Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs , sowie eine Trennmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Stand der Technik

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Arten von Haltevorrichtungen für ein rohrfömiges Werkstück bekannt und gebräuchlich. Dabei kann es sich um horizontal gelagerte Werkstücke handeln. Es ist aber auch denkbar, dass vertikal gelagerter Werkstücke entsprechend gehaltert werden, um sie dann in scheibenförmige Ringe zu trennen. Während des Trennvorgangs soll die Haltevorrichtung dabei gewährleisten, dass das Werkstück nicht verrutscht oder gar vom Aufnahmetisch fällt.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen die oben angesprochenen Probleme des Standes der Technik abgemildert oder ganz abgestellt werden können, insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Trennvorrichtung und ein Trennverfahren anzugeben, mit welchem mit möglichst geringem Aufwand Ringe von einem ringförmigen Metallrohling abgetrennt werden können. Dabei sollte möglichst eine schnelle Bearbeitungsgeschwindigkeit und eine hohe Qualität der Trennfläche erreicht werden. Lösung der Aufgabe

Zur Lösung der Aufgabe führen die Merkmale nach den Ansprüchen 1 und 13..

Eine erfindungsgemässe Haltevorrichtung für ein rohrförmiges Werkstück ist derart gestaltet, dass rohrformige Werkstücke egal welcher Art, Grösse oder Material gehaltert werden können. Hierbei können die rohrförmigen Werkstücke unrund und/oder konisch/kegelstumpfförmig geformt sein. Bei dem rohrförmigen Werkstück handelt es sich bspw. um Ringrohlinge, welche zudem ein Aussen- und/oder Innenverzahnung aufweisen können.

Das rohrformige Werkstück kann hierbei vertikal zu einem Untergrund oder horizontal zu einem Untergrund angeordnet sein. Der Untergrund ist der bei ordnungsgemässem Aufbau vorgesehene Boden. Die erfindungsgemässe Haltevorrichtung ist in erster Linie dazu gedacht, dass die Werkstücke während des Bearbeitungsprozesses, insbesondere des Trennvorganges in scheibenförmige Ringe, entsprechend fest gehaltert werden. Dazu wird das Werkstück auf einen rotierenden Aufnahmetisch gespannt. Es ist aber auch denkbar, dass es sich um einen statischen Aufnahmetisch handeln kann.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die erfindungsgemässe Haltevorrichtung in eine Trennmaschine oder eine der Trennmaschine zugeordneten Maschine eingespannt wird. Durch die Trennmaschine oder die der Trennmaschine zugeordnete Maschine können die erfindungsgemässe Haltevorrichtung und das darauf festgelegte Werkstück für den Trennvorgang in Rotation versetzt werden. Vorzugsweise kommt in einem solchen Ausführungsbeispiel bei ordnungsgemässem Gebrauch horizontale Ausrichtung zu einem Untergrund in Betracht. Im erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel wird das Werkstück durch ein Expansionselement festgelegt. Das Expansionselement ist derart ausgeführt, dass es sich im Inneren des Werkstücks ausdehnt und das Werkstück entsprechend festlegt. Dazu wird das rohrförmige Werkstück beispielsweise über das nicht expandierte Expansionselement gestülpt oder das Expansionselement in das Innere des Werkstücks eingebracht. Anschliessend werden Expansionswerkzeuge des Expansionselements hin zu einer Innenwand ausgedehnt, um das Expansionselement in dem rohrförmigen Werkstück zu verkeilen. Dabei kann das Expansionselement koppelbar mit dem Aufnahmetisch ausgeführt sein. Nachdem das Expansionselement mit dem Aufnahmetisch gekoppelt wurde, muss es aber drehfest mit dem Aufnahmetisch verbunden sein. Das bedeutet, dass der Aufnahmetisch und das Expansionselement eine identische Rotationsbewegung durchführen. Nach der Entkopplung des Expansionselements vom Aufnahmetisch ist die drehfeste Verbindung aufgehoben. Es kann aber auch fest mit dem Aufnahmetisch verbunden sein, sodass eine Entkopplung nicht möglich ist.

Weiter muss das Expansionselement zu einer Innenwandung des Werkstücks verfahrbar sein. Verfahren bedeutet in diesem Zusammenhang jede Art der Expansion, welche von einem Zentrum des Mittelpunktes des rohrförmigen Werkstücks hin zu der Innenwandung des rohrförmigen Werkstücks verläuft.

Innenwandung oder innenwandig ist hierbei derart zu verstehen, dass es sich nicht um die Aussenhaut des rohrförmigen Werkstückes handelt. Als Aussenhaut wird die üblicherweise als erstes wahrgenommene Aussenschicht des rohrförmigen Werkstücks angesehen. Regelmässig ist auch der Durchmesser der Innenwand kleiner als der Durchmesser der Aussenhaut. Folglich kann dies auch zu einer Definition der Innenwand herangezogen werden.

Als erfindungsgemässe Expansionselemente kommen alle Festlegemechanismen in Betracht, welche im Inneren eines rohrförmigen Werkstücks eingesetzt werden können und entsprechende Expansionswerkzeuge aufweisen, welche das rohrförmige Werkstück von der Innenwandung her festlegen können. Expansionswerkzeugen können hierbei Hydraulikzylinder oder andere expandierbare Aufbauten, wie eine Ballonkonstruktion sein. Hierbei kommen insbesondere Expansionselemente in Betracht, welche hydraulisch, pneumatisch, elektrisch und/oder mechanisch verfahrbar sind. Im Ergebnis ist es unbeachtlich in welcher Weise das Expansionselement expandiert wird. Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch, dass nicht nur eine Expansion des Expansionselement durchgeführt werden kann, sondern auch eine De-Expansion/Kontraktion. Das Expansionselement soll in einem erfindungsgemassen Ausführungsbeispiel einen Klemmschuh aufweisen, welcher an die Innenwandung des Werkstücks anschlägt. Der Klemmschuh soll hierbei manuell austauschbar sein. Der Klemmschuh ist ein Teil des Expansionswerkzeuges, welches wiederum Teil des Expansionselements ist.

