DE102005018311A1

DE102005018311A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen und Besäumen von Werkstücken

Info

Publication number: DE102005018311A1
Application number: DE200510018311
Authority: DE
Inventors: Stefan Specht
Original assignee: Friz Kaschiertechnik GmbH
Current assignee: Friz Kaschiertechnik GmbH
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-21
Also published as: DE102005018311B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen und Besäumen von auf Lücke hintereinander angeordneten und fortlaufend bewegten sowie endlos oberflächenkaschierten plattenförmigen Werkstücken. Erfindungsgemäß wird dabei die Lücke über einen Sensor erfasst, eine kombinierte Trenn- und Besäumvorrichtung mit mindestens einem Trenn- und Besäumaggregat an der Lücke in Position gebracht und der Trenn- und Besäumvorgang an der Hinterkante des vorauseilenden und an der Vorderkante des nachfolgenden Werkstückes gleichzeitig im Durchlauf durchgeführt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen und Besäumen von auf Lücke hintereinander angeordneten und fortlaufend bewegten, sowie endlos oberflächenkaschierten plattenförmigen Werkstücken.
Das Trennen und das Besäumen von fortlaufend bewegten endlos oberflächenkaschierten Werkstücken erfolgt bisher in zwei voneinander getrennten Arbeitsgängen. So wird in dem ersten Arbeitsgang das Kaschiermaterial in dem Zwischenraum zwischen zwei aufeinander folgenden Werkstücken, d.h. etwa in der Mitte der Lücke auseinander getrennt und in einem zweiten, davon gesonderten Arbeitsgang der verbleibende Überstand an den beiden Werkstücken abgetrennt, d.h. bündig mit der zugeordneten Kante gefräst oder beispielsweise mit einer Phase ausgestattet.
Dieses Besäumen im zweiten Arbeitsgang kann bisher in der verschiedensten Weise erfolgen. Anstelle des früheren Besäumens von Hand wird dies heute überwiegend mit speziellen Besäumvorrichtungen maschinell im Durchlauf durchgeführt. Hierzu müssen jedoch die zu besäumenden Kanten stets parallel zur Durchlaufrichtung durch die Durchlaufmaschine geführt werden. Dies erfordert, dass die Werkstücke nach dem Trennvorgang entweder über eine Wendestation (oder von Hand) um 90° gedreht oder über eine Umsetzvorrichtung bei unveränderter Lage auf einen im rechten Winkel anschließenden neuen Förderer übergeben werden. Wesentlich für ein maschinelles Besäumen im Durchlauf ist in jedem Fall, dass die zu besäumenden Kanten des Werkstückes parallel zur Durchlaufrichtung zu liegen kommen.
Diese Maßnahmen und insbesondere die hierfür erforderlichen Umsetz- bzw. Übergabevorrichtungen beeinträchtigen jedoch die Produktionskapazität, erfordern viel Platz und engen die Anordnungsmöglichkeiten einer Anlage ein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine vollkommen neuartige Verfahrensweise sowie eine konstruktiv einfach aufgebaute Vorrichtung zur Durchführung der Verfahrensweise zu schaffen, die ohne komplexe Umsetz- und Übergabevorgänge auskommt.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, dass

– die Lücke über einen Sensor erfasst,
– eine kombinierte Trenn- und Besäumvorrichtung mit mindestens einem Trenn- und Besäumaggregat an der Lücke in Position gebracht, und
– der Trenn- und Besäumvorgang an der Hinterkante des vorauseilenden und an der Vorderkante des nachfolgenden Werkstückes gleichzeitig im Durchlauf durchgeführt wird.

Diese Aufgabe wird darüber hinaus durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst, bei der das mindestens eine Trenn- und Besäumaggregat der kombinierten Trenn- und Besäumvorrichtung eine zur gleichzeitigen Durchführung des Trenn- und Besäumvorganges eingerichtete Werkzeuganordnung aufweist, die an einem Trennkopf befestigt ist, der an einer quer zur Durchlaufrichtung der Werkstücke verlaufenden Geradführung verfahrbar gelagert ist, wobei die Geradführung in der Durchlaufrichtung und entgegen der Durchlaufrichtung der Werkstücke an mindestens einer Verfahrführung über einen begrenzten Weg hin und her verfahrbar gelagert ist.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die beiden Arbeitsgänge, nämlich das Trennen und das Besäumen zu einem kombinierten Arbeitsgang zusammenzufassen und insbesondere gleichzeitig durchzuführen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die kombinierte Trenn- und Besäumvorrichtung mit zwei Trenn- und Besäumaggregaten ausgestattet, welche für jeden Arbeitsgang etwa in der Mitte der Werkstücke nebeneinander in Position gebracht und nach Erfassen der Lücke durch den Sensor zur Durchführung des kombinierten Trenn- und Besäumvorgangs aus dieser Mittenstellung auseinander bewegt werden.

