DE10014935C1

DE10014935C1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner, untereinander gleicher Scheiben oder Bolzen von Rundstangen (Vollmaterial)

Info

Publication number: DE10014935C1
Application number: DE10014935A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Foerster; Roland Stephan; Joachim Schlegel
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 2000-03-20
Filing date: 2000-03-20
Publication date: 2001-07-26
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP2001259921A; US20010022124A1; US6644151B2; SE523067C2; SE0004045L; SE0004045D0

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner, untereinander gleicher Scheiben bzw. Bolzen von Rundstangen mit einem Trennwalzwerk und einer davor liegenden Einlaufrinne mit einer das Werkstück erfassenden, in Rotation versetzenden, sowie axial bewegenden Vorschubeinrichtung, wobei das Trennwalzwerk mindestens zwei um das zu bearbeitende Werkstück angeordnete Schneidwalzen und bei Anordnung von nur zwei Schneidwalzen mindestens ein Führungslineal aufweist. Zur Erhöhung der Standzeit und einer Kollisionsgefahrverminderung der Schneidwalzenwendeln sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung u.a. Schneidwalzenwendeln mit einer gleichmäßigen Zunahme der Wendelhöhen vorgesehen; alternativ ist eine alternierende und oszillierende Zunahme der Wendelhöhen vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner, untereinander gleicher Scheiben oder Bolzen von Rundstangen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder 2.

Aus der DE 16 02 950 A ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken bekannt. Das bekannte Trennwalzwerk weist mindestens zwei einander gegenüberliegende Schneidwalzen auf, deren Wendeln in Vorschubrichtung gesehen an Höhe zunehmen und damit einen sich verengenden Zwischenraum bilden. Auf der Innenseite wird das rohrförmige Werkstück durch eine eingeschobene Spindel abgestützt, die auf beiden Seiten des Werkstückes übersteht und deren hervorstehende Enden auf einer der beiden Rollen abrollen.

Eine vergleichbare Vorrichtung ist aus der WO 99/07495 A2 bekannt. Diese besteht aus einem Trennwalzwerk und einer davor liegenden Einlaufrinne mit einer das rohrförmige Werkstück erfassenden und in Rotation versetzenden sowie axial bewegenden Vorschubeinrichtung und einer direkt vor dem Trennwalzwerk angeordneten Induktionserwärmungsanlage mit einer davorgeschalteten Pufferstrecke. Das Trennwalzwerk weist mindestens zwei um das zu bearbeitende rohrförmige Werkstück angeordnete, gleichsinnig angetriebene und formschlüssig miteinander gekoppelte Schneidwalzen mit gewindeförmigen Schneiden auf.

Beide bekannten Vorrichtungen sind nicht für das Trennen von Vollmaterial wie Rundstangen geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner, untereinander gleicher Scheiben oder Bolzen von Rundstangen der eingangs genannten Art anzugeben, welche eine hohe Standzeit ermöglicht und die Gefahr einer Kollision der Schneidwalzenwendeln vermindert.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 oder 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche 3-12.

Dieses Prinzip einer Kollisionsverminderung im Trennabschnitt kann man variieren. Eine der Möglichkeiten besteht darin, nur die Wendel einer Schneidwalze an Höhe zunehmen zu lassen und die Wendelhöhe der anderen Schneidwalze konstant zu halten. Kollisionsvermindernd ist auch die Anordnung einer alternierenden und oszillierenden Zunahme der Wendelhöhe beider Schneidwalzen im Trennabschnitt.

Bei der Anordnung von nur zwei Schneidwalzen ist die Führung der Rundstange exakt in der Mitte des Trennwalzwerkes schwierig, da geometrisch nur ein sehr geringer Spalt zur Verfügung steht. Zur Abhilfe wird eine Sonderform des bisher bekannten Führungslineals vorgeschlagen. Diese Sonderform zeichnet sich dadurch aus, dass das Führungslineal als endloser, in Kettengliedern geführter Gleitschuh ausgebildet ist. Dadurch wird die Rundstange in den Zwischenräumen zwischen den Wendeln fixiert und durch die Wendeln, verursacht durch die Wendelsteigung, werden die Gleitschuhe mitgezogen.