Vorteilhaft hierbei ist, dass der Klemmschuh aus einem Material bestehen kann, welcher während des Bearbeitungsvorganges das rohrformige Werkstück festlegt und das abgetrennte Werkstückelement weiter festlegen kann sowie ein Einschneiden der Trennscheibe ermöglicht. Wenn die Trennscheibe, welche senkrecht von der Aussenhaut zur Innenwandung hin verfahren wird in den Klemmschuh einsägt, so kann der Klemmschuh anschliessend auf einfache Weise manuell ausgetauscht werden. Das Material des Klemmschuhs sollte hierbei derart gewählt werden, dass es das in das rohrformige Werkstück eindringende Sägeblatt nicht verletzt und günstig ist. Hier kommen unter anderem verschiedene Kunststoffe oder Hölzer in Betracht, welche als Klemmschuh eingesetzt werden können. Weiter ist der Klemmschuh derart ausgeführt, dass er am Expansionswerkzeug höhenverstellbar ist. Weiter sollte der Klemmschuh kippbar gegen das Expansionswerkzeug ausgeführt sein. Der Klemmschuh kann auch federnd angeordnet sein. Die federnde Anordnung kann hierbei hydraulisch oder per Federkraft erfolgen. Durch eine Kippbarkeit des Klemmschuhs können auch konische/kegelstumpfförmige Werkstücke mit der Haltevorrichtung gehaltert bzw. festgelegt werden.

Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemässen Haltevorrichtung der Umstand, dass nicht nach jedem Trennvorgang der Ring zunächst abgetragen werden muss, sondern dass der gesamte Trennvorgang abgewartet werden kann, während die Haltevorrichtung eine Mehrzahl von scheibenförmigen Ringen beabstandet durch die Sägeschlitze/Einschnitte haltert und nach Beendigung des gesamten Trennvorganges sämtliche scheibenförmigen Ringe in einem einzigen Arbeitsschritt vom Arbeitstisch genommen werden können. Dabei gilt es auch als einziger Arbeitsschritt, wenn die Ringe nacheinander abgenommen werden. Wesentlich für die Definition des einzigen Arbeitsschrittes ist, der Umstand, dass zwischen dem Abnehmen der ersten ringförmigen Scheibe und der weiteren ringförmigen Scheibe kein weiterer Sägevorgang mehr durchgeführt werden muss. Vielmehr können die ringförmigen Scheiben nacheinander abgenommen werden. Derzeit muss jeder scheibenförmige Ring einzeln abgehoben werden, bevor der nächste scheibenförmige Ring aus dem rohrförmigen Werkstück gesägt bzw. abgetrennt werden kann.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Haltevorrichtung derart gestaltet, dass das Expansionselement als ein Expansionsarm ausgebildet ist, wobei der Expansionsarm ein Aussenelement und ein Innenelement umfasst, wobei das Innenelement in dem Aussenelement teleskopierbar angeordnet ist. In diesem Zusammenhang hat sich als besonders kostengünstig herausgestellt, dass der Expansionsarm eine handelsübliche Baustütze ist. Das bedeutet, dass die Verwendung der Baustütze als Expansionselement beansprucht wird. Dazu werden sternförmig mehrere Baustützen sternförmig miteinander verschweisst. Die Baustützen können dabei neben der Teleskopierbarkeit längenverändert und entsprechend an einer definierten Position festgelegt werden. Die Baustützen können auch vor dem sternförmigen Verschweissen gekürzt und anschliessend erst miteinander verschweisst werden. In einem anderen erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel kann auch die Haltevorrichtung nach dem Trennvorgang vom Aufnahmetisch entkoppelt werden. Dann wird die Haltevorrichtung bspw. mittels eines Kranes mit allen scheibenförmigen Ringen vom Arbeitstisch abgehoben und auf einer dafür vorgesehenen Fläche abgelegt. Bei anschliessender De-Expansion/Kontraktion des Expansionselementes können alle ringförmigen Scheiben automatisch aufeinander fallen und abgelegt werden. Anschliessend könnte dann das Expansionselement wieder per Kran auf den Aufnahmetisch verbracht werden, um die Haltevorrichtung mit dem Expansionstisch erneut zu koppeln. Hiervon ist unberührt, dass auch eine zweite Haltevorrichtung gegeben sein könnte, um bspw. während des Ablegens der ersten Haltevorrichtung, wodurch entsprechend ein weiteres rohrformiges Werkstück bearbeitet bzw. aufgetrennt werden kann. Es ist auch möglich, die Haltevorrichtung mit einem zu bearbeitenden bzw. aufzutrennenden Werkstück zu bestücken, ohne dass diese sich auf dem Aufnahmetisch befindet. Dadurch kann bspw. eine Haltevorrichtung mit einem Werkstück bestückt werden, während in der Trennvorrichtung ein weiteres Werkstück auf einer weiteren Haltevorrichtung bearbeitet wird und in einer weiteren Station von einer dritten Haltevorrichtung die scheibenförmigen Ringe durch Kontraktion des Expansionselements entfernt werden. Die manuelle Austauschbarkeit des Klemmschuhs kann derart gestaltet sein, dass der Klemmschuh bspw. per Clipverschluss mit dem dafür vorgesehenen Expansionswerkzeug des Expansionselementes verclipst werden kann. Es ist aber auch denkbar, dass hier eine Schraubverbindung, eine Klebeverbindung oder eine anders einfach manuell zu lösende Verbindung eingegangen wird. Es ist hierbei zu beachten, dass unterschiedlich grosse rohrförmige Werkstücke zum Einsatz kommen. Entsprechend sind auch die Anforderungen an das Material des Klemmschuhs und die Anforderungen an die Verbindung des Klemmschuhs mit dem Expansionswerkzeug des Expansionselements zu berücksichtigen.

