhalter
4
Erhöhung
5
Messer
6
Kante des Profils 2
7
Schneide des Messers 5
8
erste Stufe der Schneide 7
9
zweite Stufe der Schneide 7
10
Antriebseinheit
11
verfahrbarer Tisch
12
Messer-Aufnahme und -Führung
13
Sicherheitsgehäuse
14
Aussparung im Sicherheitsgehäuse 13
15
Halterung für Niederhalter 3
L
Längsachse des Profils 2
R
Richtung des Messers 5 auf das Profil 2 zu
α
Winkel des Profils 2 im vorgespannten Zustand
β
Winkel des Messers 5
δ
Winkel der Stufe 8 zur Trennrichtung
ϕ
Winkel der Stufe 9 zur Trennrichtung

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Durchtrennen von endlosen Profilen (2) mit einer Längsachse (L), insbesondere von extrudierten Kunststoffprofilen, mit einem Messer (5), das in Richtung (R) der Bewegung des Messers (5) auf das Profil (2) zu und im wesentlichen senkrecht zur Längsachse (L) bewegbar ist,
    gekennzeichnet durch
       Mittel (3, 4) zum Biegen des Profils (2) entlang seiner Längsachse (L) im Schnittbereich des Profils (2), wobei die Mittel (3, 4) durch die Biegung in dem dem Messer (5) zugewandten Bereich des Profils (2) eine Zugspannung erzeugen.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (3, 4) aus mindestens zwei Niederhaltern (3) bestehen, die auf einer Seite des zu durchtrennenden Profils (2) anliegen, sowie aus mindestens einer Erhöhung (4), die auf der anderen Seite des Profils (2) anliegen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhalter (3) an der Seite des Profils (2) anliegen, die dem Messer (5) zugewandt ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung (4) im Bereich des Messers (5) unterbrochen ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (5) von einer Antriebseinheit (10) bewegt wird.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (10) einen Servomotor aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kontakt des Messers (5) mit dem Profil (2) an einer Kante (6) des Profils (2) erfolgt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (5) senkrecht zur Längsachse (L) des Profils (2) und senkrecht zur Richtung (R) des Messers (5) auf das Profil (2) zu einen Winkel (β) aufweist, der zwischen 5° und 35°, vorzugsweise bei 25°, liegt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (7) des Messers (5) in Richtung (R) der Bewegung des Messers (5) auf das Profil (2) zu mindestens zwei Stufen (8, 9) aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (δ) zwischen der Richtung (R) der Bewegung des Messers (5) auf das Profil (2) zu und der Schneidenoberfläche im Bereich der Stufe (8) größer ist als der Winkel (ϕ) zwischen der Richtung (R) der Bewegung des Messers (5) auf das Profil (2) zu und der Schneidenoberfläche im Bereich der Stufe (9).
EP00105889A 1999-03-20 2000-03-20 Vorrichtung zum Durchtrennen von endlosen Profilen Withdrawn EP1136204A3 (de)

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