Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtrennen von Kunststoffprofilen die entlang einer Extrusionsachse extrudierten werden, mindestens umfassend: Ein an einem Werkzeugträger angeordnetes Werkzeug, einen Schwenkarm, mittels dem der Werkzeugträger mit dem Werkzeug auf die Extrusionsachse zu und von dieser wegbewegbar ist, einer Einrichtung zum Schwenken des Schwenkarmes, sowie ein diesbezügliches Verfahren.

Aus dem Stand der Technik sind Trenneinrichtungen bekannt. So beschreibt zum Beispiel die DE 10 2020 181 1447 eine Vorrichtung zum Ablängen eines extrudierten Kunststoffrohres mittels einer Trennvorrichtung und um die Extrusionsachse des extrudierten Rohres rotierbaren Trenneinheit, wobei die Trenneinheit drehbar gelagert ist und das Trennen mit an der Trenneinheit angeordneten Schneidwerkzeugen erfolgt, wobei zum Bewegen der Schneidwerkzeuge Energie übertrag-bar ist, wofür Elemente zur Energieübertragung an bewegte Teile angeordnet sind die mit auf eine in der Trenneinheit angeordneten rotierenden Aufnahmeeinheit in Wirkverbindung stehen.

Erfmdungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass zusätzlich mindestens eine elektrische Komponenten an der rotierenden Aufnahmeeinheit angebracht ist über die die Energie und Steuerbefehle an mindestens eine elektromechanische Einheit zum Verfahren von mindestens einem Träger und daran angeordnetem Schneidwerkzeug weitergegeben werden, wobei der Raum den die elektromechanische Einheiten, der Träger und das daran angeordnete Schneidwerkzeug umfasst, kleiner baut als eine für die gleiche Krafterzeugung erforderliche hydraulische Einheit, wobei die elektromechanische Einheiten, der Träger oder das Schneidwerkzeug so angeordnet ist, dass einer Kraft entgegen der Trennkraft ausgewichen werden kann, sofern diese Kraft größer ist als die benötigte Trennkraft.

Das gesamte System ist somit in der Lage bei einer Überlast auszuweichen, um Beschädigungen zu vermeiden. Das kann erforderlich sein, wenn beispielsweise eine Unrundung im Kunststoffrohr vorliegt. Es kann aber nicht gezielt einen bestimmten Trennablauf wiedergeben und somit das Trennwerkzeug nicht mit unterschiedlicher Vorschubgeschwindigkeit auf das Kunststoffprofil zu oder von diesem wegbewegen.

A u f g a b e der Erfindung ist es, bekannte Trenneinrichtungen derart weiterzubilden, dass diese kleiner bauen und weniger Bauteile umfassen, weiterhin liegt die Aufgabe darin, eine präzisere Positionierung des Trennwerkzeuges zu ermöglichen und nach einem Stopp diese Positionierung beizubehalten.

Die L ö s u n g der Aufgabe ist in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug mit dem Werkzeugträger verbunden ist und über eine Verstellung, auf eine im rechten Winkel zur Extrusionsachse liegende Ebene, ausrichtbar ist und/oder das Werkzeug mit dem Werkzeugträger und dem Schwenkarm verbunden ist, wobei der Schwenkarm an der Einrichtung zum Schwenken angeordnet ist, wobei die Einrichtung zum Schwenken ein elektromechanischer Antrieb ist, wobei der elektromechanischen Antrieb mindestens ein Zykloidgetriebe umfasst, welches direkt mit einem Aktuator verbunden ist.

Der große Vorteil ein Zykloidgetriebe mit direktem Antrieb über einen Aktuator einzusetzen, ist seine extrem robuste interne Getriebelagerung. Es ist somit möglich in der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung dies auch mit als Drehlagerung für den Trennarm der Trennvorrichtung zu nutzen. Es können so die Kosten und der Platz (Bauraum), für eine zusätzliche Lagerung des Trennarmes, minimiert bzw. eingespart werden. Auch der direkte Antrieb über den Aktuator spart zusätzliche Getriebe und/oder Umlenkungen. Der Aktuator umfasst mindestens einen Frequenzumrichter und einen Elektromotor, wobei der Elektromotor die Schwenkbewegung des Trennarmes und damit den Vorschub der Trennvorrichtung sicherstellt.

Weiterbildungsgemäß ist vorgesehen, dass mehrere Einrichtungen zum Schwenken mit daran angeordnetem Schwenkarm mit Werkzeugträger und Werkzeug um die Extrusionsachse angeordnet sind. Durch eine so ausgestaltete Trenneinrichtung wird eine kleiner bauende Vorrichtung angeboten wodurch mehr Trenn Werkzeuge (mehr als zwei) als im Stand der Technik bekannt auf einer Vorrichtung untergebracht werden können. Durch den Einsatz des elektromechanischen Antriebes wird eine präzise Positionierung ermöglicht. Zusätzlich wird erreicht, dass beispielsweise nach einem Anhalten des Schwenkarmes dessen Position gehalten werden kann, was bei hydraulischen Systemen unter Umständen aufgrund von Druckaufbau nicht sichergestellt ist.

