Willecke, Lothar (Illingheimerstr. 3, Sundern, 59846, DE)
Rattunde, Ulrich (Dorfstr. 48a, Bentwisch, 19322, DE)
Willecke, Lothar (Illingheimerstr. 3, Sundern, 59846, DE)
| 1. | Schneidemaschine (01 ) zum Abschneiden von Abschnitten (02) von einem stangenförmigen Profilmaterial (03) mit wenigstens einem relativ zum Profilmaterial (03) bewegbaren Anreißwerkzeug (12), mit dem ein Ritz (22) in eine Außenwandung des Profilmaterials (03) einbringbar ist und wenigstens einem relativ zum Profilmaterial (03) bewegbaren Schneidwerkzeug (13), das in den Ritz (22) einführbar ist und mit dem ein Schnitt in das Profilmaterial (03) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Anreißwerkzeug (12) und das wenigstens eine Schenidwerkzeug (13) während des Betriebs der Schneidmaschine (01) eine konstante Relativstellung aufweisen. |
| 2. | Schneidmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Anreißwerkzeug (12) und das wenigstens eine Schneidwerkzeug (13) als einteiliges Anreiß und Schneidwerkzeug (08) ausgebildet sind. |
| 3. | Schneidmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anreiß und Schneidwerkzeug (08) um eine neben der Längsrichtung (L) des Profilmaterials (03) verlaufende Achse rotierbar ist und das wenigstens ein Anreißwerkzeug (12) und das wenigstens ein Schneidwerkzeug (13) radial von dem Anreiß und Schneidwerkzeug (08) abgehen. |
| 4. | Schneidmaschine nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Anreiß und Schneidwerkzeug (08) scheibenförmig ausgebildet ist und um einen Scheibenmittelpunkt rotierbar ist. |
| 5. | Schneidmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das von dem rotierbaren Anreiß und Schneidwerkzeug (08) abgehende, wenigstens eine Anreißwerkzeug (12) wenigstens zwei in einer Rotationsrichtung (R) hintereinander angeordnete Anreißzähne (14, 16) aufweist. |
| 6. | Schneidmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein in Rotationsrichtung (R) nachlaufende Anreißzahn (14) radial weiter von dem Anreiß und Schneidwerkzeug (08) absteht als ein vorlaufender Anreißzahn (16). |
| 7. | Schneidmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Anreißzähne (14, 16) im Wesentlichen gleich weit radial vom Anreiß und Schneidwerkzeug (08) abstehen und eine Steuerung vorgesehen ist, die einen radialen Vorschub des Anreiß und Schneidwerkzeugs (08) hin zum Profilmaterial (03) während des Anreißvorgangs ermöglicht. |
| 8. | Schneidmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schneide (27) und eine zweite Schneide (28) vorgesehen sind, um das Profilmaterial (03) in von dem Inneren des Profilmaterials (03) nach außen gerichtete Schneidbewegungen zu schneiden. |
| 9. | Schneidmaschine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (13) eine erste in Rotationsrichtung (R) über eine Radiale (Rd) hinausgehend gebogene Schneide (27) aufweist und eine zweite in eine entgegen gesetzte Rotationsrichtung (R') über eine Radiale (Rd) hinausgehend gebogene Schneide (28) aufweist. |
| 10. | Schneidmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schneide an einer in Rotationsrichtung (R) vorlaufenden Kante eines in Rotationsrichtung (R) über eine Radiale (Rd) hinausgehend gekrümmten Schneidzahns (13a) angeordnet ist und die zweite Schneide (28) an einer in Rotationsrichtung (R) nachlaufenden Kante eines in die entgegen gesetzte Rotationsrichtung (R') über eine Radiale (Rd) hinausgehend gekrümmten Schneidzahns (13b) angeordnet ist. |
| 11. | Schneidmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine nachlaufende Kante des in Rotationsrichtung (R) gekrümmten Schneidzahns (13a) und /oder eine vorlaufende Kante des in die entgegen gesetzte Rotationsrichtung (R') gekrümmten Schneidzahns (13b) eine dritte Schneide (29) aufweist. |
| 12. | Schneidmaschine nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang eines Umfangs des Anreiß und Schneidwerkzeuges (08) abwechselnd Anreiß (12) und Schneidwerkzeuge (13) angeordnet sind. |