Die Trennvorrichtung zum Trennen von rohrförmigen Werkstücken aus Metall zu kreisförmigen Scheiben und/oder Ringen aus Metall auf einem rotierenden Aufnahmetisch, wobei das Werkstück mit einer Haltevorrichtung nach der oben beschriebenen Art festgelegt wird, und einem rotierenden Sägeblatt ist derart gestaltet, dass das Sägeblatt von einer Aussenwandung des Werkstücks zu einer Innenwandung des Werkstücks verfahrbar ist. Dabei verfährt das Sägeblatt in etwa parallel zu einem Untergrund. Das rotierende Sägeblatt ist nicht nur in etwa parallel zu einem Untergrund, sondern auch vertikal zu dem rohrförmigen Werkstück angeordnet.

In einem anderen Ausführungsbeispiel für eine entsprechende Trennvorrichtung können auch weitere Sägeblätter vorhanden sein. So kann bspw. ein zweites Sägeblatt parallel zu dem ersten Sägeblatt in das rohrförmige Werkstück einfahren, um auf diese Weise mit einem Arbeitsschritt zwei scheibenförmige Ringe zu trennen. Dies führt zu einer Kostenersparnis und einem Zeitgewinn. In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Haltevorrichtung mit dem Werkstück über Aufnahmeelemente und/oder Aufnahmefixierelemente in einer Trennmaschine oder einer der Trennmaschine zugeordneten Maschine eingespannt und von dieser in Rotation versetzt. Je nach Ausführung der Trennmaschine umfasst diese ein Sägeblatt oder mehrere Sägeblätter, wobei bei mehreren Sägeblättern vorzugsweise mehrere Trennschnitte gleichzeitig erfolgen. Die Sägeblätter sind in einem solchen Ausführungsbeispiel vorzugsweise in einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung zum Untergrund angeordnet, wobei die Längsachse des Werkstücks in einer im Wesentlichen horizontalen Lage ausgerichtet ist. Durch ein Heranfahren und anschliessendes Eindringen der rotierenden Sägeblätter an das rotierende Werkstück kann dieses in eine gewünschte Anzahl von Ringelementen aufgeteilt werden, wobei der Trennschnitt von einer Aussenhaut des Werkstücks hin zu der Innenwandung verläuft. Nach dem Trennvorgang kann die Haltevorrichtung, die nun die aufgeteilten Ringelemente haltert, bspw. durch einen Kran zu einer weiteren Bearbeitungsstation verbracht werden, in der die Ringelemente von der Haltevorrichtung gelöst werden und diese gegebenenfalls mit neuen Klemmschuhen und/oder einem neuen zu bearbeitenden Werkstück bestückt werden kann. Ein erfindungsgemässes Trennverfahren zum Trennen von rohrförmigen Werkstücken aus Metall zu kreisförmigen Scheiben und/oder Ringen ist in einem Ausführungsbeispiel durch folgende Schritte gekennzeichnet: - das rohrförmige Werkstück wird auf den rotierenden Aufnahmetisch platziert,

- ein Klemm schuh des Expansionselementes wird gegen eine Innenwandung des rohrförmigen Werkstücks verfahren, so dass der

Klemmschuh das rohrförmige Werkstück festlegt,

- ein Sägeblatt wird von einer Aussenwandung des Werkstücks bis zum Einschneiden in den Klemmschuh verfahren,

- ein Abstandhalter wird in den geschaffenen Spalt zwischen der abgetrennten Scheibe und/oder Ring und dem restlichen Werkstück eingebracht,

- der erfindungsgemässe Abstandhalter ist derart angeordnet, dass er bspw. durch eine Federvorrichtung in den vom Sägeblatt geschaffenen Spalt einfährt und bei Durchbrechen der Innenwandung des rohrförmigen Werkstücks automatisch abgelegt wird. Hierbei können eine Vielzahl von

Abstandhaltern vorgesehen sein, die in definierten Abständen zueinander in den geschaffenen Sägespalt zunächst per Federvorrichtung anliegend eingebracht werden, um anschliessend dann durch eine entsprechende Steuerung abgekoppelt zu werden und als Abstandshalter während des übrigen Trennvorgangs zu dienen.

In diesem Zusammenhang ist es auch dankbar, dass mindestens zwei Sägeblätter in das Werkstück einsägen. Die beiden Sägeblätter können zum einen horizontal übereinander oder radius-versetzt zueinander in das rohrförmige Werkstück einsägen.

Vorzugsweise umfasst die Abtrenneinrichtung eine Säge. Eine Säge oder insbesondere eine Rotationssäge mit einem Rotationssägeblatt bieten die Möglichkeit eines zuverlässigen und kostengünstigen Abtrennens des Teilwerkstücks. Die Rotationssäge weist vorzugsweise eine im Wesentlichen vertikale Rotationsachse auf. Weitere Möglichkeiten sind Trennscheiben oder Laser, mit welchen der Trennvorgang durchgeführt werden kann, d. h., dass typische Ausführungsformen eine Säge, eine Trennscheibe oder einen Laser umfassen. Laser bieten den Vorteil, dass sie eine im Wesentlichen verschleissfreie Trennung von Werkstücken ermöglichen. Ein Ausführungsbeispiel des Trennverfahrens kann auch derart sein, dass mehrere Sägeblätter, also mindestens zwei Sägeblätter entweder gleichzeitig oder zeitlich versetzt in das Werkstück sägen. Es kann derart sein, dass die mindestens zwei Sägeblätter an ein und derselben Trennvorrichtung uniaxial untereinander oder nebeneinander angeordnet sind. Es ist aber auch denkbar, dass jeder der mindestens zwei Sägeblätter eine eigene Trennvorrichtung aufweist und zeitlich wie örtlich an dem Werkstück den Trennvorgang unabhängig voneinander durchführen.

