DE2261235A1

DE2261235A1 - Verfahren zur erzeugung einer laengsbohrung in einem laenglichen formkoerper und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2261235A1
Application number: DE2261235A
Authority: DE
Inventors: Theodore E Andrews; John J Weller
Original assignee: Armstrong Cork Co
Current assignee: Armstrong World Industries Inc
Priority date: 1971-12-15
Filing date: 1972-12-14
Publication date: 1973-06-28
Also published as: CA985863A; FR2163497B1; FR2163497A1; DE2261235C3; US3745621A; IT966604B; JPS5761580B2; JPS4866275A; GB1354212A; DE2261235B2

Description

Verfahren zur Erzeugung einer Längsbohrung.in einem länglichen Formkörper und Vorrichtung zur.. Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer Bohrung vorbestimmter Größe und Gestalt in einem länglichen Formkörper, der in Längsrichtung in zwei getrennte Hälften zerschnitten ist oder zerschnitten werden soll, und die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung wird insbesondere anhand der Erzeugung einer Bohrung in für Isol'ationszwecke bestimmten Rohren, z. B. solchen aus einem vergleichsweise harten geschäumten Kunststoff, beispielsweise aus einem gehärteten Urethanschaum, beschrieben.

In der USA-Patentschrift 3 118 800 wird z. B. ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung kontinuierlicher Schaumstoffröhren beschrieben. Derartige Röhren sind zur Rohrisolierung ideal geeignet; in der Praxis wird das erhaltene kontinuierliche Produkt in standartisierte Längsabschnitte geschnitten und danach in Längsrichtung geteilt in halbzylindrische ringförmige Hälften, um auf diese Weise die Isolierung an das Rohr, für welches sie bestimmt ist, leicht aufbringen zu können. Derartige Techniken erfordern in großtechnischem Maßstab die Herstellung von Röhren &eaer gewünschten Größe und Ausgestaltung, da die Röhrenerzeugungsmaschine abgestellt und vollständig umgebaut werden muß, um Röhren einer unterschiedlichen Größe und Ausgestaltung herstellen zu können. Nachteilig ist ferner, daß bei der Umstellung der Produktion von einer Größe zur anderen ein beträchtlicher Ausschuß an Verfahrensprodukt und Material anfällt, bevor die korrekten Gleichgewichtsbedingungen eingestellt sind für die entsprechende konzentrische Erzeugung des Eöhrenringraums neuer Größe.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, verbesserte Mittel und Wege anzugeben zur wirtschaftlichen Erzeugung von Röhren des angegebenen Typs unter gleichzeitiger Erzeugung eines qualitativ hochwertigen Verfahrensprodukts.

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung einer Längsbohrung in einem länglichen Formkörper praktisch konstanten Querschnitts, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Formkörper längs einer Linie, die praktisch in einer durch eine Hauptsymmetriemittelachse der zu erzeugenden Bohrung gehenden Längsebene liegt, aufschneidet unter Festlegung zweier trennbarer Formkörperteile, die erhaltenen Formkörperteile in einander zugewandter, leicht im Abstand voneinander befindlicher Lage hält und einem Rotationsschneidwerkzeug zufuhrt, das eine Rotationsfläche solchen Querschnitts erzeugt, der die angestrebte Bohrquerschnittscharakteristik plus eine der Hälfte des Abstands der Formkörperteile voneinander entsprechende radiale Versetzung aufweist, das Rotationsschneidwerkzeug um eine radial in bezug auf die angegebene Mittelachse angeordnete und praktisch in der Schnittebene liegende Achse in solcher Weise rotiert, daß die Rotationsfläche symmetrisch in bezug auf die angegebene Mittelachse liegt, und Rotationsschneidwerkzeug und Formkörper in Längsrichtung durcheinander Mndurchbewegt.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung einer Längsbohrung in einem länglichen Formkörper praktisch konstanten Querschnitts, die gekennzeichnet ist durch einen Rahmen mit einer für den länglichen Formkörper bestimmten Halterung zur Festlegung einer fixierten Orientierung der Längsachse des Formkörpers, sowie mit einem vom Rahmen getragenen Schneidwerkzeug aus Schneidklinge und Frieeinrichtung, die »yeaetriech in einer einzigen, durch eine in Längsrichtung rerlaufende Hauptmittelachse des Formkörpers gehenden Radialebene angeordnet sind, wobei die Fräseinrichtung einen Schaft aufweist, der rotierbar gelagert ist um eine praktisch radial in der angegebenen Ebene liegende Achse und eine Schneidrotationffläche erzeugt, deren Querschnitt der angestrebten Bohrquerschnittscharakteristik plus einer radialen Versetzung mindestens der gleichen Größe wie