Bei einer bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das jeweilige Trenn- und Besäumaggregat der kombinierten Trenn- und Besäumvorrichtung mit einer zur gleichzeitigen Durchführung des Trenn- und Besäumvorganges eingerichteten Werkzeuganordnung ausgerüstet, die an einem Trennkopf befestigt ist, der an einer quer zur Durchlaufrichtung der Werkstücke verlaufenden Geradführung gelagert ist, wobei die Geradführung in der Durchlaufrichtung und entgegen der Durchlaufrichtung der Werkstücke an mindestens einer Verfahrführung über einen begrenzten Weg hin und her verfahrbar gelagert ist. Eine derartige Anordnung besticht durch einen technisch einfachen und deshalb störunanfälligen Aufbau und ist auch für hohe Durchlaufgeschwindigkeiten geeignet.

Grundsätzlich kann die Verfahrbewegung der Trennköpfe an der Geradführung bzw. die Verfahrbewegung der gesamten Geradführung an der mindestens einen Verfahrführung mit jedem geeigneten Antrieb realisiert werden. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn als Antrieb für diese Bewegungen Linearmotoren eingesetzt werden.

Gemäß der Erfindung kann die Werkzeuganordnung in der verschiedensten Weise ausgebildet sein. Wesentlich ist lediglich, dass gleichzeitig zum Trennvorgang auch der Besäumvorgang an den beiden die Lücke zwischen den beiden Werkstücken bildenden Werkzeugkanten erfolgen kann.

Auch die Trenn- und Besäumwerkzeuge können in der verschiedensten Weise ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn feststehende Trenn- und Besäumwerkzeuge eingesetzt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die feststehenden Trenn- und Besäumwerkzeuge von Schneidklingen gebildet. Diese Schneidklingen sind vorteilhafterweise V-förmig und derart zueinander angeordnet, dass sie gleichzeitig jeweils an der Hinterkante des vorauslaufenden und an der Vorderkante des nachfolgenden Werkstückes zur Anlage gebracht und von diesen Kanten während des Schnittes geführt werden.

Um bei der Schnittführung kleinere Toleranzen ausgleichen und einen annähernd gleichen Anpressdruck der Schneidklingen an den Kanten erzielen zu können, ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung zweckmäßig, die Trenn- und Besäumwerkzeuge, insbesondere die Schneidklingen federnd an dem bzw. den Trennköpfen aufzuhängen.

Die federnde Aufhängung kann jeweils mit einer im wesentlichen V-förmigen Klingenhalterung ausgestattet sein, die um eine parallel zur Geradführung verlaufende Achse hin und her bewegbar an dem Trennkopf gelagert und über elastische Mittel in einer Ausgangsstellung gehalten wird. Durch diese pendelartige Aufhängung, welche über die elastischen Mittel in der Ausgangsstellung, also in einer Art Mittelstellung gehalten wird, ist eine automatische Anlage der Schneidklingen und der Ausgleich etwaiger Toleranzen sichergestellt.

Grundsätzlich können die elastischen Mittel in jeder beliebigen Weise gestaltet werden. Bei der einfachsten Variante werden als elastische Mittel einfache Federn eingesetzt.

Für einen störungsfreien Ablauf und gutes Bearbeitungsergebnis ist es notwendig, dass das abgetrennte Kaschiermaterial aus dem Bereich der Trenn- und Besäumwerkzeuge gefördert wird. Hierzu ist es vorteilhaft, im Bereich der Werkzeuganordnung pneumatische oder mechanische Abfördereinrichtungen für das abgetrennte Kaschiermaterial vorzusehen. Diese Abfördereinrichtungen können beispielsweise in Form von Venturidüsen ausgebildet sein, die zum Absaugen der abgetrennten Kaschiermaterialteile eingerichtet sind.