Vorteilhafter Weise umfasst die Vorrichtung auch eine Einrichtung zum Erkennen welches Werkzeug mit dem Werkzeugträger verbunden ist. Durch diese Erkennung kann über die Steuerung erkannt werden, ob dieses Werkzeug zum auszuführenden Prozess passt. Sollte dies nicht der Fall sein, kann über die Steuerung ein Alarm ausgegeben oder sogar die Ausführung gestoppt bzw. verweigert werden. Diese Überprüfung kann z.B. in Abhängigkeit des Rohrdurchmessers oder der Rohrdicke erfolgen, hierbei kann sich die Erkennung auf die eingelegten Klemmbacken genauso wie auf die Trennmesser oder nur auf Schneidwerkzeuge zum Fasen beziehen.

Gemäß einer Fortbildung ist das Werkzeug im Werkzeughalter mittels einer Schnellspannung befestigt. Diese Schnellspannung kann ein Exzenter oder eine Bolzenverbindung sein. In jedem Fall ist sichergestellt, dass die Verbindung sehr genau toleriert ist, wodurch eine gute Passform sichergestellt wird. Um den Verschleiß dieser Teile zu minimieren werden die betreffenden Teile gehärtet.

Die L ö s u n g bezüglich des Verfahrens ist im Anspruch 7 dargestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die elektromotorische Zustellung der Werkzeuge neben der präzisen Positionierung auch hohe Flexibilität bei der Einstellung der Vorschubgeschwindigkeiten. So ist es zum Beispiel denkbar, dass zum Beispiel ein Messer zunächst langsamer in das abzutrennen der Kunststoffrohr eintaucht, damit die Messerklinge nicht verläuft. Sobald das Messer tief genug im Kunststoffrohr eingetaucht ist und nicht mehr verlaufen kann, kann die Geschwindigkeit wieder erhöht werden. Kurz bevor das Messer auf der Innenseite des Kunststoffrohres durchbricht, kann die Geschwindigkeit wieder reduziert werden, um einen sogenannten Weißbuch oder andere Arten von Ausbrüchen aus Material (z.B. wegen sprödem Material) dem zu vermeiden.

Weiterbildungsgemäß ist vorgesehen, dass die Vorschubgeschwindigkeit vom Drehmoment abhängig ist. Es ist also vorgesehen, den Vorschub mit dem Drehmoment des Aktuators zu koppeln und damit unterschiedliche Anforderung beim Trennen von extrudierten Profilen, hier bevorzugt Rohre, zu berücksichtigen.

In den Zeichnungen wird schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt:

Fig. 1 zeigt eine typische Extrusionslinie

Fig. 2 den Stand der Technik einer Trenneinheit

Fig. 3 eine alternative Ausführung der erfindungsgemäßen

Trenneinheit

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht gemäß Figur 3

Fig. 5 bis 11 verschieden Ansichten des Schwenkarmes mit anderer Ausgestaltung

Fig. 12 bisl5 verschieden Ansichten des erfindungsgemäßen Schwenkarmes

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen

Trenneinheit

Figur 1 zeigt eine typische Extrusionslinie, wie sie heute für die Profilextrusion, egal, ob für die Produktion von Fensterprofilen oder Rohren, zum Einsatz kommt. Sie zeigt einen Extruder 1, in dem Kunststoff aufgeschmolzen wird, und kontinuierlich zur Formgebung ins Extrusionswerkzeug 2 gefördert wird. Daran schließt sich eine Kalibrier- und Kühlstation 3 an, je nach Profil können weitere Kühlstationen eingesetzt werden. Nach den Kühlstationen schließt sich eine Abzugsvorrichtung 4 an. Um die Endlosprofile 6 auf die gewünschte Länge abzuschneiden, ist anschließend eine Trennvorrichtung 5 angeordnet. Die Extrusionsachse ist mit der Positionsziffer 7 gekennzeichnet.

Figur 2 zeigt den bekannten Stand der Technik bei dem auf einer um die Extrusionsachse drehbaren Scheibe 22 zwei hydraulische Systeme 8 angeordnet sind über die zwei Schwenkarme 9 mit daran angeordneten Werkzeugen 10 zum Abtrennen auf die Extrusionsachse zu oder von dieser wegbewegt werden können.

Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung. Auch hier sind Einrichtungen zum Schwenken 19 auf einer um die Extrusionsachse 7 drehbaren Scheibe 22 angeordnet. An einem Schwenkarm 9 angeordnete Werkzeuge 10, werden über diese Antriebe in Richtung der Extrusionsachse 7 geschwenkt. Die Einrichtungen zum Schwenken 19 sind in diesem Fall aber elektromechanische Antriebe. Schwenkarm und Antrieb bauen wesentlich kleiner, sodass, wie in diesem Beispiel, diese Einheiten viermal auf der drehbaren Scheibe 22 angeordnet sind. Wie aus der bildlichen Darstellung zu entnehmen, können die eingesetzten Werkzeuge 10 unterschiedlich sein. Einmal ist es hier ein mit Zähnen versehenes Sägeblatt, einmal, ähnlich eines Pizza-Schneiders, ein rundes Schneidmesser oder ein Werkzeug mittels dem beispielsweise eine Fase eingebracht werden kann.

