AT413086B

AT413086B - 2-achsen-wasserstrahlschneidmaschine

Info

Publication number: AT413086B
Application number: AT1362000A
Authority: AT
Inventors: Franz Perndorfer
Original assignee: Franz Perndorfer
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2005-11-15
Also published as: ATA1362000A

Description


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  Die Erfindung betrifft eine 2-Achsen-Wasserstrahlschneidmaschine. 



  Bei bekannten 5-Achsen-Wasserstrahlschneidmaschinen ist die Zufuhr von Wasser bzw. eines Wasserstrahles unter Hochdruck mit bis zu 3800 bar aufgrund der hohen Belastung nur mit einem Stahlrohr durchführbar. Dieses Stahlrohr muss die Bewegungen des Schneidkopfes mitmachen. Da das Verdrillen des Rohres bzw. das Biegen mit kleinem Biegeradius zur sehr raschen Ermüdung und dem darauffolgenden Bruch des Hochdruckrohres führt, wird die Zufuhr üblicherweise mit einer Rohrspirale bzw. mit Drehdurchführungen realisiert. 



  Sowohl im Falle der Rohrspirale, die in der Lage sein muss, Drehwinkel von mindestens 360  aufzunehmen, weshalb sie mit sehr vielen Windungen ausgeführt wird, als auch bei der Drehdurchführung selbst müssen hohe Druckverluste in Kauf genommen werden. Dieser Druckverlust verminderte den möglichen Maximaldruck des Schneidstrahles und führt zu erheblichen Schneidleistungseinbussen. Ein weiterer Nachteil der bekannten 5-Achsen-Wasserstrahlschneidmaschinen besteht darin, dass die Antriebsmotoren den Dreh- und Schwenkbewegungen folgen und damit eine Belastung der Antriebsmotoren durch Schneidwasser und Schneidsand verbunden ist. 



  Die Erfindung zielt darauf ab, eine 2-Achsen-Wasserstrahlschneidmaschine zu schaffen, die diese Nachteile vermeidet, und erreicht dies dadurch, dass ein über ein Wälzlager in einem Träger gelagerter unterer Drehkranz mit einer Radialverzahnung und einer Kegelverzahnung ausgestattet und über ein Ritzel von einem zugeordneten Drehstrom-Servomotor angetrieben ist, dass oberhalb des unteren Drehkranzes ein über ein Wälzlager im Träger gelagerter oberer Drehkranz angeordnet ist, der von einem zugeordneten Drehstrom-Servomotor über ein in eine Radial-Verzahnung des oberen Drehkranzes eingreifendes Ritzel angetrieben ist, und in dem oberen Drehkranz mittels eines Wälzlagers ein Schaft im wesentlichen in seiner Längsmitte drehbar geführt ist, wobei der Schaft an seinem Ende mit einer Schneidkopfdüse und einer Schneiddüse ausgestattet ist,

   und dass im oberen Drehkranz ein Kegelrad-Ritzel gelagert ist, das in die Kegelverzahnung des unteren Drehkranzes eingreift. 



  Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal sind zur Drehung des Schaftes mit der Schneidkopfdüse um eine Drehachse beide Drehstrom-Servomotoren auf die gleiche Drehzahl synchronisiert, und dadurch ruht das Kegelrad-Ritzel. 



  Nach einem anderen Erfindungsmerkmal sind zum Schwenken der Schneidkopfdüse die Drehstrom-Servomotoren mit unterschiedlicher Drehzahl antreibbar, wobei die Relativbewegung zwischen den Drehkränzen das Kegelrad-Ritzel antreibt und die Schneidkopfdüse ausschwenkt. 



  Weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die eine teilweise geschnittene Darstellung einer erfindungsgemässen 2-Achsen-Wasserstrahlschneidmaschine zeigt. 



  Gemäss der Zeichnung ist ein unterer Drehkranz 1 mit einer Radialverzahnung 2 und einer Kegelverzahnung 3 versehen. Der untere Drehkranz 1 ist über ein Wälzlager 4 in einem Träger T gelagert und wird über die Radialverzahnung 2 sowie über ein Ritzel 5 von einem bürstenlosen Drehstrom-Servomotor 6 angetrieben. Oberhalb des unteren Drehkranzes 1 ist ein oberer Drehkranz 7 mit einer Radialverzahnung 2 angeordnet, der mittels eines Wälzlagers 8 im Träger T gelagert und von einem Drehstrom-Servomotor 9 über ein mit der Radialverzahnung 2' in Eingriff stehenden Ritzel 10 angetrieben wird. 