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derjenigen des Schaftradius entspricht, und wobei die Schneidklinge eine maximale Dicke praktisch, gleich, der Größe des Schaftdurchmessers aufweist, und wobei am Rahmen ferner Mittel vorgesehen sind, um Formkörper und Schneidwerkzeug unter Führung in bezug auf gegenseitige Lage in Längsrichtung durcheinander hindurchzubewegen.

Die Erfindung wird durch die beigefügte Zeichnung näher veranschaulicht, in der darstellen

Fig. 1 eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung, wobei bestimmte Teile aufgebrochen und im Querschnitt und andere Teile durch Hiantomumrisse dargestellt sind, um die wesentlichen Gesamtdetails der zusammenwirkenden· Teile zu veranschaulichen,

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bearbeitbaren Formkörper/,

Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittsansicht praktisch durch die Ebene 3-3 der Fig. 1, wenn die Vorrichtung den in Fig. 2 dargestellten Formkörper bearbeitet,

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 2 nach Bearbeitung des Formkörpers in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 2, die einen anderen Typ von Formkörper veranschaulicht, der in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bearbeitbar ist,

Fig. 6 eine ähnliche Ansicht zur Veranschaulichung der Erzeugung einer modifizierten Bohrung und

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Fig. 7 eine vereinfachte und teilweise aufgebrochen dargestellte perspektivische Ansicht einer Vorrichtung der Erfindung gemäß einer anderen Ausführungsform.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt das Aufschneiden und Bohren eines ymutMypfr^yffif in Fig. 2 im Querschnitt dargestellten Formkörpers. Ein derartiger Formkörper kann die verschiedensten Zusammensetzungen und Formen aufweisen und dessen Bohrungskontur kann ebenfalls sehr verschieden sein; in dem durch Fig. 2 veranschaulichten Beispiel ist der zu bearbeitende Formkörper zylindrisch und wurde kontinuierlich längs seiner Mittelachse gebildet und anschließend auf Standardlänge geschnitten, so daß es sich z. B. um einen Formkörper mit etwa 7»6 cm (3 inch) Durchmesser handeln kann, der in Längsabschnitte von etwa 1,2 m (4 foot) geschnitten wurde. Der dargestellte Formkörper weist eine sich um den Außenumfang erstreckende Umhüllung aus einem flexiblen Schutzmaterial 10 auf, z. B. aus einem in geeigneter Weise behandelten Papier, Polyäthylen oder einer anderen Kunststoffbahn, einem Textilstoff oder einer Metallfolie oder aus einem aus einigen dieser Materialien aufgebauten Schichtstoff. Die Umhüllung 10 schließt einen festen geschäumten Kunststoffkörper 11 ein, z. B. einen solchen aus einem geschäumten Urethan vergleichsweise harter, steifer und lokal spröder Beschaffenheit. Die in Längsrichtung sich erstreckenden Kanten der Schutzhülle

10 überlappen sich an einer Lasche 12 um eine winkelförmige Abmessung £*■ , wobei die Schutzhülle 10 an den Kunststoffkörper

11 um den gesamten Kreisumfang gebunden ist, die Lasche 12 jedoch flexibel und frei gelassen ist, so daß sie aufgehoben und nach rückwärts gebogen werden kann längs einer sich in Längsrichtung erstreckenden Faltlinie, die an der Grenzstelle (13) der Bindungsfläche zum Kunststoffkörper 11 verläuft.

