DE19548677A1 - Verfahren und Vorrichtung zum zerspanenden Ablängen langgestreckter Werkstücke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zerspanenden Ablängen langgestreckter Werkstücke mittels einer Kaltsäge gemäß dem Gattungsbegriff des Hauptanspruches.

Im allgemeinen Maschinenbau und im Metallbau müssen zur Herstellung unterschied­ licher Teile von langgestreckten Werkstücken gleich lange oder auch verschieden lan­ ge Abschnitte oft auch in großen Stückzahlen abgelängt werden. Die Werkstücke kön­ nen Hohlprofile z. B. Rohre aber auch Vollmaterial z. B. Stangen sein. Die Produktivität des Ablängens wird im wesentlichen bestimmt durch die Dauer des Sägens bis zum Durchtrennen. Die Vorschubgeschwindigkeit ist nicht beliebig steigerbar, da die einzel­ nen Zähne der Säge nur einem begrenzten Anpreßdruck widerstehen können. Ande­ renfalls ist der Verschleiß zu hoch, so daß die Sägeblätter laufend ausgewechselt wer­ den müssen, schlechtestensfalls kann es sogar zum Bruch einzelner Zähne bzw. des ganzen Sägeblattes kommen. An diesen Umständen hat sich prinzipiell auch nichts durch die Einführung der leistungsstarken Hartmetallsägen geändert.

Die Alternative des Einsatzes schnellaufender Heißsägen oder Trennscheiben sind alle mit dem Nachteil der Bildung eines mehr oder weniger großen Trenngrates behaftet. Dieser muß in einem zusätzlichen Arbeitsgang beseitigt werden und hat noch den Nachteil der Verletzungsgefahr. Daneben gibt es auch die Technik des Wirbelfräsens, des Abstechdrehens und der Einsatz von Rollmessern. Alle diese Techniken sind ent­ weder zu langsam oder nur für bestimmte Abmessungen und Werkstoffe geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kaltsägeverfahren zum zerspanenden Ablängen langgestreckter Werkstücke anzugeben, das eine kurze Taktzeit aufweist, für eine große Abmessungspalette sowie für stillstehendes als auch für sich in Längsrichtung bewegendes Gut geeignet ist.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sowie eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Der entscheidende Ansatz der Erfindung ist, das zu zerspanende Volumen (= gleich Schnittbreite x Querschnittsfläche) auf mindestens zwei in der gleichen Arbeitsebene wirkende Sägen aufzuteilen. Dabei wird in einem ersten Takt das Werkstück seg­ mentartig eingesägt und zwar so weit, bis etwas mehr als die Hälfte der zu zerspanen­ den Querschnittsfläche abgetrennt ist, wobei bei Hohlprofilen die Querschnittsfläche dem lichten Werkstückumfang entspricht. Danach werden die Sägen in die Ausgangs­ stellung zurückgefahren und nach Drehung des Werkstückes oder der Sägeeinrichtung um einen Betrag von 180 Grad geteilt durch die Anzahl der gleichzeitig arbeitenden Sägen erfolgt die erneute Zustellung bis die endgültige Durchtrennung erfolgt.

Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, daß das zu zerspanende Volumen auf mehrere in der gleichen Arbeitsebene wirkenden Sägen aufgeteilt wird. Insbesondere bei Hohl­ profilen ist der weitere Vorteil darin zu sehen, daß die Zerspanung sich im wesentli­ chen auf die Wanddicke konzentriert. Dieses Verhältnis wird umso günstiger, je mehr Sägen in der gleichen Ebene angeordnet sind. Gegenüber einer Einfachsäge kann bei gleichem Flanschdurchmesser der Sägeblattdurchmesser geringer gewählt werden, da die Schnittiefe je nach Anzahl der gleichzeitig arbeitenden Sägen sich verringert. Au­ ßerdem verbessert sich mit abnehmendem Sägeblattdurchmesser das Schwingungs­ verhalten und die Gefahr des Verlaufens des Sägeblattes verringert sich. Darüber hin­ aus können dünnere Sägeblätter verwendet werden, so daß durch Verringerung der Schnittbreite das Ausbringen erhöht wird.