| 13. | Schneidmaschine nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Wellenantrieb (11) für die Welle (09) und durch quer zur Längsrichtung (L) des Profilmaterials (03) durch einen Haltebackenantrieb (07) verfahrbare Haltebacken (04) und durch sowohl in Längsrichtung (L) als auch quer zur Längsrichtung (L) durch einen Vorschubbackenantrieb (24) verfahrbare Vorschubbacken (23) und eine Steuerung (26), die mit dem Wellenantrieb (11), dem Haltebackenantrieb (07) und dem Vorschubbackenantrieb (24) in Verbindung steht. |
| 14. | Verfahren zum Abschneiden von Abschnitten (02) von einem stangenförmigen Profilmaterial (03), insbesondere durch eine Maschine (01 ) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, indem das Profilmaterial (03) vom Anreißwerkzeug (12) angeritzt wird, und ein Schneidwerkzeug (13, 13a, 13b) durch den Ritz (22) in das Profilmaterial (03) eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Anreißwerkzeug (12) rotiert wird und dadurch der Ritz (22) in das Profilmaterial (03) eingebracht wird und das Schneidwerkzeug (13, 13a, 13b) durch dieselbe Rotationsbewegung zum Profilmaterial (03) hinbewegt wird und sich die Relativstellung zwischen Anreißwerkzeug (12) und Schneidwerkzeug (13, 13a, 13b) beibehalten wird. |
| 15. | Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilmaterial (03) durch eine Schneidbewegung, die wenigstens in einer Bewegungskomponente von dem Innern des Profilmaterials ((03) nach außen gerichtet ist, von dem Schneidwerkzeug (13, 13a, 13b) geschnitten wird. |
| 16. | Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Anreiß und Schneidwerkzeug (08) während des Anreißvorganges in Rotationsrichtung (R) rotiert wird und dass ein zwei gleich lange Anreißzähne (14, 16) aufweisendes Anreißwerkzeug (13) in radialer Richtung zum Profilmaterial (03) hin vorgeschoben wird. |
| 17. | Verfahren nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Anreiß und Schneidwerkzeug (08) in Rotationsrichtung (R) rotiert wird, wobei das Profilmaterial (03) von dem Anreißwerkzeug (12) in einer Schnittebene (21) angeritzt wird und das Anreiß und Schneidwerkzeug (08) dann in eine entgegen gesetzte Rotationsrichtung (R') rotiert wird und das Profilmaterial (03) dann in der Schnittebene (21) in einer ersten Schneidbewegung mit einer von dem Inneren des Profilmaterials nach außen gerichteten Bewegungskomponente durch die zweite in die entgegen gesetzte Rotationsrichtung (R') über eine Radiale (Rd) hinausgehend gebogene Schneide (28) geschnitten wird und das Anreiß und Schneidwerkzeugs (08) dann wieder in Rotationsrichtung (R) rotiert wird und das Profilmaterial (03) dann in der Schnittebene (21) in einer zweiten Schneidbewegung mit einer von dem Inneren des Profilmaterials nach außen gerichteten Bewegungskomponente durch die erste in Rotationsrichtung (R) über eine Radiale (Rd) hinausgehend gebogene Schneide (27) geschnitten wird. |
| 18. | Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Anreiß und Schneidwerkzeug (08) einen in Rotationsrichtung vorlaufenden Schneidzahn (13a) mit der ersten Schneide (27) und einen in Rotationsrichtung (R) nachlaufenden Schneidzahn (13b) mit der zweiten Schneide (28) aufweist, indem das Anreiß und Schneidwerkzeug (08) dann in die entgegen gesetzte Rotationsrichtung (R') rotiert wird und das Profilmaterial (03) dann von einer an der nachlaufenden Kante des vorlaufenden Schneidzahns (13a) angeordneten dritte Schneide (29) vollständig abgelängt wird. |
Die Erfindung betrifft eine Schneidemaschine und ein Verfahren zum Abschneiden von Abschnitten von einem stangenförmigen Profilmaterial nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
Rohrschneidemaschinen und Verfahren zum Abschneiden von Rohrabschnitten von Rohren sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Bekannte Rohrschneidmaschinen weisen dafür zwei voneinander unabhängig steuerbare Werkzeuge auf, ein Anreißwerkzeug und ein Schneidwerkzeug.
Mithilfe des Anreißwerkzeuges wird zunächst ein Ritz in die Rohraußenwandung eingebracht, um die Rohraußenwandung in einer Schnittebene zu schwächen. Das Anreißwerkzeug wird danach vom Rohr weg verfahren und in einem folgenden Arbeitsschritt wird die Klinge in die geschwächte Rohraußenwandung hineingestoßen, die einen Rohrabschnitt vom Rohr ablängt. Nachdem die Klinge vom Rohr weg verfahren wurde, wird das Rohr um eine Länge eines Rohrabschnitts in seiner Längsrichtung vorgefördert.