Weiter kann der Aufnahmetisch und das Werkstück in der gleichen Rotationsrichtung wie das Sägeblatt gedreht wird oder der Aufnahmetisch und das Werkstück werden in entgegengesetzten Rotationsrichtungen gedreht.

In der gleichen Rotationsrichtung bedeutet, dass das Werkstück im Uhrzeigersinn gedreht wird und sich das Sägeblatt ebenfalls im Uhrzeigersinn. Wobei zur Beurteilung des Vorliegens des Uhrzeigersinns auf die gleiche Perspektive des Betrachters auf das Werkstück und das Sägeblatt abgestellt wird.

In entgegengesetzter Rotationsrichtung bedeutet, dass das Werkstück im Uhrzeigersinn gedreht wird und das Sägeblatt gegen den Uhrzeigersinn. Wobei zur Beurteilung des Vorliegens des Uhrzeigersinns auf die gleiche Perspektive des Betrachters auf das Werkstück und das Sägeblatt abgestellt wird. Figurenbeschreibung

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren. Diese zeigen in

Figur 1 eine schematische geschnittene Seitenansicht eines ersten

Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Haltevorrichtung;

Figur 2 eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen

Haltevorrichtung;

Figur 3 eine schematische Seitenansicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Haltevorrichtung; und

Figur 4 eine schematische Draufsicht eines weiteren

Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Haltevorrichtung mit verschiedenen Ausführungsbeispielen von Expansionsarmen.

Ausführungsbeispiel

In der Figur 1 ist ein schematisch dargestellter erfindungsgemässer Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels einer Haltevorrichtung gezeigt.

Dort ist ein Werkstück 1 zu erkennen, welches auf einen Arbeitstisch 2 gestellt wurde. Weiter ist ein Expansionselement 3 gezeigt. Das Expansionselement 3 besteht aus einer Spindel 4, auf welcher ein Spindelanker 5 und ein weiterer Spindelanker 6 angeordnet sind. Die Spindelanker 5, 6 weisen ein entsprechendes Gewinde auf, damit sie auf der Spindel 4 zueinander hin oder voneinander weg bewegt werden können. Dies ist durch einen Richtungspfeil 7 angedeutet. Wenn sich die Spindelanker 5, 6 zueinander hin bewegen, wird ein Scherenmechanismus 8 derart betätigt, dass er als erfindungsgemässes Expansionswerkzeug dient. Der Scherenmechanismus 8 weist einen Angelpunkt 10 auf. Bewegen sich nun die Spindelanker 5, 6 zueinander hin, so führt dies beim Scherenmechanismus 8 dazu, dass sich ein erstem Stabelement 1 1 einem zweitem Stabelement 12 annähert. Dadurch wird der Angelpunkt 10 von der Spindel 4 wegbewegt. Dadurch wiederum wird eine Klemmschuhaufnahme 13 ebenfalls von der Spindel 4 wegbewegt.

Dies führt dazu, dass ein Klemmschuh 14 gegen eine Innenwand 9 des Werkstücks 1 gedrückt wird. Ausserdem weist das Expansionselement 3 eine Halteschlaufe 15 auf, welche bspw. bei angespanntem Expansionselement 3 und dadurch festgehaltenem Werkstück 1 dazu genutzt werden kann, dass das Expansionselement 3 gemeinsam mit dem angespannten Werkstück 1 von dem Aufnahmetisch 2 abgekoppelt und abgehoben werden kann und/oder an eine weitere Arbeits- oder Lagerstation verbracht werden kann. Weiter ist ein Spindelantrieb 16 zu erkennen, welcher über eine Energiequelle 17 angetrieben wird. Der Spindelantrieb 16 ist in einem typischen Ausführungsbeispiel zudem eine Zentrierhilfe, die ein Zentrieren der Haltevorrichtung und des Werkstücks 1 auf dem Aufnahmetisch 2 ermöglicht. Es ist aber auch denkbar, dass die Festlegung des Klemmschuhs 14 an der Innenwand 9 des Werkstücks 1 durch hydraulische oder pneumatische Expansionswerkzeuge erreicht werden kann.

Weiter ist ein Sägeblatt 18 gezeigt, welche über eine Trennvorrichtung 19 rotierend angetrieben wird und in eine Aussenhaut 20 des Werkstücks 1 einsägen kann, um einzelnen Teilstücke des Werkstücks voneinander zu trennen. Das Sägeblatt 18 wird dabei im Wesentlichen orthogonal zu einer Mittelachse des Werkstücks 1 betrieben, die in einem typischen Ausführungsbeispiel auf einer Mittelachse der Spindel 4 liegt. Dies ist durch einen entsprechenden Richtungspfeil 21 angedeutet. Weiter kann die Trennvorrichtung 19 entlang der Aussenhaut 20 des Werkstücks 1 in etwa parallel verstellt werden, wie es der Richtungspfeil 22 andeutet.

Daneben weist der Aufnahmetisch 2 ein Schnellspannsystem 23 auf, welches zum einen zur zusätzlichen Sicherung des Werkstücks 1 dienen kann und zum anderen ein entsprechend einfaches Austauschen des Aufnahmetisches 2 ermöglichen soll.