Gemäß der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform wird eine zylindrische Bohrung, die konzentrisch mit der zylindrischen

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Schutzhülle 10 verläuft, im Kunststoffkörper 11 erzeugt und um in wirksamer Weise als thermischer Isolator geeignet zu sein, muß das erhaltene Produkt engen Toleranzerfordernissen genügen bezüglich der Gleichförmigkeit der Dicke in der ringförmigen Isolierwand. Damit der erhaltene Isolierkörper an ein zu isolierendes Rohr oder eine zu isolierende Leitung leicht aufgebracht werden kann, muß das Verfahrensprodukt in Form von aufeinander passenden halbzylindrischen Hälften gebildet werden.

In die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung wird der durch Pig. 2 veranschaulichte Formkörper mit dem Ende nach vorn in ein fest montiertes Führungsbohrsystem 15 eingeführt, um ihn in genau geführter Ausrichtung zu halten, wenn er durch eine Klinge 16 mit scharfer Schneidkante 17> die diametral durch die Führungsachse orientiert ist, geleitet wird, um das Werkstück in zusammenpassende Hälften zu trennen. Ein Führungsblatt oder Keil 18 bewirkt in Verbindung mit einer geeigneten röhrenförmigen Führungseinrichtung für die Schutzhülle 10 eine gesteuerte winkelförmige Trennung der aufgeschlitzten Hälften des Formkörpers, so daß ein Rotierschneidbohrer 19 (der angetrieben ist um eine Rotationsachse, die radial und in der Ebene des Klingen- und Führungsblattes 16-18 verläuft) die entsprechenden zylindrisch bogenförmigen Hälften mit der gewünschten Ausbohrung erzeugen kann« Ein weiteres Blatt 20, das sich in Ausrichtung mit den Schneid·» und Führungsblättern 16-18 sowie mit dem Schaft 21 des Rotierseimeidbohrers 19 befindet, sorgt für die Werkstückstabilität während der gesamten Verfahrensdurchführung bis zur Entladung am äußersten rechten Ende des Führungssystems.

Im einzelnen ist festzustellen, daß die in Fig. 1 veranschaulichte Vorrichtung auf einem sich über die gesamte Länge der Vorrichtung erstreckenden Fundament oder Rahmen 22 montiert ist. Am Zufuhr- oder Schneidende bringen aufrecht und im Ab-

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stand voneinander angeordnete Befestigungsarme 23-24· einander gegenüber liegende halbzylindrische Führungselemente 25-26, deren Größe auf eine stabilisierte Führung einer bestimmten Schutzhülle 10 abgestimmt ist, in eine starr gefügte Lage; zur übersichtlicheren Barstellung ist das Führungselement 26 lediglich durch Phantomumrisse seines Axialendes angedeutet, wobei dieses Element selbstverständlich dem gegenüber liegenden Führungselement 23 entspricht, und eine geeignete Befestigung ist bei 25' angedeutet. Die Führungselemente 25-26 sind an ihren sich in Längsrichtung erstreckenden Kanten außen verflanscht, wobei sie an ihren unteren Kanten aneinander befestigt und an ihren oberen Kanten um den Betrag Δ in festem Abstand voneinander gehalten sind. Ein hervorstechender Teil 27« der am Befestigungsarm 23 montiert ist oder einen Teil desselben bildet, bietet eine frei tragende Halterung für die Klinge 16 an deren oberen Ende, so daß sich die Schneidkante 17 diametral über den Bereich des Führungsbohrsystems 15 bis zu einem Punkt erstreckt, der kurz vor derjenigen Stelle liegt, an £er die abgewandte Seite der Schutzhülle 10 zerschnitten w/rdtj die Schneidkante 1? ist ferner, wie in Fig. 1 angedeutet, in bezug auf die longitudinale Führungsachse vorzugsweise geneigt angeordnet, um eine effektivere Schneidwirkung auf den Kunststoff körper 11 und den oberen Teil der Schutzhülle 10 auszuüben, ohne Zerstörung oder Verlust des Kunststoffkörpermaterials. Die in Fig. 2 dargestellte aufrecht stehende Achse deutet die Ebene der Schnittführung an, die winkelmäßig leicht versetzt ist von der Klapp-Faltachse 13; diese Orientierung wird dadurch erzielt, daß die Klappe 12 durch den Spalt A zwischen den oberen Flanschen der Führungselemente 25-26 geführt wird, wobei festzustellen ist, daß eine Aussparung 29 für die Klinge 16 in geeigneter Weise winkelmäßig abgesetzt ist vom benachbarten oberen Flansch 30 des Führungselements 25-