In einem sich anschließenden, dem oben beschriebenen gleichenden Arbeitstakt wird ein weiterer Rohrabschnitt abgelängt.
Aus der DE 100 15 367 C1 ist eine Rohrschneidemaschine mit einem maschinell betätigbaren Messer und einer Anritzeinrichtung bekannt. Die Anritzeinrichtung und das Messer werden unabhängig von einander gesteuert.
Aus der CH 568 117 ist eine handgeführte Rohrsäge bekannt. Das Zersägen erfolgt dabei mittels einer handgeführten Schwenkbewegung des Sägeblattes um das zu zersägende Rohr herum.
Aus der DE 196 03 361 C2 ist eine ebenfalls handgeführte Rohrsäge bekannt. Die Rohrsäge ist eine Weiterentwicklung der aus der genannten Schweizer Patentschrift bekannten Vorrichtung. Die weiter entwickelte Vorrichtung betrifft eine kombinierte Sage- und Anfasmaschine für dünnwandige Rohre.
Die bekannten Rohrschneidemaschinen weisen den Nachteil auf, dass das Anreißen und das Schneiden des Rohrs durch zwei separate Werkzeuge erfolgen. Beide Werkzeuge werden über eine zugeordnete Hydrauliksteuerung angetrieben. Das bedeutet erhebliche mechanische Bewegungen über längere Strecken für beide Werkzeuge bzw. die sich auch bewegende Hydrauliksteuerung. Mechanische Bewegungen verschleißen die Maschine in starkem Maße.
Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schneidemaschine und ein Verfahren zum Abschneiden von Abschnitten von einem stangenförmigen Profilmaterial zur Verfügung zu stellen, die geringerem Verschleiß unterworfen ist, bzw. bei dem ein geringerer Verschleiß auftritt.
Die Aufgabe wird durch eine gattungsgemäße Schneidemaschine mit den Merkmalen des Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
Durch die während des Betriebs der Schneidemaschine zwischen dem wenigstens einen Anreiß- und dem wenigstens einen Schneidwerkzeug vorhandenen konstanten Relativstellung, können sich die Anreiß- und Schneidwerkzeuge nicht gegenseitig behindern, wenn sie nacheinander zum Anreißen bzw. Abschneiden an das Profilmaterial herangeführt werden. Unter Relativstellung ist dabei sie Position der beiden Werkzeuge zueinander zu verstehen. Ihre Stellung gegenüber dem Profilmaterial, der Schneidemaschine u.Ä. ist natürlich veränderbar. Da die Wegbewegung des Anreißwerkzeuges gleichzeitig die Heranbewegung des Schneidwerkzeugs ist, sind insgesamt weniger mechanische Bewegungen als bei bekannten, gattungsgemäßen Schneidemaschinen erforderlich, und der Verschleiß der Schneidemaschinen wird herabgesetzt. Der Begriff Profilmaterial ist hier allgemein zu verstehen. Er umfasst insbesondere Rundrohre, aber auch Vierkantprofile, Rechteckprofile, Sonderprofile, Ellipsenrohre, und Flachovalrohre.
Wenigstens Teile des wenigstens einen Anreiß- und wenigstens Teile des wenigstens einen Schneidwerkzeug sind vorzugsweise einteilig miteinander zu einem Anreiß- und Schneidwerkzeug verbunden. Beispielsweise können auf einem einteiligen Grundkörper austauschbare Schneiden und Anreißhacken vorgesehen sein. Die einteilige Verbindung macht eine gemeinsame Steuerung z.B. über eine gemeinsame
Welle möglich. Dadurch wird eine separate mechanische Steuervorrichtung gespart. Die gemeinsame Welle kann durch eine einfache Softwarelösung numerisch gesteuert werden.
