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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Seitenrändern von
blechförmigem Material
oder eines blechförmigen
Bauteils mit Hilfe von mindestens einem Schneidwerkzeug, wie einem rotierenden
Schneidwerkzeug, welches in einer Halterung verstellbar aufgenommen
und mit Hilfe von Stellvorrichtungen verstellbar ist.
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Es
ist aus der
DE 100
11 755 A1 bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zur
Herstellung von Walzprofilen oder Walzprofilbauteilen mit über der Längsachse
veränderlichen
Querschnitten mit bekannt, wobei die umformenden Walzen translatorisch mit
einem Anteil senkrecht zur Längsorientierung
des Blechs verfahren werden und neben der Rotation um die Drehachsen
der Walzen um mindestens eine weitere Rotationsachse geschwenkt
werden. Die umformenden Walzen können
mit Hilfe einer Verstellvorrichtung verstellt werden. Nachteilig
dabei ist jedoch, dass eine derartige Vorrichtung nicht zur Schneidbearbeitung
der Seitenränder
von blechförmigem
Material oder Bauteilen geeignet ist.
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Aus
DE 34 43 849 A1 ist
eine Randabgratvorrichtung für
Stahlband bekannt, welche in einer Anlage oder Fertigungsstraße das kontinuierliche seitliche
Beschneiden von Stahlband ermöglicht. Nachteilig
ist dabei allerdings, dass die Vorrichtung lediglich Schneidkonturen
am ebenen Stahlband erzeugen kann und ein Beschneiden eines Bauteils, insbesondere
in hochgestellten Bauteilbereichen, nicht möglich ist.
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Aus
der
DE 34 21 331 C2 ist
außerdem
eine Kreismesserschere zum Längsbesäumen von
Blechen und Bändern
bekannt, die Winkelverstellungen einer oberen Messerwelle in Bezug
zu einer feststehenden unteren Messerwelle offenbart, um den Schneidspalt
auf die Blechdicke anpassen zu können.
Nachteilig ist dabei aber, dass die Kreismesserschere lediglich
gerade Schneidkonturen parallel zur Durchlaufrichtung eines Bleches
oder Bandes erzeugen kann und somit nicht geeignet für eine variierende
Schneidkontur oder gar das Beschneiden eines Bauteils, insbesondere
in hochgestellten Bauteilbereichen, ist.
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Eine
andere sehr aufwendige Methode zur Erstellung von Konturenschnitten
an Blechen erfolgt mit Hilfe von Kreismessern oder Stanzwerkzeugen wie
sie beispielsweise in der
DE
198 24 710 A1 offenbart sind. Nachteilig ist hierbei aber,
dass durch Stanzwerkzeuge hohe Werkzeugkosten anfallen und die Schneidwerkzeuge
nicht oder nur sehr begrenzt an eine veränderte Schneidgeometrie angepasst werden
können.
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Ausgehend
vom genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung zum Bearbeiten von blechförmigem Material
oder eines blechförmigen
Bauteils anzugeben, so dass über
die gesamte Länge
des Materials oder des Bauteils individuell ausgestaltete Schnittkanten erzeugt
werden können
und ein beispielsweise profiliertes Bauteil im hochgestellten Schenkel-
oder Flanschbereich beschnitten werden kann.
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Gelöst wird
die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch,
dass die Vorrichtung zur Bearbeitung von Seitenrändern von blechförmigem Material
oder eines blechförmigen
Bauteils mindestens eine Schneidwerkzeugeinheit aufweist, wobei
die Schneidwerkzeugeinheit mindestens ein Schneidwerkzeug, insbesondere
ein rotierendes Schneidwerkzeug aufweist, welches in einer Halterung
verstellbar aufgenommen ist, und mit Hilfe einer ersten Stellvorrichtung
quer-, höhen-
und drehbeweglich verstellbar ist, und wobei die Schneidwerkzeugeinheit
mit Hilfe einer zweiten Stellvorrichtung um die Winkellage α verstellbar
ist, insbesondere die Winkellage α der
Drehachsen des Schneidwerkzeuges mit Bezug auf eine Oberfläche des
Materials oder des Bauteils.
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Der
Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die Schneidwerkzeugeinheit
mit Hilfe der ersten Stellvorrichtung derart verstellbar ist, dass
unterschiedlich ausgebildete Konturen an einer Schnittkante des
Materials oder des Bauteils gebildet werden. Mit Hilfe der ersten
Stellvorrichtung, die sich über
einen Rechner steuern lässt,
kann auf einfache Weise bei sehr hoher Vorschubgeschwindigkeit,
die größer als
50 m/min sein kann, eine individuell gestaltete Schnittkante bzw.
Kontur der Kante bei ebenem blechförmigen Material erstellt werden.