Für den bevorzugten Fall, dass die kombinierte Trenn- und Besäumvorrichtung zwei Trenn- und Besäumaggregate aufweist, die in der Mitte der Werkzeuge nebeneinander in Position gebracht werden, ist es notwendig, Stellglieder vorzusehen, über die eine Zustellbewegung in vertikaler Richtung zum Eintauche in die Lücke zwischen den plattenförmigen Werkstücken vorgenommen werden kann. Diese Stellglieder können in der verschiedensten Weise ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es, diese mit pneumatischen, elektrischen oder mechanischen Antrieben zu versehen.

Grundsätzlich können die Schneidklingen in der verschiedensten Weise ausgebildet sein. Sehr gute Schneidergebnisse wurden mit handelsüblichen Trapezklingen erzielt, welche jeweils eine Spitze besitzen, durch die das Eintauchen im Bereich der Lücke in das Beschichtungsmaterial problemlos durchgeführt werden kann.

Im folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

1 zeigt schematisch in einer perspektivischen Gesamtansicht die wesentlichen Teile einer kombinierten Trenn- und Besäumvorrichtung, welche mit zwei Trenn- und Besäumaggregaten ausgestaltet ist, und

2 zeigt ebenfalls schematisch in einer perspektivischen Ansicht eines der beiden in der Vorrichtung gemäß 1 eingesetzten Trenn- und Besäumaggregate.