Vorzugsweise ist das Anreiß- und Schneidwerkzeug einteilig ausgebildet. Es kann dann bei Verschleiß komplett ausgetauscht werden. Ein separater Klingenwechsel ist dann nicht nötig. Einteilige Werkzeuge sind gegenüber mehrteiligen Werkzeugen kostengünstig herstellbar und weniger störungsanfällig.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Anreiß- und Schneidwerkzeug scheibenförmig ausgebildet. Von einer Scheibe gehen das wenigstens eine Anreißwerkzeug und das wenigstens eine Schneidwerkzeug radial ab. Die Scheibe kann um eine in Längsrichtung des Profilmaterials verlaufende Rotationsachse rotierbar sein und quer zur Längsachse des Profilmaterials verfahrbar sein. Die Welle geht günstigerweise vom Mittelpunkt der Scheibe senkrecht ab, und sie ist an dem der Scheibe gegenüberliegenden Ende mit einem Wellenantrieb verbunden. Über die Welle ist das Anreiß- und Schneidwerkzeug besonders bequem steuerbar. Durch die Rotationsbewegung ist der Ritz mit Hilfe des wenigstens einen Anreißwerkzeugs in die Außenwandung des Profilmaterials einbringbar.
Der eigentliche Schneidvorgang wird mit dem wenigstens einen Schneidwerkzeug durchgeführt. Dazu wird das Anreißwerkzeug vom Profilmaterial wegrotiert, wobei das wenigstens eine Schneidwerkzeug durch dieselbe Rotationsbewegung der Scheibe zum Profilmaterial hinbewegt wird. Die Steuerung des Anreiß- und Schneidwerkzeugs ist so ausgelegt, dass das Schneidwerkzeug über dem Ritz positioniert wird. Durch eine Verfahrbewegung der Welle zum Profilmaterial hin, kann ein Abschnitt des Profilmaterials durch das wenigstens eine Schneidwerkzeug abgelängt werden, indem das Schneidwerkzeug in das Profilmaterial eindringt und es durchtrennt.
Vorzugsweise weist das Anreißwerkzeug zwei in einer Rotationsrichtung gebogene Anreißzähne auf, wobei ein vorlaufender Anreißzahn eine geringere Höhe aufweist als ein nachlaufender Anreißzahn. Während der Rotationsbewegung werden somit zwei Späne aus der Außenwandung herausgeschält. Denkbar sind aber auch Anreißwerkzeuge mit drei oder einer Mehrzahl von in Rotationsrichtung hintereinander angeordneten Anreißzähnen.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist das Anreißwerkzeug wenigstens zwei radial gleich lange in Rotationsrichtung gebogene Anreißzähne auf. Dabei ist die Steuerung des Anreiß- und Schneidwerkzeugs vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Anreißwerkzeug während der Rotationsbewegung einen radialen Vorschub zum Profilmaterial hin erfährt. Auch in dieser Ausführungsform können während des Anreißens wenigstens zwei Späne aus dem Profilmaterial herausgeschält werden. In entsprechender Weise kann eine Steuerung für drei oder eine Mehrzahl radial gleich langer Anreißzähne vorgesehen sein.
Die Rotationsrichtung des Anreiß- und Schneidwerkzeugs verläuft quer zur Längsrichtung des länglichen Profilmaterials. Die Rotationsachse verläuft im Wesentlichen neben der Längsrichtung des länglichen Profilmaterials.
Das Schneidwerkzeug kann zwei in einer Spitze zulaufende Schneiden aufweisen, wobei die Spitze vom Anreiß- und Schneidwerkzeug weggerichtet ist. Die Spitze erleichtert das Eindringen des Schneidwerkzeugs in das durch den Ritz geschwächte Profilmaterial. Die eine, vorzugsweise in Rotationsrichtung vorlaufende Schneide kann in Rotationsrichtung gebogen sein und die andere, vorzugsweise in Rotationsrichtung nachlaufende Schneide kann entgegen der Rotationsrichtung gebogen sein. Der Abschnitt ist durch Verfahren des Schneidwerkzeugs in radialer Richtung zum Profilmaterial hin ablängbar
Günstigerweise sind entlang eines Umfanges der Scheibe mehrere Werkzeuge angeordnet. Schneid- und Anreißwerkzeuge können einen gleichmäßigen Abstand voneinander aufweisen und alternierend angeordnet sein. Durch die Mehrzahl der Werkzeuge wird die Standzeit des Anreiß- und Schneidwerkzeuges erhöht und durch den gleichmäßigen Abstand ist eine besonders einfache Steuerung der Scheibe möglich.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 14, das sich insbesondere zur Durchführung mit einer der vorbeschriebenen Maschinen eignet, wird der Ritz durch eine Rotationsbewegung des Anreißwerkzeugs in die Rohrwandung eingebracht. Dabei wird die Relativstellung zwischen Anreiß- und Schneidwerkzeug beibehalten und so wird das Schneidwerkzeug durch dieselbe Rotationsbewegung über dem Ritz
positioniert, um anschließend durch die Profilmaterialwandung gestoßen zu werden. Die Länge der Bewegungswege beider Werkzeuge insgesamt verkürzt sich somit.