Die Energiequelle 17 ist einfach dargestellt. Es handelt sich hier um einen Kegelrad, welches vor einem beliebigen Antrieb rotiert wird. Durch das Rotieren der Energiequelle 17 wird ein weiteres Kegelrad, hier als Spindelantrieb 16 bezeichnet, angetrieben, welches drehfest mit der Spindel 4 gekoppelt ist. Drehfest bedeutet im Rahmen der Anmeldung, dass der Spindelantrieb 16 in gleicher Weise dreht, wie die Spindel 4.

Weiter kann der Klemmschuh 14 an der Klemmschuhaufnahme 13 höhenverstellbar angeordnet werden. Es ist auch denkbar, dass der Klemmschuh 14 grösser bzw. länger oder kleiner bzw. kürzer ist als die Klemmschuhaufnahme 13.

Solange ein am Ende starres Gebilde entsteht, welches ausreicht, um das Werkstück 1 festzulegen, sind alle Anforderungen gegeben. Bei dem hier gezeigten Expansionselement 3 handelt es sich um einen Verstellantrieb in Form eines Spindelantriebes.

Zweckmässigerweise umfassen die Versteilantriebe Spindelantriebe, wobei jeweils ein Verstellantrieb durch jeweils einen Spindelantrieb gebildet werden kann. Ein Spindelantrieb weist den Vorteil einer einfach arretierbaren Verstellmöglichkeit auf, wobei grosse Kräfte mit einer exakten Wegsteuerung auf das Teilwerkstück aufgebracht werden können. Die grossen Kräfte bieten den Vorteil, dass auch schwere Teilwerkstücke durch eine kraftschlüssige Verbindung festgelegt werden können.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Haltevorrichtung für ein Werkstück 1 , bei dem es sich insbesondere um einen Ringrohling handelt. Die Haltevorrichtung umfasst dabei ein Expansionselement 3 mit einer Spindel 4. Die Spindel 4 umfasst ebenfalls Spindelanker 5, 6 die, durch eine Drehung der Spindel 4 entlang der Spindel 4 aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden können. Dadurch werden die Klemmschuhaufnahmen 13 mit den Klemmschuhen 14 des Expansionselements 3 von der Spindel 4 weg oder zu der Spindel 4 hin bewegt.

Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Haltevorrichtung ist insbesondere für den Einsatz in Trennmaschinen vorgesehen, in denen das Werkstück 1 so eingespannt ist, dass die Mittelachse der Spindel 4 und somit im Regelfall auch die Mittelachse des Werkstücks 1 im Wesentlichen horizontal ausgerichtet sind. Die Trennmaschine umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Trennvorrichtung 19 mit mehreren Sägeblättern 18. Dies ermöglicht eine Mehrzahl an gleichzeitig ausgeführten Trennschnitten durch die Trennvorrichtung in dem rohrförmigen Werkstück 1 . Wie durch das angedeutete Koordinatensystem 37 dargestellt wird, ist auch eine Nutzung des Expansionselements 3 der Figur 2 in einer im Wesentlichen vertikalen Ausrichtung der Mittelachse der Spindel 4 und des Werkstücks 1 vorgesehen. Auch jede weitere Ausrichtung der Mittelachsen der Spindel 4 und des Werkstücks 1 zwischen der Vertikalen und der Horizontalen sind möglich, bevorzugt sind aber die horizontale und vertikale Ausrichtung der Mittelachse der Spindel 4 und des Werkstücks 1 . Zur Aufnahme der Haltevorrichtung in einer Trennmaschine weist die Spindel 4 des Expansionselements 3 in einem Ausführungsbeispiel an den Enden 39 Zentrierausnehmungen 28 auf. Das in der Figur 2 unten dargestellte Ende 39 der Spindel 4 ist teilweise geschnitten gezeigt, um eine beispielhafte Ausgestaltung einer Zentrierausnehmung 28 darzustellen. Die Zentrierausnehmung 28 ist zur Aufnahme eines Zentrierdorns 24 und/oder eines verzahnten Zentrierdorns 25 geeignet.

Die Zentrierdorne 24, 25 sind in einem Ausführungsbeispiel Elemente eines Aufnahmeelements 26. Vorzugsweise werden über die Zentrierdorne 24, 25 das Expansionselement 3 und somit das Werkstück 1 automatisch in der Trennmaschine zentriert, die zur Bearbeitung des Werkstücks 1 genutzt wird. Die Zentrierung führt vorzugsweise dazu, dass die Mittelachse der Spindel 4 und des Werkstücks 1 sowie eine Rotationsachse der Trennmaschine auf derselben Achse liegen. Die Rotation des Werkstücks 1 erfolgt dabei in einer Rotationsrichtung, die durch den Pfeil 28 dargestellt ist.

Die Aufnahmeelemente 26, bei denen es sich auch um Aufnahmefixierelemente 38 handeln kann, sind zum Einspannen in der Trennmaschine geeignet und/oder sind Elemente der Trennmaschine, die zur Aufnahme der Haltevorrichtung geeignet sind. Das Aufnahmefixierelement 38 umfasst in einem Ausführungsbeispiel den verzahnten Zentrierdorn 25. Eine zum verzahnten Zentrierdorn 25 korrespondierende - in der Figur nicht separat sichtbare - verzahnte Zentrierausnehmung umfasst vorzugsweise eine Verzahnung, die zu einer Aussenverzahnung 27 des verzahnten Zentrierdorn 25 korrespondiert.