Eine andere Möglichkeit der Abhilfe hinsichtlich der Führung der Rundstange bietet sich durch eine Drei-Schneidwalzen-Anordnung an. Bei einer ersten Ausführungsform weisen alle drei Schneidwalzen einen gleichen Grunddurchmesser auf, sind gleichsinnig angetrieben und formschlüssig miteinander gekoppelt und um 120° versetzt angeordnet. Die Wendeln aller drei Schneidwalzen weisen im Einlauf und im Hauptabschnitt eine gleichmäßige Höhenzunahme auf und im Trennabschnitt ist nur die Oberwalze mit einer Wendel versehen, deren Höhenzunahme bis zu einer Höhe reicht, die etwas größer ist als der Radius r der abzutrennenden Rundstange. Um eine Kollision der Wendelspitze der Oberwalze mit der Oberfläche der beiden Unterwalzen zu vermeiden, muss der Radius r der abzutrennenden Rundstange der Bedingung r ≧ 0,366 R genügen. Dabei ist R der Grundhalbmesser der drei Schneidwalzen. Rückt man die beiden Unterwalzen bis zu einer tangierenden Berührung zusammen, so dass der Versatz < 120° ist, kann eine Rundstange mit einem noch kleineren Radius voll getrennt werden gemäß der Bedingung r ≧ 0,2601 R. Für eine weitere Minimierung des Ausgangsdurchmessers der Rundstange wird eine Anordnung mit drei Schneidwalzen unterschiedlichen Grunddurchmessers vorgeschlagen. Dabei weist die Oberwalze einen größeren und die beiden Unterwalzen einen kleineren aber gleichen Grunddurchmesser auf. Die Unterwalzen sind entweder antriebslos oder werden unabhängig von der Oberwalze mit angepasster Rotationsgeschwindigkeit angetrieben.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung

Fig. 2 das Detail X in Fig. 1

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung

Fig. 4 im verkleinerten Maßstab die Ausbildung des Trennabschnittes

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine Drei-Walzen-Anordnung

Fig. 6 eine Variante von Fig. 5

Fig. 7 eine weitere Variante von Fig. 5.

In Fig. 1 ist in einem Längsschnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung dargestellt. Sie zeigt eine Anordnung des Trennwalzwerkes mit zwei Schneidwalzen 1.1, 1.2. Beide Schneidwalzen 1.1, 1.2 sind mit Wendeln 2 versehen. Mit Hilfe dieser Schneidwalzen 1.1, 1.2 sollen von einer Rundstange 5 gleich große Scheiben 4 kontinuierlich abgetrennt werden. Der eingezeichnete Pfeil 8 zeigt die Vorschubrichtung für die Rundstange 5 an. Die Drehpfeile 9 kennzeichnen die gleichsinnige Drehung der beiden Schneidwalzen 1.1, 1.2. Charakteristisch für diese Anordnung ist, dass die Wendet 2 beider Schneidwalzen 1.1, 1.2 beginnend vom Einlaufabschnitt EA über den Hauptabschnitt HA bis in den Anfangsbereich des Trennabschnittes TA eine stetige Höhenzunahme aufweisen. Im Trennabschnitt TA weisen die Spitzen der Wendel 2 eine Höhe 10 auf, die etwas größer ist als der Radius r der zu trennenden Rundstange 5.

Um eine Kollision im Trennabschnitt TA zu vermeiden, sind gemäß Fig. 2 die Spitzen der beiden einander gegenüberliegenden Schneiden 6, 7 abwechselnd nach links und nach rechts gerichtet. Zur Verdeutlichung ist in Fig. 2 die Mittelachse 3 der Rundstange 5 mit eingezeichnet.

Fig. 3 zeigt im gleichen Längsschnitt wie Fig. 1 eine zweite Ausführungsform, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen gewählt worden sind. Auch bei dieser Ausführungsform sind nur zwei Schneidwalzen 1.3, 1.4 im Trennwalzwerk vorgesehen. Mit Hilfe dieser beiden Schneidwalzen 1.3, 1.4 sollen wie bei der ersten Ausführungsform ebenfalls von einer Rundstange 5 kontinuierlich gleich große Scheiben 4 abgetrennt werden. Die Höhenzunahme der Wendeln 2 im Einlaufabschnitt EA und im Hauptabschnitt HA ist vergleichbar wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1. Um eine Kollision im Trennabschnitt TA zu vermeiden, sind die Schneiden 11, 12 alternierend und oszillierend angeordnet.