Die gewünschte Schneidkontur
lässt sich
in einem Rechnerprogramm hinterlegen, das zur exakten Steuerung
der ersten Stellvorrichtung und somit des Schneidwerkzeugs der Schneidwerkzeugeinheit
dient. Mit einer derartig leicht verstellbaren Vorrichtung kann
mit konventionellen Schnittwerkzeugen, die entweder drehbar oder
schwenkbar angeordnet sein können,
gegenüber
dem Laserschneiden eine sehr hohe Vorschubgeschwindigkeit erreicht
werden. Mit Hilfe dieser gesteuerten Vor richtung kann also der Schneidprozess vollständig automatisiert
werden.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass die die Schneidwerkzeugeinheit über die
zweite Stellvorrichtung um die Winkellage α verstellbar ist. Dadurch ist
die erfindungsgemäße Vorrichtung
in besonders vorteilhafter Weise zum Beschneiden von bereits umgeformten und/oder
hochgestellten Querschnittsbereichen eines walzprofilierten, insbesondere
flexibel walzprofilierten Bauteils geeignet, da die Vorrichtung
unterschiedlich ausgebildete Schneidkonturen im Flansch- und/oder
Schenkelbereich eines derartigen Bauteils erzeugt. Ermöglicht wird
dies durch die Verstellbarkeit beispielsweise der Winkellage α der Drehachsen
des Schneidwerkzeuges durch die zweite Stellvorrichtung.
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Analog
der ersten Stellvorrichtung ist die zweite Stellvorrichtung ebenso
mit Hilfe einer Steuereinheit steuerbar und der Schneidprozess in
gleicher Art und Weise voll automatisierbar. Die erste und zweite
Stellvorrichtung können
dabei gekoppelt oder einzeln von einer oder mehreren Steuereinheiten
gesteuert werden, wobei insbesondere eine rechnergestützte Steuereinheit
für beide
Stellvorrichtung als sinnvoll erscheint.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Halterung zur Aufnahme
der Schneidwerkzeuge in der Ebene der Vorschubrichtung des Materials
oder des Bauteils und/oder quer zu dieser Vorschubrichtung verstellbar.
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Der
Vorteil dabei ist, dass eine sehr exakte Schneidkontur möglich ist,
da das Schneidwerkzeug über
die Steuereinheit die genauen Befehle erhält, um die im Rechner hinterlegte
Schneidkontur zu erstellen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
sowohl translatorische als auch rotatorische Bewegungen durchgeführt werden,
so dass die Vorrichtung bzw. die Schneidwerkzeugeinheit sehr unterschiedliche
Verfahrbewegungen ausführen
können, um
unterschiedliche Schneidkonturen zu erstellen. Die Schnittgeschwindigkeit
kann zwischen 15 und 100 m/min, vorzugsweise 20 bis 50 m/min, betragen. Sie
wird von dem zu schneidenden Material mitbestimmt.
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Eine
zusätzliche
Möglichkeit
ist gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung, dass die Höhenlage
der Schneidwerkzeugeinheit und/oder einer Drehachse des einen Schneidwerkzeugs
mit Bezug auf eine Oberfläche
des zu schneidenden Materials oder Bauteils veränderbar ist.
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Dies
ermöglicht
in vorteilhafter Weise Materialien zu beschneiden die nicht eben
sind und erweitert somit das Einsatzspektrum der Vorrichtung. Vor allem
ermöglicht
dies aber einen variablen Beschnitt von Bauteilen, insbesondere
sich längserstreckenden,
flexibel walzprofilierten Bauteilen, im Schenkelbereich des Profilquerschnitts.
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Ferner
ist es vorteilhaft, dass die Winkellagen zwischen den Drehachsen
der zusammenwirkenden Schneidwerkzeuge mit Bezug auf die Oberfläche des
Materials oder Bauteils gemeinsam veränderbar sind, oder dass die
Winkellagen zwischen den jeweiligen Drehachsen und der Oberfläche einzeln veränderbar
sind. Auch hierdurch kann jedes gewünschte Profil oder jede Schnittkante
an einem Material oder Bauteil erstellt werden.
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Vorteilhaft
ist es hierzu auch, dass die Winkellage der Drehachse des oberen
rotierenden Schneidwerkzeugs gegenüber der Winkellage der Drehachse
des unteren rotierenden Schneidwerkzeugs beim Verstellen der Schneidwerkzeuge
gleich groß oder
unterschiedlich groß ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Lösung ist
schließlich
vorgesehen, dass die Stellbewegung der Halterung von der Stellbewegung
der Schneidwerkzeuge entkoppelt ist. Hierdurch wird die Einsatzmöglichkeit
der Schneidwerkzeuge vergrößert und
jede Profilierung der Schnittkante des Materials oder Bauteils möglich.