Eine Aussenumhüllende der Aussenverzahnung 27, die bspw. einen Kegel oder einen Kegelstumpf bildet, entspricht in einem Ausführungsbeispiel zumindest teilweise der Kontur der Zentrierausnehmung 28. Dadurch kann ermöglicht werden, die Haltevorrichtung in einer Trennmaschine zu nutzen, die nur Zentrierausnehmungen 28 ohne Verzahnung aufweisen. Beim Trennvorgang durch die Trennmaschine wird das Werkstück 1 in einem typischen Ausführungsbeispiel durch die Trennmaschine oder eine der Trennmaschine zugeordneten weiteren Maschine zur Aufnahme des Werkzeugs über die Aufnahmeelemente 26 und/oder die Aufnahmefixierelemente 38 in Rotation versetzt. Die Rotation wird dabei durch eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Aufnahmeelement 26 und/oder dem Aufnahmefixierelement 38 und der Spindel 4 weitergegeben. Die Spindel 4 kann dadurch in eine Rotation gemäss der Rotationsrichtung, die durch den Pfeil 29 angedeutet wird, versetzt werden.

Die Rotationsrichtung 29 der Spindel 4 und des Werkstücks 1 kann dabei einer Rotationsrichtung 41 der Trennvorrichtung 19 und der Sägeblätter 18 der Trennmaschine entsprechen oder die Rotationsrichtungen 29 des Werkstücks 1 und die Rotationsrichtung 41 der Trennvorrichtung 19 weisen entgegengesetzte Richtungssinne auf.

In Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Haltevorrichtung dargestellt, wobei das Werkstück 1 auf einem Aufnahmetisch 2 aufgesetzt ist.

Das in Figur 3 dargestellte Expansionselement 3 weist neben einem Spindelanker 5 einen Festanker 31 auf, wobei durch den Begriff „Festanker" lediglich beschrieben werden soll, dass im Regelfall eine Bewegung entlang der Spindel 4 in Richtung des Pfeils 7 für den Festanker 31 nicht vorgesehen bzw. möglich ist. Der Festanker 31 wird hierfür bspw. durch Fixierelemente 32 in einer festen Position an der Spindel 4 gehalten.

Das Expansionselement 3 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel Stabelemente 1 1 und 12. Das zweite Stabelement 12 erstreckt sich dabei von dem Festanker 31 zu dem Angelpunkt 10 über den die Stabelemente 1 1 und 12 in Wirkverbindung stehen. Das erste Stabelement 1 1 erstreckt sich von dem Spindelanker 5 über den Angelpunkt 10 zu der Klemmschuhaufnahme 13. In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zweiten Stabelemente 12 in einer in die Spindel 4 eingebrachten Führungsnut ortsfest entlang der Längsachse der Spindel 4 gelagert.

Die Verbindung des ersten Stabelements 1 1 mit der Klemmschuhaufnahme 13 erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Drehgelenk 33 einer arretierbaren Drehgelenkaufnahme 34, die gegebenenfalls zur zusätzlichen Arretierung des Drehgelenks 33 ein Arretierelement 35 aufweist.

Durch die Verbindung der Klemmschuhaufnahme 13 mit nur einem Stabelement 1 1 kann ermöglicht werden, dass auf einfache Weise auch kegelstumpf-rohrförmige Werkstücke 1 durch das Expansionselement 3 fixiert werden können.

Durch ein Verdrehen der Spindel 4 wird der Spindelanker 5 zu dem Festanker 31 hin bewegt und der Angelpunkt 10 sowie die Klemmschuhaufnahme 13 mit dem Klemmschuh 14 werden von der Spindel 4 weg bewegt, bis die Klemmschuhe 14 an das Werkstück 1 treffen und dieses fixieren. Das Verdrehen der Spindel 4 kann bspw. durch ein entsprechendes Werkzeug über ein Zentrier-/Arretierelement 39 erfolgen.

Sofern es sich bei dem rohrförmigen Werkstück 1 um ein kegelstumpfförmiges Werkstück handelt ist der Winkel α zwischen einer Auflagefläche 42 des Aufnahmetisches 2 und dem Werkstück 1 bzw. der Klemmschuhaufnahme 13 ungleich 90°. Durch das Drehgelenk 33 kann sich die Klemmschuhaufnahme 13 mit dem Klemmschuh 14 beim Festlegen der Klemmschuhe 14 an eine Innenwandung 9 des kegelstumpfförmigen Werkstücks 1 an den Winkel a, der zwischen dem kegelstumpfförmigen Werkstück 1 und der Auflagefläche 42 vorhanden ist, anpassen. Die Spindel 4 sollte dabei möglichst soweit verdreht werden bis die Klemmschuhe 14 mit der gesamten Fläche, die zu der Innenwandung 9 des kegelstumpfförmigen Werkstücks 1 zeigt, an dem kegelstumpfförmigen Werkstück 1 anliegen. Zur zusätzlichen Sicherung kann die Klemmschuhaufnahme 13 in einem Ausführungsbeispiel anschliessend mit den Arretierelementen 35 der arretierbaren Drehgelenkaufnahme 34 festgelegt werden. Im Regelfall ist aber auch eine ausreichende Festlegung des kegelstumpfförmigen Werkstücks 1 ohne eine Arretierung gegeben.

In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine solche Kippbarkeit durch ein in der Länge verstellbares Stabelement 1 1 , 12 erreicht. Die Längenverstellung des Stabelements 1 1 , 12 kann dabei hydraulisch, pneumatisch, elektrisch und/oder mechanisch erfolgen.