In 1 sind teilweise abgebrochen insgesamt drei plattenförmige Werkstücke 1, 2 und 3 dargestellt, die in Durchlaufrichtung fortlaufend bewegt werden, wie dies durch einen Pfeil R angedeutet ist.
Wie aus 1 erkennbar, werden die Werkstücke 2 und 3 endlos oberflächenkaschiert angeliefert, d.h. das Kaschiermaterial überbrückt eine Lücke L1 zwischen der Hinterkante des vorauseilenden Werkstückes 2 und der Vorderkante des nachlaufenden Werkstückes 3. Eine Lücke L2 zwischen der Hinterkante des vordersten Werkstücks 1 und der Vorderkante des dahinter angeordneten Werkstückes 2 dagegen ist durch die kombinierte Trenn- und Besäumvorrichtung bereits bearbeitet, d.h. das Beschichtungsmaterial im Bereich der Lücke L2 herausgetrennt worden.
Wie aus 1 weiter hervorgeht, ist an beiden Seiten des Durchlaufweges der Werkstücke 1, 2 und 3 parallel zu deren Längskanten eine Verfahrführung 5 vorgesehen. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in 1 von der Verfahrführung 5 lediglich die Führungsleisten dargestellt, die sich zu beiden Seiten des Durchlaufweges befinden. Auf den Führungsleisten sind Führungswagen (nicht dargestellt) hin und her verfahrbar gelagert, die eine Geradführung 6 in Form von zwei parallel übereinander angeordneten Führungsbalken 6a und 6b tragen, welcher den Durchlaufweg für die Werkstücke 1, 2 und 3 überbrückt. An der Geradführung 6 sind zwei Trenn- und Besäumaggregate 7 und 8 befestigt, von denen das links dargestellte Besäumaggregat 7 in 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt ist.
Die Geradführung 6 ist in und entgegen der Durchlaufrichtung R auf den Führungsleisten der Verfahrführung 5 hin und her verfahrbar gelagert. Die beiden Trenn- und Besäumaggregate 7 und 8 sind darüberhinaus entlang der Geradführung 6 quer zur Durchlaufrichtung R hin und her verfahrbar.
Der Antrieb für alle Verfahrbewegungen wird bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel durch Linearmotoren bewerkstelligt, die in den Führungsleisten der Verfahrführung 5 bzw. in dem Führungsbalken der Geradführung 6 eingelassen sind, wie dies in 1 durch dunkel angelegte Felder angedeutet ist.
Die Trenn- und Besäumaggregate 7 bzw. 8 besitzen – wie aus 2 hervorgeht – eine Halterung 9, an der ein Stellglied in Form eines Stellzylinders 10 befestigt ist. Der Stellzylinder ist mit einer Kolbenstange 11 ausgestattet, an deren Ende ein Flansch 12 befestigt ist, der über Befestigungsschrauben 13 einen Trennkopf 14 trägt.
Der Trennkopf 14 ist U-förmig gestaltet und trägt in seiner nach unten gerichteten Öffnung eine trapezförmige Klingenhalterung 15, die über eine Achse 16 pendelnd, d.h. nach Art einer Wippe aufgehängt ist. Der Trennkopf kann im Bedarfsfalle beispielsweise auch L-förmig gestaltet sein, um Platz für Zusatzeinrichtungen, wie beispielsweise eine Absaugvorrichtung oder dergleichen zu schaffen. Die Achse 16 verläuft parallel zur Geradführung 6 und damit auch parallel zu den Lücken L1 und L2 zwischen den Werkstücken.
Wie in 2 ferner erkennbar, ist die trapezförmige Klingenhalterung 15 im Trennkopf über elastische Mittel 17 in Form von Federn aufgehängt. Die Federn bewirken, dass sich die Klingenhalterung 15 im Ruhezustand in einer Ausgangsstellung befindet, bei seitlicher Krafteinwirkung jedoch nach Art einer Wippe entgegen und in der Durchlaufrichtung R über einen begrenzten Weg hin und her bewegt werden kann.
An den im Winkel zueinander verlaufenden Seitenflächen der trapezförmigen Klingenhalterung 15 sind Trenn- und Besäumwerkzeuge in Form von Schneidklingen 18 befestigt. Diese können Klemmleisten 19 oder andere geeignete Befestigungsmittel sein.
Die Anordnung ist dabei derart getroffen, dass die Spitzen der Schneidklingen 18 einander berühren und auf diese Weise eine V-förmige Schneide bilden.
Die beiden v-förmig zueinander angeordneten Schneidklingen 18 bilden im vorliegenden Ausführungsbeispiel die feststehenden Trenn- und Besäumwerkzeuge und diese zusammen mit der Klingenhalterung 15 und dem Trennkopf die Werkzeuganordnung zur Durchführung des kombinierten Trenn- und Besäumvorganges, wie dies im folgenden noch beschrieben werden wird.
Der grundsätzliche Ablauf der Arbeitsweise des beschriebenen Ausführungsbeispieles der Vorrichtung ist wie folgt: In der Ausgangsposition befinden sich die beiden Trenn- und Besäumaggregate 7 und 8 etwa in der Mitte der Werkstücke nebeneinander über den Werkstücken. Hat der Sensor S die Lücke L1 zwischen den Werkstücken 2 und 3 erfasst, so werden – sobald sich die Lücke unter den Schneidklingen 18 der beiden Trenn- und Besäumaggregate 7 und 8 befindet – die Stellzylinder 10 gleichzeitig oder hintereinander aktiviert und auf diese Weise die Kolbenstangen 11 ausgefahren. Durch das Ausfahren der Kolbenstangen werden die Trennköpfe 14 nach unten bewegt, so dass die an den Klingenhalterungen 15 befestigten Schneidklingen 18 das Beschichtungsmaterial (hintereinander oder gleichzeitig) durchstechen. Vor diesem Durchstich ist die Geradführung 6 über die Führungsleisten der Verfahrführung 5 in Durchlaufrichtung R auf die Durchlaufgeschwindigkeit der Werkstücke gebracht worden. Diese Verfahrbewegung der Geradführung 6 über die Verfahrführung wird über einen bestimmten Weg fortgesetzt, wie dies in 1 mit Pfeilen F angedeutet ist. Gleichzeitig werden die Trenn- und Besäumaggregate 7 und 8 mit hoher Geschwindigkeit auseinandergefahren, wie dies mit den Pfeilen B und E in 1 angedeutet ist. Durch die Überlagerung der Verfahrbewegung F der Geradführung 6 mit den Bewegungen B und E der Trenn- und Besäumaggregate 7 und 8 ergibt sich ein resultierender Schneidweg, wie er mit gestrichelten Linien G in 1 angedeutet ist.
Da die Schneidklingen 18 der Trenn- und Besäumaggregate 7 und 8 konstruktionsbedingt im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen gewissen Abstand zueinander aufweisen müssen, können die Schneidklingen nicht gleichzeitig das Beschichtungsmaterial 4 an der selben Stelle durchstoßen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird daher das linke Trenn- und Besäumaggregat 7 zuerst aktiviert und auf diese Weise mit den Schneidklingen 18 zuerst das Beschichtungsmaterial 4 durchtrennt und über den Weg B nach außen (in 1 nach links) verfahren. Gleichzeitig wird das rechte Trenn- und Besäumaggregat 8 über den Weg C dem Trenn- und Besäumaggregat 7 nachgeführt und erst dann – wie mit dem Pfeil D in 1 angedeutet – in den nun bereits vorhandenen Einstechpunkt abgesenkt und im Anschluss daran über den Weg E nach außen (in 1 nach rechts) geführt.
Aufgrund der V-förmigen Anordnung der Schneidklingen 18 kommen die einander abgewandten Seiten der Schneidklingen nach dem Durchstoßen des Beschichtungsmaterials an der jeweiligen Kante des Werkstückes im Bereich der Lücke zur Anlage. Durch die pendelnde Aufhängung der Klingenhalterung 15 werden dabei Toleranzen ausgeglichen und sichergestellt, dass jede Schneidklinge 18 den Überstand an der Kante des jeweiligen Werkstückes bündig abtrennt. Das abgetrennte Kaschiermaterial wird dann über pneumatische oder mechanische Abfördereinrichtungen (nicht dargestellt) aus dem Bearbeitungsbereich abgefördert, so dass eine saubere Schnittqualität sichergestellt ist.