Vorzugsweise wird der Abschnitt des Profilmaterials nach dem Anreißen durch eine wenigstens in einer Bewegungskomponente von innen nach außen geführte Schneidbewegung geschnitten. Durch diese Schneidbewegung wird das Ende des Profilmaterials im Bereich der Schnittfläche, insbesondere im Zusammenwirken mit von außen an dem Profilmaterial im Bereich der Schnittfläche anliegenden Haltebacken, nur unwesentlich verformt. Die durch den Schneidvorgang auf das Profilmaterialende wirkende Kraft wird durch die Haltebacken kompensiert. Grundsätzlich ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch mit Anreißwerkzeugen möglich, die unabhängig von den Schneidwerkzeugen gesteuert werden. Die beiden Werkzeugarten brauchen hier nicht einheitlich sein, oder fest zusammenhängen.
Vor den Schneidschritten des Verfahrens wird das Profilmaterial vorzugsweise durch ein gleich lange Anreißzähne aufweisendes, rotierendes Anreißwerkzeug angeritzt. Während des Anreißvorgangs wird das Anreißwerkzeug hier, zusätzlich zur Rotationsbewegung, radial zum Profilmaterial hin verschoben, um somit durch jeden Anreißzahn einen Span vom Profilmaterial abzuheben.
Zur Durchführung der Schneidschritte des Verfahrens weist das wenigstens eine Schneidwerkzeug des rotierbaren Anreiß- und Schneidwerkzeugs vorzugsweise eine erste Schneide auf, die in Rotationsrichtung über eine Radiale hinausgehend gebogen ist und eine zweite Schneide, die in eine entgegen gesetzte Rotationsrichtung über eine Radiale hinausgehend gebogen ist. Es sind aber auch andere Schneidformen möglich.
Zum Schneiden des Profilmaterials wird die zweite Schneide zunächst über dem Ritz des Profilmaterials positioniert und durch den Ritz in das Profilmaterial ein Stück weit eingeführt. Dann wird das Profilmaterial in der Schnittebene mittels der zweiten
Schneide in einer ersten Schneidbewegung mit einer von dem Inneren des
Profilmaterials nach außen gerichteten Bewegungskomponente in einem ersten Sektor der Schnittebene geschnitten. Danach wird das Anreiß- und Schneidwerkzeugs wieder in Rotationsrichtung rotiert, dabei wird das Profilmaterial mittels der ersten Schneide in
der Schnittebene in einer zweiten Schneidbewegung mit einer von dem Inneren des Profilmaterials nach Außen gerichteten Bewegungskomponente in einem zweiten Sektor der Schnittebene geschnitten.
Vorzugsweise weist das wenigstens eine Schneidwerkzeug einen vorlaufenden Schneidzahn, mit der ersten Schneide an einer vorlaufenden Kante und einen davon beabstandeten nachlaufenden Schneidzahn, mit der zweiten Schneide an der nachlaufenden Kante, auf. Dabei kann beispielsweise an der nachlaufenden Kante des vorlaufenden Schneidzahns eine dritte Schneide angeordnet sein, mittels der der Abschnitt des Profilmaterials vollständig in einer entgegen gesetzten Rotationsbewegung ablängbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Maschine Haltebacken für das Rohr auf, die durch einen Haltebackenantrieb antreibbar sind. Die Haltebacken verlaufen in Längsrichtung des Rohres direkt neben der Schnittebene. Damit ist die Schnittebene besonders gut fixiert, und während des Schneidens können geringe Toleranzen eingehalten werden. Weiterhin können Vorschubbacken vorgesehen sein, die durch einen Vorschubantrieb in Längsrichtung bewegbar sind. Der Vorschubantrieb gestattet es, das Profilmaterial um eine Abschnittlänge zum erneuten Ablängen vorzufördem. Vorzugsweise sind Vorschubantrieb, Haltebackenantrieb und Wellenantrieb zentral numerisch gesteuert (NC gesteuert).