Figur 4 zeigt die Figur 3 in einer perspektivischen Darstellung, wobei gleiche Positionen wieder mit den gleichen Positionsziffern unter Bezug genommen werden. Bedingt durch die Perspektive, können weitere Teile der Einrichtung zum Schwenken 19 verdeutlicht werden, sodass das Zykloidgetriebe 11 der Servomotor 12 und das Winkelgetriebe 13 zu sehen sind.

Figur 5 zeigt den Schwenkarm 9 mit dem Zykloidgetriebe 11, dem Servomotor 12 und dem Winkelgetriebe 13, weiterhin ist der Werkzeugträger 14 mit einer Schnellspanneinrichtung 20 zu sehen. Ein am Schwenkarm 9 angeordnetes Werkzeug 10, ist in der Figur 6a und b wiedergegeben.

In den Darstellungen gemäß Figur 7a, 7b und 7c ist der Schwenkarm 9 mit dem Werkzeugträger 14 und dem Werkzeug 10, teilweise in einer Schnittdarstellung, wiedergegeben. Hierdurch wird, durch den Pfeil in Figur 7a gezeigten Verstelleinrichtung 16, eine Verstellung des Werkzeugträgers 14 in Richtung der Extrusionsachse verdeutlicht. Über die Verstellung 15, hier eine Gewindespindel mit Sechskant, kann das Verstellen umgesetzt werden. Der Mechanismus dient zum Ausrichten mehrerer Werkzeuge zueinander. Dies kann beispielweise erforderlich sein wenn Toleranzabweichungen der Bauteile vorliegen. Es können so alle Bauteile auf eine Ebene, die senkrecht zur Extrusionsachse liegt und somit die Trennebene abbildet, ausgerichtet werden und somit ein sauberer Trennvorgang aller angeordneten Trenn Werkzeuge sichergestellt werden. Figur 7b zeigt die Aufhängung an Gleitschienen und die Spindel für die Verstellung im Einzelnen und Figur 7c den kompletten Schwenkarm 9.

In den Figuren 8a und 8b ist die Verbindungsmöglichkeit von Werkzeug 10 und Werkzeugträger 14 hervorgehoben. Über eine Schnellspannung 20 wird ein Exzenter 17 betätigt, der das einmal über die Stellschrauben fixierte Werkzeug 10 auch nach einem Lösen wieder in die exakt identische Position bringt. Die beiden unterschiedlichen Positionen der Schnellspannung 20 sind in den Figuren 8a und 8b bzw. den Figuren 9a und 9b dargestellt.

Die Figur 10 zeigt eine alternative Verbindung des Werkzeugträgers 14 mit dem Schwenkarm 9. Hier wurde auf die Schnellspannung verzichtet und durch Festlegung von genauen Fertigungstoleranzen eine exakte Positionierung sichergestellt.

Die Ansicht gemäß Figur 11 verdeutlicht noch einmal im Einzelnen, dass der Werkzeugträger 14 einer Anschlagkante 18 aufweist über die eine exakte Positionierung des Werkzeugträgers 14 zusätzlich sichergestellt wird.

Figur 12 zeigt den Schwenkarm 9 in der erfindungsgemäßen Ausführung. Das Schneidwerkzeug ist an einem Träger angeordnet der über die Verstellung 15 mit dem Zykloidgetriebe 11 verbunden. Im Unterschied zu den in den Figuren 5a bis 11 steht das Zykloidgetriebe 11 direkt mit einem Aktuator 21 in Verbindung. Es wird somit weder der Servomotor 12 noch das Winkelgetriebe 13 eingesetzt. Der Aktuator 21 umfasst mindestens einen Elektromotor und einen Frequenzumrichter.

Figur 13 entspricht Figur 12 in einer anderen Ansicht, wobei gleiche Teile wieder mit gleichen Bezugsziffem benannt sind. Auch Figur 14 entspricht der Figur 12, hier wurde jedoch ein 2D Ansicht gewählt. Auch hier sind gleiche Teile wieder mit gleichen Bezugsziffem benannt. Dies gilt auch für die Figur 15 die eine weitere 2D Ansicht zeigt.

Figur 16 entspricht im Wesentlichen der Figur 4, wobei hier im Unterschied zur Figur 4 keine Servomotor 12 und kein Winkelgetriebe 13, sondern die Schwenkarme 19 mit dem

Aktuator 21 gezeigt werden.

Extruder

Extrusionswerkzeug

Kalibrier- und Kühltank

Abzugsvorrichtung

T rennvorri chtung

Profil

Extrusionsachse

Hydraulisches System

Schwenkarm

Werkzeug

Zykloidgetriebe

Servomotor

Winkelgetriebe

Werkzeugträger

Verstellung für 14

Verstelleinrichtung

Exzenter

Anschlagkante an 14

Einrichtung zum Schwenken

Schnellspannung

Aktuator drehbare Scheibe