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Im Verfahrensstrom in Längsrichtung abwärts von der soeben beschriebenen Zuführungs- und Schneidstelle befindet sich ein weiteres System im Abstand voneinander angeordneter, aufrecht fixierter Befestigungsarme 31-32 zur Halterung der Bohr-Schneid- und Stabxlxsxerelemente 18-19-20. Eine weitere Führung des Formkörpers wird durch einen länglichen halbzylindrischen Trog 33 bewirkt, dessen innere Oberfläche ziemlich nahe an derjenigen der Elemente 25-26 gehalten wird. Der Trog 33 kann an den Rahmen befestigt sein, indem er an einem Ende mit den Befestigungsarmen 31-32 und am anderen Ende mit einem weiteren Befestigungsarm 35 verbunden ist. Ein an die Befestigungsarme 31-32 oberhalb der Ausrichtung der Führungsbohrung 15 befestigter Tisch 35 dient zur Montierung der Führungsblätter 18-20 von oben her und ermöglicht gleichzeitig die Aufnahme der Befestigungsflansche 36 für die durch einen Elektromotor angetriebene Fräsmaschine 37 und dessen Schneidbohrer 19· Als weiterer Bauteil liegt ein in geeigneter Weise verdralltes, am Tisch 35 befestigtes Führungsfingerelement 38 vor, das dazu dient, die Lasche 12 abzufangen und nach rückwärts längs der Faltachse 13 umzufalten, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht wird. Schließlich wird noch die Halterung für die Formkörperhälften (im Fräsbereich) vervollständigt durch zylindrisch gebogene Segmente 39-²IO, die durch die außen angebrachten Flansche des Trogs 33 längs der Longitudinalkanten desselben getragen werden.

Zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird ein als Werkstück dienender Formkörper (gemäß Fig. 2) in das Longitudinalende der Führungsbohrung 15 eingeführt, wobei die Lasche 12 bei 13 gefaltet ist und radial nach außen ragt durch den Spalt Δ zwischen den oberen Führungsflanschen der Führungselemente 25-26. Die Fräseinrichtung 37 i^s<fc ^⁰- Betrieb, um für den durchzuführenden Bohrschnitt gerüstet zu sein. Der zu bearbeitende Formkörper wird in Längsrichtung nach innen gepreßt, was entweder manuell oder- mit Hilfe eines (nicht gezeigten)

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geeigneten Beschickungsmechanismus geschieht. Beim Fassieren der Schneidkante 17 wird der Formkörper in Längsrichtung in zusammenpassende Hälften getrennt, die klappbar verbunden sind durch die nicht zertrennte gegenüberliegende Seite der Schutzhülle 10. Die Sicke der Klinge 16 bewirkt ein anfängliches Auseinanderweichen der getrennten Hälften um die scharnierartige Schutzhüllenverbindung und die scharfe oder vergleichsweise schmale stromaufwärts gelegene Kante 41 des Keilblatts 18 vermag in diesen Auftrennspalt leicht einzudringen. Vorzugsweise ist der Körper des Keilblattes 18 in der radial nach innen verlaufenden Richtung innenseitig verjüngt und erreicht eine maximale Dichte an seinem stromabwärts gelegenen Ende am maximalen Radius des Formkörpers; diese maximale Dicke ist vorzugsweise so gewählt, daß sie den Durchmesser des Bohrschneidschafts 21 übersteigt, so daß der Schaft 21 die benachbarten getrennten Kanten oder Schnittflächen des Formkörpers nicht bearbeitet. Im Verlaufe der Annäherung an den Fräsbereich ist die Lasche 12 leicht nach hinten gefaltet worden, so daß kein störender Eingriff mit der Fräswirkung oder notation des Schneidbohrerschafts erfolgt. Die

wahrend

Bohrkontur wird glatt erzeugt, gelange der Formkörper nachgeschoben wird, wobei zur Beendigung der Schneidbearbeitung eines bestimmten Formkörpers der nächste Formkörper nachgeschoben oder der fertig bearbeitete Formkörper am Entladungsende in Längsrichtung entnommen wird. Im letzteren Falle stellt das zweite Stabilisierblatt 20 die Ausrichtung der Bohr-Schneidwirkung aufeinander bis zum Erreichen des Endes des Formkörpers sicher.