Die Haltebacken eignen sich besonders in Kombination mit einem Schneidwerkzeug, das einen vorlaufenden Schneidzahn und einen nachlaufenden Schneidzahn aufweist, wobei das Profilmaterial durch eine von innen nach außen geführte Schneidbewegung geschnitten wird. Aufgrund der von innen nach außen geführten Bewegung, die an den Haltebacken abgestützt ist, wird das Ende des Profilmaterials an der Schnittebene wenig verformt.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in zehn Figuren beispielhaft beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 perspektivische Prinzipansicht einer erfindungsgemäßen
Rohrschneidemaschine mit eingespanntem Rohr,
Fig. 2 Einbringen eines Ritzes in eine Rohraußenwandung,
Fig. 3 Ausrichten einer Schneide in eine Schneidposition oberhalb der angeritzten
Rohraußenwandung,
Fig. 4 Abschneiden eines Rohrabschnitts,
Fig. 5 Befördern des Rohres in Längsrichtung,
Fig. 6 Anreiß- und Schneidscheibe in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 7 Anreißen im erfindungsgemäßen Verfahren, a) Eindringen des Anreißzahnes in ein Rohr, b) Abheben eines ersten Spanes,
Fig. 8 a) das dem in Fig.7 dargestellten Anreißen nachfolgende Eindringen eines nachlaufenden Schneidzahnes in das Rohr, b) Schneiden eines ersten Sektors das Rohr, c) Abheben eines zweiten Spanes,
Fig. 9 das dem in Fig.8 dargestellten Schneiden des ersten Sektors nachfolgende Schneiden eines zweiten Sektors des Rohrs mittels eines vorlaufenden
Zahnes,
Fig. 10 a) das dem in Fig.9 dargestellten Schneiden des zweiten Sektors nachfolgende Schneiden eines dritten Sektors des Rohrs, b) Abheben eines vierten Spanes.
Fig.1 zeigt eine Prinzipansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Rohrschneidemaschine 01. Mit Hilfe der Rohrschneidemaschine 01 können Abschnitte 02 einer vorgebbaren Länge von einem Rohr 03 abgeschnitten werden. Das Rohr 03 ist zwischen zwei gegeneinander senkrecht zu einer Längsrichtung L des Rohres 03 verfahrbaren Haltebacken 04 fixierbar. Jede der Haltebacken 04 ist über eine Steuerstange 06 mit einem Haltebackenantrieb 07 verbunden. Wenn die Haltebacken 04 das Rohr 03 an dessen Rohraußenwandung festklemmen, steht der abzuschneidende Rohrabschnitt 02 über die Haltebacken 04 in Längsrichtung L hinaus ab. In Längsrichtung L ist zwischen den Haltebacken 04 und dem freien Ende des
Rohrabschnitts 02 eine einteilige Anreiß- und Schneidscheibe 08 angeordnet, die über eine Welle 09 durch einen Wellenantrieb 11 antreibbar ist. Die Welle 09 verläuft auch in Längsrichtung L.
Die Anreiß- und Schneidscheibe 08 ist im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und weist an ihrem Scheibenumfang alternierend, in gleichmäßigen Abständen voneinander angeordnete Anreißwerkzeuge 12 und Schneidwerkzeuge 13 auf. Die Anreiß- und Schneidscheibe 08 ist einteilig aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, ausgebildet. Sie bildet so ein einheitliches Werkzeug aus. Die in Fig.1 bis Fig.5 abgebildete Anreiß- und Schneidscheibe 08 weist vier Anreißwerkzeuge 12 und vier Schneidwerkzeuge 13, letztere in Form von Klingen, auf. Die Welle 09 geht von einem Scheibenmittelpunkt senkrecht zu einer Scheibenebene ab und ist mit dem Wellenantrieb 11 verbunden, der die Anreiß- und Schneidscheibe 08 in Rotationsrichtung R, d.h. in Fig.1 im Uhrzeigersinn antreibt. Zusätzlich ist die Welle 09 durch den Wellenantrieb 11 senkrecht zum Rohr 03 hin und vom Rohr 03 weg verfahrbar. Bewegungsfreiheitsgrade sind in den Figuren generell durch Pfeile dargestellt.
Das Anreißwerkzeug 12 weist jeweils zwei in Rotationsrichtung R gebogene, hintereinander angeordnete Zähne 14, 16 auf, einen vorlaufenden Zahn 16 und einen nachlaufenden Zahn 14.
Jedes Schneidwerkzeug 13 weist zwei bogenförmig aufeinander in einer Spitze 19 zulaufende Schneiden 17, 18 auf. Die beiden Schneiden 17, 18 verlaufen in einer Ebene der Scheibe 08, und sie sind in Rotationsrichtung R nacheinander angeordnet. Die zwischen einer vorlaufenden Schneide 18 und einer nachlaufenden Schneide 17 ausgebildete Spitze 19 zeigt radial vom Mittelpunkt der Scheibe 08 weg.