Die erforderliche Drehung kann wahlweise durch das Werkstück oder durch die Säge­ einrichtung erfolgen. Bei endlicher Länge des Werkstückes und bei rotationssymmetri­ schen Werkstücken wird man die Drehung des Werkstückes bevorzugen. Bei eckiger Querschnittsfläche, wo die Drehung Schwierigkeiten bereitet, sowie bei Werkstücken, die sich kontinuierlich in Längsrichtung bewegen, z. B. bei Schweißstraßen, wird die mitfahrende Sägeeinrichtung mitsamt den daran befestigten Sägeblättern gedreht. Bei runden Querschnitten mit einem geringen Durchmesser und/oder einem großen Wand/Durchmesser-Verhältnis wird die Anordnung von zwei einander gegenüberlie­ genden Sägeblättern ausreichend sein. Bei großen zu trennenden Durchmessern und mit kleiner werdenden Wand/Durchmesser-Verhältnissen wird man auf drei oder sogar vier in der gleichen Arbeitsebene wirkende Sägen übergehen. Vorstellbar ist auch noch eine größere Anzahl von Sägen, aber die maschinenbautechnische Konstruktion wird dann sehr aufwendig und die gegenseitige Behinderung der Sägen nimmt zu.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles das erfindungsgemäße Verfahren mit vier gleichzeitig in einer Arbeitsebene wirkenden Sägen näher erläutert.

Fig. 1 bis 4 zeigen schematisch verschiedene Phasen des erfindungsgemäßen Durchtrennens eines Roh­ res mit vier in einer Arbeitsebene wirkenden Sägen.

Fig. 5 wie Fig. 1 jedoch eine andere Art der Zustellung der Sägen.

Fig. 6 wie Fig. 5 jedoch mit Drehung des Sägekranzes.

In den Fig. 1 bis 4 sind in schematischer Form verschiedene Phasen des erfin­ dungsgemäßen Durchtrennens eines Rohres 1 mit vier in einer Arbeitsebene wirken den Sägen 2-5 dargestellt. Bei den Sägen 2-5 ist skizzenhaft jeweils nur das Säge­ blatt und die Halterung dargestellt. Fig. 1 zeigt die Ausgangslage der vier symme­ trisch über den Umfang verteilt angeordneten Sägen 2-5. Nicht dargestellt ist die Fi­ xierung des Rohres 1 sowie die Steuerung des Vorschubes für die Sägen 2-5. Die in den einzelnen Sägeblättern eingezeichneten Pfeile sollen den gleichzeitigen linearen Vorschub aller Sagen 2-5 charakterisieren. Fig. 2 zeigt die Phase des Einsägens, wobei charakteristisch für dieses Verfahren der segmentartige Einschnitt an vier Stel­ len des Rohres 1 ist. Die radiale Tiefe des Einschnittes 6, hier gekennzeichnet durch den Abstand von der Mantellinie des Rohres bis zur Oberfläche des Sägeblattes, wird so gewählt, daß etwas mehr als die Hälfte des lichten Werkstückumfanges zerspant ist. Die in den Sägeblättern eingezeichneten Pfeile sollen anzeigen, daß nach diesem ersten Schnitt eine gleichzeitige lineare Zurückbewegung der Sägen 2-5 erfolgt. Der an der Säge 2 eingetragene Drehpfeil 7 soll anzeigen, daß nach dem Zurückfahren ein gleichzeitiges Schwenken aller vier Sägen 2-5 um in diesem Fall 45° erfolgt, wobei sich dieser Winkel ergibt aus 180° geteilt durch die Anzahl der gleichzeitig wirkenden Sägen. Alternativ kann auch das Rohr 1 um die Längsachse gedreht werden, wie der gestrichelt eingetragene Drehpfeil 8 zeigt. Fig. 3 zeigt die Phase nach dem Zurück­ fahren der Sägen und nach dem Schwenken gemäß den Erläuterungen in Fig. 2. Die in den Sägeblättern eingetragenen Pfeile sollen anzeigen, daß wie in Fig. 1 in dieser Phase ein gleichzeitiges lineares Vorwärtsbewegen der Sägen 2-5 erfolgt. Dabei er­ folgt das endgültige Durchtrennen, wobei die restliche Querschnittsfläche zerspant wird. Fig. 4 zeigt die Situation nach dem Durchtrennen und die Pfeile in den Sägeblät­ tern sollen anzeigen, daß danach ein gleichzeitiges lineares Zurückbewegen der Sä­ gen 2-5 erfolgt. Damit der Sägevorgang wiederholt werden kann, erfolgt nach dem Zurückfahren der Sägen 2-5 ein Zurückschwenken in die Ausgangslage. Dies wird durch den Drehpfeil 9 kenntlich gemacht. Bei der alternativen Drehung des Rohres 1 gemäß Drehpfeil 8 in Fig. 2 würden die Sägen 2-5 umfangsmäßig stillstehen und sich nur linear hin- und herbewegen, da dann das Rohr 1 zwischen den beiden Säge­ vorgängen einmal gedreht werden würde.