Selbstverständlich ist der effektive Durchmesser der Führungselemente 33-39-40 etwas größer als derjenige bei 15ι um die Keilwirkung bei 18 zu ermöglichen und die getrennten Hälften des Formkörpers gegen die Seitenflächen des Keilblattes 18 zu lenken; Fig. 3 läßt erkennen, daß bei Vorliegen dieser Verhältnisse sichergestellt ist, daß der Schneidbohrerschaft 21 die

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getrennten Hälften des Formkörpers aushöhlen kann.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Prässchneidbohrer 19 zwei halbkreisförmige Schneidblätter auf, die an diametral einander gegenüber liegenden Stellen am konisch verjüngten Ende des Schafts 21 befestigt sind. Der Verjüngungswinkel entspricht genau dem winkelförmigen Abstand zwischen den getrennten Hälften des Formkörpers. Das Schaumstoffmaterial 11 ist von solcher Beschaffenheit, daß es lokal zerstückelt und pulverisiert wird in Gegenwart und längs des Wegs der schnellen Schläge, die von den Schneidbohrblättern im Verlaufe der hochtourigen Umdrehung ausgeteilt werden, wobei die Botationsflache dieser Schneidblätter durch einen Querschnitt charakterisiert ist, der den kreisförmigen Bohrhälfben 45, 45' (vgl. Fig. 4) plus einer winkelförmigen Versetzung ό (vgl. Fig.. 3)» die den Durchmesser des Bohrschneidschafts wiedergibt, entspricht. Nach Beendigung der Bohrung 4-5» 45' können die getrennten Hälften 11'-11" des Formkörpers, wie in Fig_a 4 gezeigt, aneinander gelegt werden, so daß die Lasche 12 die Schutzhülle 10 über der Schnittebene 28 praktisch vollständig überlappt. Da eine genaue Lagekontrolle und -steuerung der Hälften 11'-11ⁿ und des Rotationsschneidbohrers 19 Jederzeit bewerkstelligt wird, kann die Bohrung 45-45' innerhalb enger Konzentrizitätstoleranzen in bezug auf die Schutzhülle 10 gehalten werden.

Es verdient hervorgehoben zu werden, daß der Rotatioasschneidbohrer 19 danach ausgewählt wird, daß eine Bohrung erzeugbar ist, die genau auf einen bestimmten Rohrdurchmesser paßt. Zur Anpassung an einen unterschiedlichen Rohrdurchmesser ist erfindungsgemäß der selbe Formkörper (Fig. 2) verwendbar unter Anwendung eines Rotationsschneidbohrers geeigneter Größe. So kann z. B. der oben im Zusammenhang mit Fig. 2 erwähnte Formkörper mit etwa 7»6 cm (3 Zoll) Durchmesser in gleich wirksamer Weise zur Herstellung von Wärmeisolationen für Rohre mit

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Standardgröße von ζ. B. 1/2 Zoll, 3/4 Zoll oder 1 Zoll dienen, wobei lediglich ein Rotationsschneidbohrer 19 geeigneter Größe ausgewählt zu werden braucht und im übrigen immer genau die gleiche Vorrichtung des in Fig. 1 veranschaulichten Typs verwendbar ist. Selbstverständlich werden zur Befestigung der Fräseinrichtung 37 an den fisch 35 zweckmäßig solche Bauteile verwendet, die ein schnelles Lösen und Befestigen ermöglichen, so daß das gegebenenfalls sich als notwendig erweisende Austauschen der Bohrschneide vereinfacht ist. In Fig. 1 wird mit dem Bezugszeichen 46 eine Einspannvorrichtung zum auswechselbaren Einpassen der Austauschbohrschneide an die Fräseinrichtung 37 bezeichnet.