In Figur 3 ist weiterhin gezeigt, dass die Haltevorrichtung in einem Ausführungsbeispiel über das Zentrier-/Arretierelement 39 und eine Aufnahmetisch-Zentrierausnehmung 40 auf dem rotierbaren Aufnahmetisch 2 zentriert werden kann. Zusätzlich kann das Werkstück 1 über Spannelemente 36 auf dem Aufnahmetisch 2 fixiert werden, wodurch bspw. die Steifigkeit des Werkstücks 1 bei der Bearbeitung erhöht werden kann und Schwingungen des Werkstücksl vermieden oder zumindest verringert werden können. Zudem zeigt Figur 3, das ein Ringelement 43 das mit dem Sägeblatt 18 der Trennvorrichtung abgetrennt wurde, durch die Klemmschuhe 14 der Haltevorrichtung weiter gehalten wird, wobei der Abstand zum Werkstück 1 durch den Einschnitt 30 im Regelfall die Stärke des Sägeblatts 18 aufweist. Dadurch wird ermöglicht, dass mehrere Trennvorgänge zeitgleich ausgeführt werden und/oder mehrere Trennvorgänge nacheinander ausgeführt werden, ohne dass die abgetrennten Ringelemente 43 sofort von der Trennmaschine abgenommen werden müssen. Durch das Festlegen verbleiben die abgetrennten Ringelemente 43 auf der erfindungsgemässen Haltevorrichtung bis das Expansionselement 3 kontrahiert wird.

In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Haltevorrichtung dargestellt, wobei das Expansionselement 3 mit verschiedenen Ausführungsbeispielen von Expansionsarmen 44.1 bis 44.4 dargestellt ist. Dabei ist zu beachten, dass das Expansionselement 3 der Haltevorrichtung hier zur besseren Übersicht mit verschiedenen Expansionsarmen 44.1 bis 44.4 dargestellt ist. In einem typischen Ausführungsbeispiel weisst eine solche Haltevorrichtung eine Mehrzahl von gleich ausgeführten Expansionsarmen 44.1 bis 44.4 auf.

Die Expansionsarme 44.1 bis 44.4 weisen in einem typischen Ausführungsbeispiel ein Aussenelement 46 und eine Innenelement 45 auf. Das Innenelement 45 ist in dem Aussenelement 46 teleskopierbar angeordnet. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Expansionsarme weitere Innenelemente auf, wobei die weiteren Innenelemente vorzugsweise in dem Innenelement 45 telekopierbar angeordnet sind. Durch die Teleskopierbarkeit der Expansionsarme 44.1 bis 44.4 kann ein Radius von einem Mittelpunkt der Haltevorrichtung zu einer Aussenkante des Klemmschuhs 14 des Expansionsarms 44.1 bis 44.4 auf einen Innenradius des Werkstücks 1 angepasst werden.

Die Aussenelemente 46 der Expansionselemente 44.1 bis 44.4 sind in einem typischen Ausführungsbeispiel Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig mit einem oder mehreren Halteringen 50 verbunden. Die Halteringe 50 dienen vorzugsweise zusätzlich der Stabilität der Haltvorrichtung. Die Expansionsarme 44.1 bis 44.4 sind in einem typischen Ausführungsbeispiel gleichmässig in der Haltevorrichtung verteilt, wobei ein Winkel ß zwischen zwei jeweils benachbarten Expansionsarmen 44.1 bis 44.4 zwischen allen Expansionsarmen 44.1 bis 44.4 im Wesentlichen derselbe ist.

Bei dem Expansionsarm 44.1 handelt es sich um ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Länge 55 mechanisch verstellbar ist. Für die Verstellung der Länge 55 weist das Innenelement 45 des Expansionsarms 44.1 in einem Ausführungsbeispiel Grobjustierausnehmungen 49 auf. Die Grobjustierausnehmungen 49 sind als Aufnahmen für ein Grobjustierelement 47 nutzbar.

Für eine grobe Ausrichtung der Länge 55 des Expansionsarms bzw. ein Anlegen des Klemmschuhs 14 des Expansionsarms 44.1 an eine Werkstück 1 wird das Innenelement 45 soweit aus dem Aussenelement 46 herausgezogen, bis die Länge 55 einem gewünschten Wert entspricht bzw. der Klemmschuh 14 an die Innenwandung 9 des Werkstücks 1 anschlägt. Anschliessend wird das Grobjustierelement 47 in die Grobjustierausnehmung 49 eingebracht, die dem Aussenelement 46 am nächsten liegt.

Zur Feinjustierung der Länge 55 bzw. einem kraftschlüssigen Anlegend es Klemmschuhs 14 an das Werkstück 1 weist der Expansionsarm 44.1 ein Feinjustierelement 48 auf. Das Feinjustierelement 48 umfasst in einem Ausführungsbeispiel ein Innengewinde und steht mit einem Aussengewinde des Aussenelements 46 in Wirkverbindung. Durch ein Verdrehen des Feinjustierelements 48 kann das Feinjustierelement 48 in Richtung des Grobjustierelements 47 bewegt werden, bis es an das Grobjustierelement 47 anschlägt. Durch weiteres Verdrehen des Feinjustierelements 48 wird der Klemmschuh 14 des Expansionsarms 44.1 an die Innenwandung 9 des Werkstücks 1 gedrückt, wodurch das Werkstück 1 kraftschlüssig gehaltert werden kann. Die Funktionsweise des Expansionsarms 44.1 entspricht im Wesentlichen der Funktionsweise einer Baustütze oder kommt der Funktionsweise einer Baustütze zumindest nahe.

Bei dem dargestellten Expansionsarm 44.2 handelt es sich um einen hydraulisch verstellbaren Expansionsarm 44.2. Das Aussenelement 46 des Expansionsarms 44.2 entspricht einem Aussenzylinder und das Innenelement 45 einem Innenzylinder eines Hydraulikzylinders. An einem der Innenwandung 9 zugewandten Ende ist an dem Innenelement 45 die Klemmschuhaufnahme 13 mit dem Klemmschuh 14 angeordnet. Zur Halterung eines Werkstücks 1 mit einer Haltevorrichtung mit Expansionsarmen 44.2 können die einzelnen Hydraulikzylinder der Expansionsarme 44.2 einzeln oder gemeinsam angesteuert und aus- oder eingefahren werden. Vorzugsweise erfolgt eine separate Ansteuerung der einzelnen Expansionsarme 44.2. Zur Bereitstellung des nötigen Hydraulikdrucks kann das Expansionselement 3 in einem solchen Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Hydraulikaggregat oder Anschlüsse für eine Hydraulikdruckversorgung umfassen.