Um den Rohrabschnitt 02 vom Rohr 03 abzuschneiden, wird die Anreiß- und Schneidscheibe 08 gemäß Fig.2 soweit zum Rohr 03 translatorisch hin bewegt, dass die Scheibe 08 nicht mehr frei über dem Rohr 03 rotieren kann. Während einer der
Translationsbewegung gleichzeitigen oder ihr nachfolgenden Rotationsbewegung bringt das Anreißwerkzeug 12 einen länglichen Ritz 22 in die Außenwandung des
Rohres 03 in einer Schnittebene 21 ein, die senkrecht zur Längsrichtung L verläuft. Der vorlaufende Zahn 16 weist eine geringere radiale Länge als der nachlaufende
Zahn 14 auf. Beide Zähne 14, 16 stehen radial weiter als die Spitzen 19 vom Mittelpunkt der Scheibe 08 ab. Durch die Rotation der Scheibe 08 werden somit durch eines der vier Anreißwerkzeuge 12 kurz nacheinander zwei Späne aus der Außenwandung des Rohres 03 gerissen und damit der längliche Ritz 22 in der Schnittebene 21 in die Außenwandung des Rohres 03 eingebracht. Durch den länglichen Ritz 22 ist die Außenwandung in der Schnittebene 21 geschwächt.
Nach dem Einbringen des Ritzes 22 in die Außenwandung des Rohres 03, wird das kombinierte Anreiß- und Schneidwerkzeug 08 gemäß Fig.3 in einer Schneidposition drehfest arretiert. In der Schneidposition ist eines der Schneidwerkzeuge 13 oberhalb des länglichen Ritzes 22 angeordnet.
Fig.4 zeigt den dem Anreißen folgenden Schritt des Zerschneidens des Rohres 03, in dem das arretierte Schneidwerkzeug 13 durch den Wellenantrieb 11 zum Rohr 03, wiederum translatorisch, hin bewegt wird. Dadurch dringt das Schneidwerkzeug 13 in den Ritz 22 ein. Die Kraft des Wellenantriebs 11 ist so dimensioniert, dass die Klinge 13 die durch den Ritz 22 geschwächte Rohrwandung durchstößt und den durch die Schnittebene 21 vorgegebenen Rohrabschnitt 02 vollständig vom Rohr 03 abtrennt. Eine Länge des Schneidwerkzeugs 13 in Rotationsrichtung R entspricht dabei wenigstens dem maximalen Rohrdurchmesser des Rohrs 03. Somit kann der Rohrabschnitt 02 in einer einzigen Schneidbewegung vom Rohr 03 abgetrennt werden. Eine Schnittfläche des abgetrennten Rohrabschnitts 02 kann einer weiteren Behandlung, beispielsweise durch Bürsten oder Anfasen, unterzogen werden.
In einem folgenden Schritt wird die Anreiß- und Schneidscheibe 08, gemäß Fig. 5, wieder vom Rohr 03 weg bewegt, bis das Schneidwerkzeug 13 aus dem Rohrdurchmesser vollständig entfernt ist.
Wie Fig. 1 zeigt, ist das Rohr 03 in Vorschubbacken 23 eines Vorschubantriebs 24 eingespannt. Vorschubbacken 23 und Vorschubantrieb 24 dienen dazu, das Rohr 03 nach dem Abschneiden eines Rohrabschnitts 02 und dem Lösen der Haltebacken 04 um eine Abschnittslänge vorzuschieben. Das Rohr 03 ist in Längsrichtung L durch den Vorschubantrieb 24 vorschiebbar. Die Vorschubbewegung in Längsrichtung L ist in Fig. 5 dargestellt.
In einem weiteren Arbeitstakt kann dann ein weiterer Rohrabschnitt 02 vom Rohr 03 abgeschnitten werden. Ein Arbeitstakt dauert weniger als 1 Sekunde. Mit der Rohrschneidemaschine 01 können auch Edelstahlrohre, wie Chrom-Nickel Rohre, durchschnitten werden.
Fig.1 zeigt eine NC-Steuerschaltung 26 für den Wellenantrieb 11 , den Haltebackenantrieb 07 und den Vorschubantrieb 24. Die NC-Steuerschaltung 26 wirkt mit Sensorelementen (nicht eingezeichnet) zusammen, die die Stellung der Anreiß- und Schneidscheibe 08 und die Position des Rohres 03 ermitteln. Vor der Durchführung des Schneidvorganges sind Parameter, wie Rohrdurchmesser, Wandungsstärke, Rohrmaterial und Länge des Rohrabschnitts 02 in einen der NC- Steuerschaltung 26 zugeordneten Speicher eingebbar. Ein programmierter Prozessor errechnet aus den Parameterwerten die Längen und Zeitpunkte der zu durchlaufenden Wege für Schneidscheibe 08, Haltebacken 04 und Vorschubbacken 23.