Claims

Verfahren zum Trennen und Besäumen von auf Lücke hintereinander angeordneten und fortlaufend bewegten, sowie endlos oberflächenkaschierten plattenförmigen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, dass – die Lücke über einen Sensor erfasst, – eine kombinierte Trenn- und Besäumvorrichtung mit mindestens einem Trenn- und Besäumaggregat an der Lücke in Position gebracht, und – der Trenn- und Besäumvorgang an der Hinterkante des vorauseilenden und an der Vorderkante des nachfolgenden Werkstückes gleichzeitig im Durchlauf durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, mit einer zwei Trenn- und Besäumaggregate aufweisenden Trenn- und Besäumvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass – die beiden Trenn- und Besäumaggregate in der Mitte der Werkstücke nebeneinander in Position gebracht, und – nach Erfassen der Lücke durch den Sensor zur Durchführung des Trenn- und Besäumvorganges auseinander bewegt werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Trenn- und Besäumaggregat (7, 8) der kombinierten Trenn- und Besäumvorrichtung eine zur gleichzeitigen Durchführung des Trenn- und Besäumvorganges eingerichtete Werkzeuganordnung aufweist, die an einem Trennkopf (14) befestigt ist, der an einer quer zur Durchlaufrichtung der Werkstücke verlaufenden Geradführung (6) verfahrbar gelagert ist, wobei die Geradführung in der Durchlaufrichtung (R) und entgegen der Durchlaufrichtung der Werkstücke (1, 2, 3) an mindestens einer Verfahrführung (5) über einen begrenzten Weg hin und her verfahrbar gelagert ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Trenn- und Besäumaggregate (7, 8) der Trenn- und Besäumvorrichtung eine zur Durchführung des Trenn- und Besäumvorganges eingerichtete Werkzeuganordnung aufweist, die jeweils an einem Trennkopf (14) befestigt ist und dass die beiden Trennköpfe an einer quer zur Durchlaufrichtung der Werkstücke verlaufenden Geradführung (6) verfahrbar gelagert sind, wobei die Geradführung in der Durchlaufrichtung (R) und entgegen der Durchlaufrichtung der Werkstücke (1, 2, 3) an mindestens einer Verfahrführung (5) über einen begrenzten Weg hin und her verfahrbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verfahren des bzw. der Trennköpfe (14) an der Geradführung (6) Linearmotoren vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verfahren der Geradführung (6) an der mindestens einen Verfahrführung (5) Linearmotoren vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuganordnung feststehende Trenn- und Besäumwerkzeuqe aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, das die Werkzeuganordnung rotierende Trenn- und Besäumwerkzeuge aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehenden Trenn- und Besäumwerkzeuge Schneidklingen (18) sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidklingen (18) V-förmig zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenn- und Besäumwerkzeuge federnd an dem bzw. den Trennköpfen (14) aufgehängt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die federnde Aufhängung jeweils eine V-förmige Klingenhalterung (15) aufweist, die um eine parallel zur Geradführung (6) verlaufende Achse (16) hin und her bewegbar an dem Trennkopf (14) gelagert ist und über elastische Mittel (17) in einer Ausgangsstellung gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Mittel (17) Federn sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Werkzeuganordnung pneumatische oder mechanische Abfördereinrichtungen zum Entfernen des abgetrennten Kaschiermaterials vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfördereinrichtungen eine oder mehrere Venturidüsen zum Absaugen des abgetrennten Kaschiermaterials aufweisen.