Bei dem weiteren dargestellten Expansionsarm 44.3 handelt es sich um einen mechanisch verstellbaren Expansionsarm 44.3. Für eine Änderung/Anpassung der Länge 55 umfasst der Expansionsarm 44.3 neben dem Aussenelement 46 und dem Innenelement 45 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Stellelement 51 mit einem Kegelzahnrad an einem der Innenwandung 8 des Werkstücks 1 abgewandten Ende. Anstelle des Kegelzahnrads kann das Stellelement 51 auch weitere und/oder andere Komponenten aufweisen die eine Kraftübertragung ermöglichen.

Das Stellelement 51 steht vorzugsweise direkt mit dem Innenelement 45 in Wirkverbindung, wobei ein Verdrehen des Stellelements 51 zu einem Aus- oder Einfahren des Innelements 45 und somit zu einer Änderung der Länge 55 führt. Das Verdrehen des Stelllelements erfolgt beispielsweise über eine hier nicht dargestellte Energiequelle 17, die mit dem Kegelzahnrad des Stellelements 51 in Wirkverbindung tritt. Weiterhin kann die Haltevorrichtung mit Expansionsarmen 44.3 in einem Ausführungsbeispiel über die Kegelzahnräder des Stellelements 51 auf einem Aufnahmetisch 2 zentriert werden. Somit entspricht das Kegelzahnrad in einem solchen Ausführungsbeispiel zusätzlich einem Zentrier-/Arretierelement 39.

Auch ist denkbar das der Expansionsarm 44.3 einen Elektromotor umfasst, der zum Verdrehen/Verstellen des Stellelements 51 genutzt wird, wobei durch einen Elektromotor auch mehrere Stellelemente 51 angesteuert werden können. Bei dem weiteren dargestellten Expansionsarm 44.4 handelt es sich um einen weiteren mechanisch verstellbaren Expansionsarm 44.4. Das Innenelement 45 des Expansionsarms 44.4 umfasst ein Aussengewinde 53. Das Aussengewinde 53 steht mit einer Spindelmutter 54 in Wirkverbindung. Die Spindelmutter 54 ist vorzugsweise an dem Aussenelement 46 ortsfest an einem der Innenwandung 9 des Werkstücks 1 zugewandten Ende des Aussenelements angebracht, wobei die Anbringung dennoch eine Rotation der Spindelmutter um eine Längsachse des Expansionsarms 44.4 ermöglicht. Durch eine Rotation der Spindelmutter 54 um die Längsachse des Expansionsarms 44.4 ist das Innenelement 45 und die Länge 55 des Expansionsarms 44.4 verstellbar.

Weiterhin kann die Spindelmutter 54 fest mit dem Aussenelement 46 des Expansionsarms 44.4 verbunden sein oder das Aussenelement 46 eine Innengewinde aufweisen, welches zu dem Aussengewinde 53 des Innenelements korrespondiert.. In einem solchen Ausführungsbeispiel umfasst der Expansionsarm 44.4 weiterhin ein Verbindungelement 52, das die Klemmschuhaufnahme 13 mit dem Klemmschuh 14 von der Rotation des Innenelements 45 entkoppelt. Zudem kann das Innenelement hierbei eine nicht dargestellte Werkzeugaufnahme umfassen, die ein Verstellen der Länge 55 mit einem entsprechenden Werkzeug möglich macht bzw. das Verstellen vereinfacht.

Die Klemmschuhe 14 der gezeigten Ausführungsbeispiele bestehen vorzugsweise aus einem Material, das einen Einschnitt des Sägeblatts 18 ermöglicht. Weiß, Arat & Partner mbB

Patentanwälte und Rechtsanwalt

European Patent Attorneys

Aktenzeichen: P 4869/PCT Datum: 29.07.15 DA/ST

Bezugszeichenliste

1 Werkstück 34 arretierbare Drehgelenkaufnahme

2 Aufnahmetisch 35 Arretierelement

3 Expansionselement 36 Spannelement

4 Spindel 37 Koordinatensystem

5 Spindelanker 38 Aufnahmefixierelement

6 Weiterer Spindelanker 39 Zentrier-/Arretierelement

7 Richtungspfeil 40 Aufnahmetisch-Zentrierausnehmung

8 Scherenmechanismus 41 Pfeil (Rotationsrichtung)

9 Innenwandung 42 Auflagefläche

10 Angelpunkt 43 Ringelement

1 1 1 . Stabelement 44 Expansionsarm

12 2. Stabelement 45 Innenelement

13 Klemmschuhaufnahme 46 Aussenelement

14 Klemmschuh 47 Grobjustierelement

15 Halteschlaufe 48 Feinjustierelement

16 Spindelantrieb 49 Grobjustierausnehmung

17 Energiequelle 50 Haltering

18 Sägeblatt 51 Stellelement

19 Trennvorrichtung 52 Verbindungselement

20 Aussenhaut 53 Aussengewinde

21 Richtungspfeil 54 Spindelmutter

22 Richtungspfeil 55 Länge

23 Schnellspannsystem

24 Zentrierdorn α Winkel

25 verzahnter Zentrierdorn ß Winkel

26 Aufnahmeelement

27 Aussenverzahnung

28 Zentrierausnehmung

29 Pfeil (Rotationsrichtung)

30 Einschnitt

31 Festanker

32 Fixierelement

33 Drehgelenk