  Der obere Drehkranz 7 führt mittels eines Wälzlagers 11einen Schaft 12 mit einer Schneiddüse 13 und einer Schneidkopfdüse 14. Am oberen Drehkranz 7 ist ferner über ein Kugellager 15 ein Kegelrad-Ritzel 16 gelagert, das in die Kegelverzahnung 3 des unteren Drehkranzes 1 eingreift und dadurch mit dem unteren Drehkranz 1 formschlüssig verbunden ist. Infolge der Lagerung 

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 der zur Hochdruck-Wasserstrahlzufuhr dienenden, aus Stahl gebildeten Schneiddüse 13 mittels des Schaftes 12 im oberen Drehkranz 7, wird die Schneiddüse 13 um eine senkrecht zum Schaft 12 verlaufende horizontale Drehachse geschwenkt, so dass Wasserstrahldrücke bis zu 3. 800 bar ständig aufrecht erhalten werden können, wobei die Wasserzufuhr zur Schneiddüse 13 über ein Teil 17 erfolgt. 



  Zum Drehen der Schneidkopfdüse 14 um die Drehachse x-x, sind beide Drehstrom-Servomotoren 6 und 9 auf gleiche Drehzahl synchronisiert, wodurch sich zwischen dem unteren Drehkranz 1 und dem oberen Drehkranz 7 keine Relativbewegung ergibt und das KegelradRitzel 15 ruht. 



  Zum Verschwenken der Schneidkopfdüse 14 während der Drehbewegung des Schaftes 12 um die Achse x-x, werden die Drehstrom-Servomotoren 6 und 9 mit unterschiedlicher Drehzahl betrieben, so dass die Relativbewegung zwischen den Drehkränzen 1 und 7 das Kegelrad-Ritzel 16 antreibt und die Schneidkopfdüse 14 schwenkt. 



  Die von einer nicht gezeigten CNC-Steuerung gesteuerten Motoren 6 und 9 (zusammen mit den nicht gezeigten Antriebsmotoren zur Drehung um die X-Y- und Z-Achse) werden mittels Drehzahl- und Beschleunigungsänderungen derart betrieben, dass sich die Spitze der Schneiddüse 13 mit der für den aktuellen Schneidvorgang programmierten Geschwindigkeit bewegt und dabei die zu schneidende Kontur abfährt. 



  Es versteht sich, dass die beschriebenen Ausführungsformen im Rahmen des allgemeinen Erfindungsgedankens verschiedentlich abgewandelt werden können. 



  Patentansprüche : 1. 2-Achsen-Wasserstrahlschneidmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass ein über ein Wälz- lager (4) in einem Träger (T) gelagerter unterer Drehkranz (1) mit einer Radialverzahnung (2) und einer Kegelverzahnung (3) ausgestattet und über ein Ritzel (5) von einem zugeord- neten Drehstrom-Servomotor (6) angetrieben ist, dass oberhalb des unteren Drehkranzes (1 ) ein über ein Wälzlager (8) im Träger (T) gelagerter oberer Drehkranz (7) angeordnet ist, der von einem zugeordneten Drehstrom-Servomotor (9) über ein in eine Radialverzahnung (2') des oberen Drehkranzes (7) eingreifendes Ritzel (10) angetrieben ist, und in dem obe- ren Drehkranz (7) mittels eines Wälzlagers (11) ein Schaft (12) im wesentlichen in seiner
Längsmitte drehbar geführt ist, wobei der Schaft (12) an seinem Ende mit einer Schneid- kopfdüse (14) und einer Schneiddüse (13) ausgestattet ist,

   und dass im oberen Drehkranz (7) ein Kegelrad-Ritzel (16) gelagert ist, das in die Kegelverzahnung (3) des unteren Dreh- kranzes (1) eingreift.

Claims

2. Wasserstrahlschneidmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Dre- hung des Schaftes (12) mit der Schneidkopfdüse (14) um eine Drehachse (x-x) beide Drehstrom-Servomotoren (6,9) auf die gleiche Drehzahl synchronisiert sind, und dadurch das Kegelrad-Ritzel (16) ruht.

3. Wasserstrahlschneidmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schwenken der Schneidkopfdüse (14) die Drehstrom-Servomotoren (6,9) mit unterschied- licher Drehzahl antreibbar sind, wobei die Relativbewegung zwischen den Drehkränzen (1, 7) das Kegelrad-Ritzel (16) antreibt und die Schneidkopfdüse (14) ausschwenkt.

4. Wasserstrahlschneidmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich- net, dass die von einer CNC-Steuerung gesteuerten Drehstrom-Servomotoren (6,9) mittels Drehzahl- und Beschleunigungsänderungen die Schneidkopfdüse (14) mit der für den Schneidvorgang programmierten Geschwindigkeit bewegen und die Schneidkopfdüse (14) <Desc/Clms Page number 3> die zu schneidende Kontur abfährt.