Die in Fig. 5 dargestellte Querschnittsansicht veranschaulicht einen modifizierten Typ von Formkörper, der als Merkstück zur Bearbeitung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendbar ist. Der Formkörper gemäß Fig. 5 besteht aus einem länglichen Rohr aus Schaumstoffmaterial 50 mit einer äußeren Schutzhülle 51 (entsprechend der Schutzhülle 10 in Fig. 2) und einer inneren Hülle 52, die beispielsweise aus Papier bestehen kann. Ein derartiger Formkörper kann kontinuierlich hergestellt worden sein in Form eines Ringes mit Hilfe einer Vorrichtung des in der angegebenen Patentschrift beschriebenen Typs, und Fig. 5 veranschaulicht, daß aufgrund einer Fehleinstellung des Bohrbildung smechanismus die innere Wand 52 gegebenenfalls nicht konzentrisch ist mit der Außenwand 51 > bei dem in Fig. 5 dargestellten Formkörper kann es sich demzufolge um ein Ausschußprodukt handeln, das beim Versuch, eine ringförmige Wand gleichförmiger Dicke herzustellen, erhalten wurde. Der in Fig. 5 dargestellte Formkörper kann mit Hilfe einer Vorrichtung des in der deutschen Patentschrift . ...... (Patentanmeldung P 22 05 883-9) beschriebenen Typs in Längsrichtung aufgeschnitten sein in zusammenpassende Hälften 50-50'. Fig. 5 macht jedoch deutlich, daß der dargestellte Formkörper

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ungeachtet seiner exzentrischen Bohrung und unabhängig davon, ob er bereits in aufklappbare Halften geschnitten wurde oder nicht, nicht verworfen zu werden braucht. Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ermöglicht nämlich durchaus eine Nachbearbeitung in der Weise, daß der Formkörper durch die Führungsbohrung 15 geführt, das Klingenblatt 16 zur Lenkung der bereits getrennten Hälften verwendet und mit Hilfe einer entsprechend ausgewählten Bohrschneide 19 konzentrisch eine neue Bohrung unter Beseitigung der Innenhülle 52 erzeugt werden; die in Fig. 5 eingezeichneten Fhantomkonturen 53-53' deuten die auf diese Weise ausgefrästen Bohrungshälften an und das dabei erhaltene Produkt erfüllt die Erfordernisse "in bezug auf konzentrische Bohrung ebenso wie ein Verfahrensprodukt, das aus einem vollzylindrischen Formkörper des in Fig. 2 veranschaulichten Typs erhalten wurde. Bei der Bearbeitung in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 wird daher in jedem Falle das in Fig. 4· veranschaulichte Verfahrensprodukt erhalten, gleichgültig, ob als Werkstück ein Formkörper des in Fig. 2 oder des in Fig. 5 dargestellten Typs verwendet wird. .

Die bisherigen Erläuterungen betrafen den Fall, daß eine konzentrische Bohrung in einem zylindrischen Formkörper erzeugt werden soll. Selbstverständlich kann, jedoch erfindungsgemäß auch eine beliebige exzentrische Bohrung erzeugt werden durch Verwendung einer Bohrschneide 19 geeigneter Ausgestaltung und Wahl und durch geeignete Halterung derselben in bezug auf die lagemäßig geführte zentrale Längsachse des Formkörpers. Außerdem kann die erfindungsgemäß erzeugte Bohrung andere Formen und Konturen aufweisen und beispielsweise einen quadratischen Querschnitt haben, der durch Rotation der Schneidblätter 55-56 am Schaft 57 erzeugbar ist, wie dies in Fig. 6 veranschaulicht wird; aus dieser Fig. ist wiederum ersichtlich, daß die winkelmäßige Versetzung <i (entsprechend dem Durchmesser des Schafts 57) die beiden je eine Quadrathälfte darstellenden Schneidblatt-

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elemente 55-56 auseinander hält, um auf diese Weise einen perfekten quadratischen Bohrquerschnitt im Formkörper zu erzeugen. Ferner ist festzustellen} daß bei Außenkonturen oder Schutzhüllenkonturen, die nicht, wie in den Figuren veranschaulicht, kreisförmig sind (z. B. "bei Vorliegen eines quadratischen Außenumfangs) die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 1 lediglich in "bezug auf die Führungsbohrung 15 (d. h. in bezug auf die Teile 25-26-33-39-40) modifiziert zu werden braucht, um die entsprechende Außenkontur des Formkörpers während dessen in Längsrichtung verlauf enden Durchgang durch die Schneid- und Frässtationen der Vorrichtung aufnehmen, in Stellung halten, orientieren und tragen zu können.