Fig. 5 zeigt alternativ eine andere Art der Vor- und Rückbewegung der Sägen 10-13. Im Unterschied zu Fig. 1 werden die Sägen 10-13 nicht linear bewegt, son­ dern geschwenkt, wie der Doppelpfeil 14 kenntlich macht. Die übrigen Bedingungen, daß beim ersten Schnitt etwas mehr als die Hälfte der Querschnittsfläche zerspant wird, bleiben erhalten. Nach dem ersten Schnitt wird das Rohr 1 gedreht, wie der Drehpfeil 15 zeigt. Der Drehwinkel um die Längsachse des Rohres folgt dabei der Be­ dingung 180° geteilt durch die Anzahl der gleichzeitig wirkenden Sägen. Beim zweiten Schnitt erfolgt wiederum ein Schwenken hin und zurück und dabei die endgültige Durchtrennung.

Fig. 6 zeigt die gleiche Anordnung wie Fig. 5 nur mit dem Unterschied, daß nach dem ersten Schnitt nicht das Rohr 1, sondern der gesamte Sägekranz mit den vier darauf befestigten Sägen 10-13 gedreht wird. Die geschwenkte Lage ist dabei mit strichpunktierten Linien dargestellt. Der Doppelpfeil 16 soll dabei die Schwenkbewe­ gung des Sägezahnkranzes und die Zurückbewegung in die Ausgangslage kenntlich machen.

Claims (5)

1. Verfahren zum zerspanenden Ablängen langgestreckter Werkstücke mittels einer Kaltsäge, bei dem das sich drehende Sägeblatt auf das Werkstück zube­ wegt und nach erfolgter Durchtrennung in die Ausgangsstellung zurückgefahren wird, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Zerspanungsvolumen auf mindestens zwei in der gleichen Arbeitsebene wirkende Sägen aufgeteilt wird, wobei nach dem Zerspanen von etwas mehr als der ersten Hälfte der Querschnittsfläche bzw. bei Hohlprofilen mehr als der halbe lichte Werkstückumfang die arbeitenden Sägen in die Aus­ gangsstellung zurückgefahren werden und das eingeschnittene Werkstück oh­ ne jede Axialverschiebung relativ zu den Sägen um einen Betrag von 180 Grad geteilt durch die Anzahl der gleichzeitig arbeitenden Sägen gedreht wird und danach die Sägen wieder auf das Werkstück zubewegt werden, bis die endgül­ tige Durchtrennung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei drehbaren Werkstücken endlicher Länge das Werkstück gedreht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei kontinuierlich sich in Längsrichtung bewegenden Werkstücken die Sä­ gevorrichtung in bekannter Weise als mitfahrende Säge ausgebildet ist und die Sägevorrichtung bei gleichzeitigem weiteren Axialverschub gedreht wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Sä­ gestand bestehend aus einer Auflagerung für das Werkstück, einer Sägeein­ richtung mit einem drehbar gelagerten und antreibbaren Sägeblatt sowie mit ei­ ner das Sägeblatt auf das Werkstück zu- und wegbewegenden Vorschubein­ richtung, wobei die Drehachse des Sägeblattes und die Längsachse des Werk­ stückes parallel liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sägeeinrichtung mindestens zwei einander gegenüberliegende in der gleichen Arbeitsebene wirkende Sägeblätter aufweist und das Werkstück oder die Sägeeinrichtung mit einer Drehvorrichtung verbindbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Sägen großer Querschnittsabmessungen die Sägeeinrichtung mehr als zwei versetzt angeordnete und in der gleichen Arbeitsebene wirkende Sä­ geblätter aufweist.