In Fig. 4 ist diese Art der Anordnung in einfacher Weise zu erkennen. Dabei ist sichergestellt, dass die Höhe 10 der Schneiden 11 bzw. 12 etwas größer ist als der Radius r der Rundstange 5.

Fig. 5 zeigt abweichend von Fig. 1 und Fig. 3 eine Anordnung von drei Schneidwalzen 1.5-1.7 im Trennwalzwerk. Alle drei Schneidwalzen 1.5-1.7 weisen einen gleichen Grundhalbmesser R auf, sind gleichsinnig angetrieben, wie die Drehpfeile 9 zeigen und um 120° gegeneinander versetzt angeordnet. Die Höhenzunahme der Wendeln 2 im Einlaufabschnitt EA und Hauptabschnitt HA (hier nicht dargestellt) ist vergleichbar wie bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und Fig. 3. Um eine Kollision im hier dargestellten Trennabschnitt TA zu vermeiden, weist die Schneide 13 der als Oberwalze fungierenden Schneidwalze 1.5 eine Höhe 10 auf, die etwas größer ist als der Radius r der Rundstange 5. Die Wendeln 2 der beiden als Unterwalzen fungierenden Schneidwalzen 1.6, 1.7 weisen keine Höhenzunahme mehr im Trennabschnitt TA auf und sind konstant. Damit die Schneide 13 der oberen Schneidwalze 1.5 mit der Oberfläche der beiden unteren Schneidwalzen 1.6, 1.7 nicht kollidiert, muss der Radius r der Rundstange 5 der Bedingung r ≧ 0,366 R genügen, wobei R der Grundhalbmesser der drei Schneidwalzen 1.5-1.7 ist.

In Fig. 6 ist dargestellt, wie man diese vorgenannte Bedingung zu kleineren Werten verschieben kann. In diesem Fall sind die beiden als Unterwalzen fungierenden Schneidwalzen 1.6, 1.7 so eng aneinander gerückt, dass die Oberflächen einander tangieren. Der Versatzwinkel verringert sich dabei zu einem Wert < 120°. Bei einer solchen Anordnung ist eine Kollision der Schneide 13 der oberen Schneidwalze 1.5 dann ausgeschlossen, wenn der Radius r der Rundstange 5 der Bedingung r ≧ 0,2601 R genügt.

Eine weitere Minimierung des Wertes ist gemäß der Anordnung in Fig. 7 möglich. Bei dieser Anordnung sind die Grundhalbmesser der drei Schneidwalzen 1.8-1.10 verschieden. Die als Oberwalze fungierende Schneidwalze 1.8 hat einen größeren Grundhalbmesser R.1 als die beiden als Unterwalzen fungierenden Schneidwalzen 1.9 und 1.10, wobei die Grundhalbmesser R.2 der beiden unteren Schneidwalzen 1.9, 1.10 gleich sind. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Fig. 5 und 6 können die beiden unteren Schneidwalzen 1.9, 1.10 antriebslos oder mit einer angepassten Rotationsgeschwindigkeit angetrieben sein. Eine formschlüssige Verbindung der drei Schneidwalzen 1.8-1.10 scheidet in jedem Falle aus.

Claims

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner, untereinander gleicher Scheiben oder Bolzen von Rundstangen, mit einem Trennwalzwerk und einer davor liegenden Einlaufrinne mit einer das Werkstück erfassenden, in Rotation versetzenden, sowie axial bewegenden Vorschubeinrichtung, wobei das Trennwalzwerk mindestens zwei um das zu bearbeitenden Werkstück angeordnete Schneidwalzen und bei Anordnung von nur zwei Schneidwalzen mindestens ein Führungslineal aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendel (2) mindestens einer Schneidwalze (1.1; 1.3; 1.5) im Trennabschnitt (TA) eine Höhe (10) aufweist, die gleich oder etwas größer ist als der Radius r der abzutrennenden Rundstange (5) und die Wendel (2) mindestens einer weiteren mit der Schneidwalze (1.1; 1.3; 1.5) zusammenwirkenden Schneidwalze (1.2; 1.4; 1.6; 1.7) bis in den Endbereich des Hauptabschnittes (HA) der Schneidwalzen eine gleichmäßige Höhenzunahme aufweist und danach nur die Wendel der Schneidwalze (1.1; 1.3; 1.5) an Höhe weiter zunimmt bis zu einer Höhe (10), die etwas größer ist als der Radius r der abzutrennenden Rundstange (5), während die Wendelhöhe der Schneidwalze (1.2; 1.4; 1.6; 1.7) konstant bleibt.

2. Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner, untereinander gleicher Scheiben oder Bolzen von Rundstangen, mit einem Trennwalzwerk und einer davor liegenden Einlaufrinne mit einer das Werkstück erfassenden, in Rotation versetzenden, sowie axial bewegenden Vorschubeinrichtung, wobei das Trennwalzwerk mindestens zwei um das zu bearbeitenden Werkstück angeordnete Schneidwalzen und bei Anordnung von nur zwei Schneidwalzen mindestens ein Führungslineal aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidwalzen (1.3; 1.4) gegenüberliegend zur Walzstückachse angeordnet sind und deren Wendeln (2) im Einlauf- (EA) und im Hauptabschnitt (HA) eine gleichmäßige Höhenzunahme aufweisen und beim Übergang vom Hauptabschnitt (HA) zum Trennabschnitt (TA) die Höhen der Wendeln (11, 12) beider Schneidwalzen (1.3; 1.4) alternierend und oszillierend zunehmen, bis zu einer Höhe (10), die etwas größer ist als der Radius r der abzutrennenden Rundstange (5).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor dem Trennwalzwerk eine Induktionserwärmungsanlage mit einer davor geschalteten Pufferstrecke angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennwalzwerk mit gleichsinnig angetriebenen und formschlüssig miteinander verbundenen Schneidwalzen (1.1; 1.2) versehen ist, wobei beim Übergang vom Hauptabschnitt (HA) zum Trennabschnitt (TA) die einander gegenüberstehenden Schneiden (6, 7) der Wendeln (2) der beiden Schneidwalzen (1.1; 1.2) eine entgegengesetzt gerichtete Spitzenausbildung aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungslineal als endloser, in Kettengliedern geführter Gleitschuh ausgebildet ist, der durch die Wendeln (2) mitgezogen wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennwalzwerk drei Schneidwalzen (1) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Schneidwalzen (1.5-1.7) einen gleichen Grunddurchmesser (R) aufweisen, gleichsinnig angetrieben und formschlüssig miteinander gekoppelt und um 120° versetzt angeordnet sind, wobei die Wendeln (2) aller drei Schneidwalzen (1.5- 1.7) im Einlauf (EA) und im Hauptabschnitt (HA) eine gleichmäßige Höhenzunahme aufweisen und im Trennabschnitt (TA) nur die Oberwalze (1.5) mit einer Wendel (13) versehen ist, deren Höhenzunahme bis zu einer Höhe (10) reicht, die etwas größer ist als der Radius r der abzutrennenden Rundstange (5).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius r der abzutrennenden Rundstange (5) der Bedingung r ≧ 0,366 R genügt, wobei R der Grundhalbmesser der drei Schneidwalzen (1.5-1.7) ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Unterwalzen (1.6; 1.7) um < 120° versetzt gegeneinander angeordnet sind, wobei sie miteinander tangieren und der Radius r der abzutrennenden Rundstange (5) der Bedingung r ≧ 0,2601 R genügt, wobei R der Grundhalbmesser der drei Schneidwalzen (1.5-1.7) ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Schneidwalzen (1.8-1.10) einen unterschiedlichen Grundhalbmesser (R.1, R.2) aufweisen, wobei die Oberwalze (1.8) mit einem größeren Grundhalbmesser (R.1) und die beiden Unterwalzen (1.9, 1.10) mit einem kleineren, aber gleichen Grundhalbmesser (R.2) versehen sind und die Wendeln (2) aller drei Schneidwalzen (1.8-1.10) im Einlauf- (EA) und im Hauptabschnitt (HA) eine gleichmäßige Höhenzunahme aufweisen und im Trennabschnitt (TA) nur die Oberwalze (1.8) mit einer Wendel (13) versehen ist, deren Höhenzunahme bis zu einer Höhe (10) reicht, die etwas größer ist als der Radius r der abzutrennenden Rundstange (5).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterwalzen (1.9; 1.10) antriebslos sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterwalzen (1.9; 1.10) unabhängig von der Oberwalze (1.8) antreibbar sind.