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Von
besonderer Bedeutung ist für
die vorliegende Erfindung, dass die Halterung der Schneidwerkzeuge
mit Hilfe eines ersten Motors und/oder von Stellzylindern auf einem
Schlitten in oder quer zur Vorschubrichtung des Blechs oder des
Blechbandes verstellbar ist.
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Im
Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung
ist es von Vorteil, dass die Halterung mit Bezug auf die Oberfläche des Blechs
oder der Blechbänder
eine aufrechtstehende Achse aufweist, um die die Halterung mit Hilfe
eines zweiten Motors drehbar ist.
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Vorteilhaft
ist es ferner, dass die Höhenlage der
Halterung mit Hilfe des zweiten Motors oder eines dritten Motors
veränderbar
ist.
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Außerdem ist
es vorteilhaft, dass ein oder mehrere Motoren in Abhängigkeit
einer Steuervorrichtung verstellbar sind.
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Ferner
ist es vorteilhaft, dass das Schneidwerkzeug mit Hilfe des Motors
oder eines Zahn-Stangenantriebs um eine aufrechtstehende Achse verschwenkbar
ist. Die Halterung lässt
sich auf die gleiche einfache Weise über einen Stellmotor quer zur Vorschubrichtung
des Blechs oder der Blechbänder verstellen.
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Analog
zum zuvor Beschriebenen ist die Verstellbarkeit der Schneidwerkzeugeinheit
um die Winkellage α in ähnlicher
Art und Weise motorbetrieben verstellbar, insbesondere über elektrische
Stellmotoren.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist die Schneidwerkzeugeinheit auf einer oberen Wellenachse eine
Oberrolle zum Schneiden und eine weitere, fest gelagerte Rolle auf,
wobei die weitere Rolle von einer fest gelagerten Unterrolle zum
Schneiden auf einer unteren Wellenachse vollständig überlappt ist und im Zusammenwirken
mit dieser einen Spalt bildet durch den das Material oder das Bauteil
geführt wird
und wobei die Oberrolle auf der oberen Wellenachse verschiebbar
gelagert ist.
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Der
Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass so die fest gelagerten Rollen
auf den Messerwellen während
des gesamten Prozesses in Eingriff bleiben und das Material oder
das Bauteil so zusätzlich
positionieren und/oder führen,
während
die verschiebbar gelagerte Oberrolle einzig zum Schneiden dient
und nur dann zum Einsatz kommt, d.h. zum Material oder Bauteil hin
verschoben wird, wenn ein Beschnitt erfolgt.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und
in der Beschreibung erläutert
und in den Figuren dargestellt.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Beschnitteinrichtung mit Ober- und
Unterrolle und einer ersten Stellvorrichtung für die Schneidwerkzeuge,
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2a-2d vier
verschiedene Profilkanten eines blechförmigen Materials,
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3 eine
schematische Darstellung der Lage der Schneidwerkzeugeinheit,
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4 eine
perspektivische Teilansicht der Vorrichtung.
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In 4 ist
eine Vorrichtung 10 für
einen flexiblen Blechkonturenschnitt von Blechenbändern, Blechplatinen 1 oder
Bauteilen dargestellt, mit der ein sehr individuell gestalteter
Konturenschnitt an einer Stirnseite bzw. Schnittkante 7 des
Blechbandes 1 oder Bauteils erstellt werden kann.
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Die
Vorrichtung 10 zur Bearbeitung von Seitenrändern 2 von
Blechbändern 1 oder
Bauteilen besteht im Wesentlichen aus einer Halterung 4 bzw.
eines Beschnittgerüsts
mit zwei hochstehenden Ständern 4.1, 4.2,
die zur Aufnahme von in der Zeichnung nicht dargestellten Lagern
für Schneidwerkzeuge 3 bzw.
einer Oberrolle 3.1 und einer Unterrolle 3.2 dienen.
Mit Hilfe einer in den Lagern aufgenommenen Drehachse 9 sind
die Schneidwerkzeuge 3 gemäß Pfeil 24 in den
Ständern
drehbar gelagert. Gemäß der Ausführungsform
in 1 können
Winkel α mit Bezug
auf eine Oberfläche 8 des
Blechbandes 1 oder Bauteils größer als Null Grad, bei einem
Bauteilbeschnitt vorzugsweise zwischen 0° und 90° groß sein. Mit Hilfe der aufeinander
abrollenden Rollenschultern wird das in die Einheit bzw. in die
Schneidwerkzeuge 3 einlaufende Blech 1 beschnitten.