Es ergibt sich somit, daß erfindungsgemäß die Erfindungsaufgabe in vorteilhafter Weise lösbar und die Präzisionsherstellung von Isolierumkleidungen und dergleichen mit Innen- und Außenkonturen des verschiedensten Typs möglich ist. Wirtschaftliche Vorteile sind z. B. deswegen erzielbar, weil Ausgangsformkörper gleicher Größe verwendbar sind, um in diesen unterschiedlich große Bohrungen zu erzeugen, wobei der einzige erforderliche Austausch den Ersatz einer geeigneten Bohrschneide 19 betrifft. Weitere wirtschaftliche Vorteile werden dadurch erzielt, daß die Verwendung von Werkstücken als Ausgangsmaterial möglich ist, die bisher als Ausschuß oder Abfallmaterial galten. Als vorteilhaft erweist es sich ferner, daß unabhängig vom ursprünglichen Typ des verwendeten Formkörpers das erfindungsgemäß erhaltene Endprodukt eine überzugslose Innenbohrung aufweist, so daß in vorteilhafter Weise die Schaumstoffporen direkt an die Berührungsstelle mit dem Rohr oder der Leitung, denen sie angepaßt sind, zu liegen kommen.

Neben den angegebenen besonders vorteilhaften Ausführungsformen sind selbstverständlich noch zahlreiche Modifikationen an-

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wendbar. So kann ζ. B. die Längsachse der Führungsbohrung 15 vertikal angeordnet sein und die Zuführung des Formkörpers am oberen Ende erfolgen, so daß die Beschickung mit mehreren Formkörpern in einem verlängerten Zuführstück 15 aufgrund der Schwerkraft erleichtert wird und gleichzeitig auch der beim Fräsen anfallende pulverförmige Abfall aufgrund der natürlichen Schwerkraft herausfällt.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann ferner Bauteile aufweisen zur festen Längsarretierung des Formkörpers während dessen in Längsrichtung erfolgenden Durchleitens durch die Fräs einrichtung und die dazugehörigen Führungsblätter·, gemäß dieser in Fig. 7 veranschaulichten Ausführungsform ist ein länglicher halbzylindrischer Trog 60 vorgesehen, der getragen wird auf einer Horizontalachse zwischen Bodenelementen oder -fußen 61-62. Der Trog 60 ist wesentlich langer als der als Werkstück dienende Formkörper und seine Krümmung ist so gewählt, daß die Außenhülle 10 des Formkörpers aufgenommen und lagemäßig stabil gehalten wird. Ein Stopmittel, z. B. ein Anschlag 63, der im Trog 60 praktisch kurz vor dessen Ende befestigt ist, sorgt für eine axiale Arretierung des Werkstücks während eines Bearbeitungsdurchgangs der Werkzeuggleiteinrichtung 64, der im Sinne der Fig. 7 von rechts nach links erfolgt. Die Gleiteinrichtung 64 ist im dargestellten Beispiel zylindrisch gebogen mit einer zur Aufnahme der getrennten Hälften des Werkstücks geeigneten Krümmung und die Längskanten sind in solcher Weise ausgestaltet, daß sie in geeigneten Kanälen 65 in den entsprechenden Kanten des Trogs 60 geführt und gehalten werden. Vordere und hinter, in derselben aufrechten Ebene angeordnete Stabilisierblätter 66-67 befinden sich auf einander gegenüberliegenden Seiten des Frässchneidbohrers 68 und dessen Schaft 69 und ein am Fräsmotorgehäuse 71 vorgesehener Griff 70 stellt ein bequemes Hilfsmittel zur manuellen Vorwärtsführung der Gleiteinrichtung 64 beim Bearbeitungsdurchgang durch einen als Werkstück dienenden Formkörper dar. Ist der zu bearbeitende Formkörper bereits in zu-