Fig. 6 zeigt eine Anreiß- und Schneidscheibe 08 in einer zweiten Ausführungsform. Die Schneidwerkzeuge 13 weisen hier jeweils einen in Rotationsrichtung R vorlaufenden Schneidzahn 13a und einen nachlaufenden Schneidzahn 13b auf. An einer vorlaufenden Kante des vorlaufenden Schneidzahnes 13a ist eine erste, vorlaufende Schneide 27 angeordnet. An einer nachlaufenden Kante des nachlaufenden Schneidzahnes 13b ist eine zweite, nachlaufende Schneide 28 angeordnet. Der vorlaufende Schneidzahn 13a weist darüber hinaus an seiner in Rotationsrichtung R nachlaufenden Kante eine dritte Schneide auf.
Die Anreiß- und Schneidscheibe 08 ist mittels einer angetriebenen Welle 09 in der Rotationsrichtung R und in einer entgegen gesetzten Rotationsrichtung R' rotierbar. Die Welle ist im Mittelpunkt, vorzugsweise Schwerpunkt, der Scheibe 08 befestigt. Darüber hinaus ist die Anreiß- und Schneidscheibe 08 radial zum Profilmaterial 03 hin und von ihm weg verfahrbar.
In Fig. 6 sind zwei Radialen Rd eingezeichnet, die vom Mittelpunkt der Scheibe 08 radial abgehen. Die erste Schneide 27 ist in Rotationsrichtung R gebogen. Dabei ist die erste Schneide 27 so angeordnet, dass sie über die Radiale Rd hinaus gebogen ist. Die zweite Schneide 28 ist in die entgegen gesetzte Rotationsrichtung R' gebogen und zwar ebenfalls über die Radiale Rd hinaus.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in den Fig.7a bis Fig.10b dargestellt. Zu seiner Durchführung kann eine Anreiß- und Schneidscheibe 08 gemäß Fig. 6 verwendet werden.
Zunächst wird das Rohr 03 in Fig.7a mittels eines der beiden Anreißzähne 14, 16 angerissen und durch eine Rotationsbewegung der Anreiß- und Schneidscheibe 08 wird ein erster Span vollständig aus der Wandung des Rohres 03 geschält. Es entsteht der Ritz 22 in der Wandung des Rohres 03.
Das Anreiß- und Schneidwerkzeug 08 wird durch eine entsprechende Programmierung der Steuerschaltung 26 derart rotiert, dass der nachlaufende Schneidzahn 13b, gemäß Fig.8a, über dem Ritz 22 positioniert wird. Danach wird der nachlaufende Schneidzahn 13b durch eine Vertikalbewegung etwas in den Ritz 22 eingeführt. In einer sich anschließenden kombinierten entgegen gesetzten Rotationsbewegung R' und Verfahrbewegung zum Rohr 03 hin, wird in den Fig.δb und Fig.8c ein zweiter Span aus dem ersten Sektor in der Schnittebene 21 aus dem Rohr 03 heraus geschnitten. Dafür ist die zweite Schneide 28 vorgesehen.
Danach wird die Anreiß- und Schneidscheibe 08 vom Rohr 03 weg verfahren und der in den Fig.8 dargestellte Verfahrensschritt wird mit dem vorlaufenden Zahn 13a in Rotationsrichtung R wiederholt. Dabei wird der vorlaufende Zahn 13a in einer kombinierten Rotationsbewegung R und Verfahrbewegung zum Rohr 03 hin bewegt. Die erste Schneide 27 trennt dabei einen dritten Span in dem zweiten Sektor der Schnittebene 21 aus dem Rohr 03.
Durch die an der nachlaufenden Kante des vorlaufenden Zahns 13a vorgesehenen Schneide 29 wird, in einem sich anschließenden und in den Fig.10a und Fig.10b dargestellten Verfahrensschritt, das Rohr 03 vollständig durchgeschnitten. Dabei wird der vorlaufende Zahn 13a in entgegen gesetzter Rotationsrichtung R' rotiert und ein vierter Span aus der Schnittebene 21 des Rohrs 03 herausgetrennt.