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Die
Schneidwerkzeuge 3 (1) sind
mit Hilfe einer Stellvorrichtung 5 derart verstellbar,
dass (2a bis 2d) unterschiedlich
ausgebildete Konturen 6 an der Schnittkante 7 des
Blechs 1 gebildet werden. Hierzu ist die Halterung 4 mit
den beiden Ständern 4.1, 4.2 auf
einer Tragvorrichtung 15 zum einen gemäß Pfeil 16 höhenbeweglich
und zum anderen mit Hilfe eines Lagers 18 gemäß Pfeil 17 drehbar
aufgenommen. Die Höhenbewegung
der Halterung 4 kann mit Hilfe von in der Zeichnung nicht
dargestellten Stellmotoren oder Stellzylindern vorgenommen werden.
Die Halterung 4 lässt
sich mit Hilfe eines Motors 12 in beide Richtungen drehen.
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Die
Halterung 4 ist auf einem Schlitten 20 gemäß Pfeil 23 in
beide Richtungen verstellbar bzw. verschiebbar gelagert. Das Verstellen
der gesamten Halterung 4 erfolgt über einen Spindelantrieb 21 und über einen
Motor 11, der als Elektromotor oder Schrittmotor ausgebildet
sein kann. Das Verstellen der Halterung 4 bzw. der gesamten
Gerüsteinheit
mit den Schneidwerkzeugen 3 kann auch über nicht dargestellte Stellmittel
hydraulisch, pneumatisch oder elektromechanisch und mit Hilfe einer
Steuervorrichtung sowie eines Softwareprogramms vorgenommen werden,
in der das gewünschte
Schnittprofil hinterlegt ist. Neben einer translatorischen oder
rotatorischen Bewegung der Halterung 4 bzw. des gesamten Gerüsts, fährt die
Vorrichtung 10 mit Hilfe der Motoren 11, 12 steuerungstechnisch
die Kontur des Blechbeschnitts ab. Hierdurch lassen sich die Winkelstellung α der Schneidwerkzeuge 3 bzw.
der Schneidwerkzeugeinheit variieren. Die Schneidwerkzeuge 3 können vor
Betriebnahme auch an die Blech- oder Bauteilgeometrie angepasst
werden. Hierzu es auch möglich,
dass die Steuerung einer in der Zeichnung nicht dargestellten Steuerungsvorrichtung
der Halterung 4 und der Schneidwerkzeuge 3 voneinander entkoppelt
sind. Ferner ist es möglich,
ein kombiniertes Verstellen der Halterung 4 und der Schneidwerkzeuge 3 oder
eine entkoppelte Steuerung von Halterung 4 und Schneidwerkzeugen 3 vorzunehmen.
Die beiden Drehachsen 9 der Schneidwerkzeuge 3 können gemeinsam
oder einzeln in ihrer Lage verändert werden.
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Gemäß 4 sind
die Schneidwerkzeuge 3 in der Halterung 4 schwenkbar
aufgenommen, die mit Bezug auf die Oberfläche 8 des Blechs oder
der Blechbänder 1 eine
aufrechtstehende Achse 13 aufweist, um die die Halterung 4 mit
den Schneidwerkzeugen 3 drehbar ist. Die Halterung 4 kann
gemäß 4 wie
gemäß 1 über den
Motor 11 verstellbar sein, so dass die Konturen der Bleche
oder Blechbänder 1 unterschiedlich
ausgebildet werden können.
Das Verstellen der Halterung 4 kann auch mit Hilfe eines
Linearmotors erfolgen.
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Die
Schnittgeschwindigkeit kann zwischen 15 und 100 m/min betragen.
Sie wird von dem zu schneidenden Material mitbestimmt. Der eigentliche Schnitt
wird, ähnlich
wie bei dem nachgeschalteten Kantenschnitt, über die Schneidwerkrollen 3 gemäß 1 ausgeführt.
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Nach
einem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
kann das Schneidwerkzeug 3 mit Hilfe des Motors 12 um
eine aufrechtstehende, in der Halterung 4 aufgenommene
Achse 13.1 gedreht oder verschwenkt werden. Ferner ist
es möglich,
dass das Verstellen der Schneidwerkzeuge 3 mit Hilfe eines Zahn-Stangenantriebs 14 erfolgt.
Der Zahn-Stangenantrieb 14 besteht aus einem am Schneidwerkzeug 3 angeordneten
halben Zahnkranz 22, der mit einem auf der Achse 13.1 angeordneten,
in der Zeichnung nicht sichtbaren Zahnkranz zusammenwirkt. Die Halterung 4 lässt sich
mit dem Schneidwerkzeug 3 auf die gleiche einfache Weise über einen
in der Zeichnung nicht dargestellten Stellmotor quer zur Vorschubrichtung
des Blechs oder der Blechbänder 1 verstellen.