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sanuaenpassende halbzylindrische Längshälften aufgeschnitten wie gemäß Fig. 5, so übt das Vorderblatt 66 lediglich die Keilwirkung aus, wie sie im Zusammenhang mit dem Keilblatt 18 bereits besprochen wurde, wobei an der Gleiteinrichtung 64 auch eine Laschenfuhreinrichtung (ähnlich dem Führungselement 38) vorgesehen ist, um die Formkörperlasche 12 herauszuklappen aus dem Arbeitsweg des Frässchneidbohrers und dessen Schaft. Ist andererseits der zu bearbeitende Formkörper noch nicht ausgeschnitten, so ist das Keilblatt 66 zweckmäßig von größerem freitragend verlängertem Ausmaß, wie dies durch den Phantomumriß 66* angedeutet ist, und außerdem mit einer vorderen Messer- oder Schlitzkante 66" versehen, entsprechend der Schneidkante 1? i» Falle der Klinge 16; der zur Lagerung des Werkstücks dienende Anschlag 63 ist zweckmäßig winkelmäßig abgesetzt vom Arbeitsweg des Winkelblattes 66-66' und der Frässchneide 68, so daß ein freier Durchgang der Bohrschneide 68 durch den als Werkstück dienenden Formkörper gewährleistet ist ohne die Führung und Halterung der Gleiteinrichtung 64 zu beeinträchtigen.

Die in Fig. 7 veranschaulichte Vorrichtung nach der Erfindung ist bei Außenarbeiten bequem verwendbar, wenn es darum geht, ungeschnittene Ausgangsformkörper gleichen Außendurchmessers mit Bohrungen zu versehen, die um verschieden große Rohre passen sollen entsprechend den Erfordernissen einer bestimmten Rohrinstallation, wobei lediglich die Bohrschneide im Einspannfutter des Schneidwerkzeugs 71 ausgetauscht zu werden braucht.

Gemäß den angegebenen vorteilhaften Ausführungsformen wird zur Erzeugung der gewünschten Bohrungskontur im zu bearbeitenden Formkörper eine Fräseinrichtung und eine Bohrschneide vom Spatentyp verwendet. Erfindungsgemäß sind darüber hinaus auch Schneideinrichtungen anderen Typs, die zur Erzeugung einer derartigen Bohrungskontur in einem Formkörpermaterial des verschiedensten Typs geeignet sind, verwendbar. So kön-

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nen sich ζ. B. Vibrations sclmeiawerkzeuge, ζ. B. solche, die mit Hilfe von Ultraschall angetrieben werden, als besonders vorteilhaft erweisen, wenn das Formkörpermaterial Ή ausreichend spröde ist, um sich beim Werkzeugaufprall pulverisieren zu lassen. Als wesentlich erweist es sich, daß das Bohrschneidwerkzeug radial in der Lücke zwischen den in Längsrichtung aufgespaltenen Werkstückhälften angeordnet ist, und daß das wirksame Schneidprofil des Werkzeugelements der gewünschten Bohrung plus der winkelmäßigen oder radialen Versetzung entspricht, die so groß ist wie die effektive Breite des Schneidbohrschafts oder eines oder mehrerer anderer derartiger Spreizelemente 18-33~39-40» die das Auseinanderklaffen der Werkstückhälften bestimmen.

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Claims

Patentansprüche

1., Verfahren zur Erzeugung einer Längsbohrung in einem längliehen Formkörper praktisch konstanten Querschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß man den Formkörper längs einer Linie, die praktisch in einer durch eine Hauptsymmetriemittelach.se der zu erzeugenden Bohrung gehenden Längsebene liegt, aufschneidet unter Festlegung zweier trennbarer Formkörperteile, die erhaltenen Formkörperteile in einander zugewandter, leicht im Abstand voneinander befindlicher Lage hält und einem Rotationsschneidwerkzeug zuführt, das eine Rotationsfläche solchen Querschnitts erzeugt, der die angestrebte Bohrquerschnittscharakteristik plus eine der Hälfte des Abstands der Formkörperteile voneinander entsprechende radiale Versetzung aufweist, das Rotationsschneidwerkzeug um eine radial in bezug auf die angegebene Mittelachse angeordnete und praktisch in der Schnittebene liegende Achse in solcher Weise rotiert, daß die Rotationsfläche symmetrisch in bezug auf die angegebene Mittelachse liegt, und Rotationsschneidwerkzeug und Formkörper in Längsrichtung durcheinander hindurchbewegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Formkörper mit einer flexiblen Außenhülle verwendet und den Schlitz bis kurz vor dem Zerschneiden dieser Außenhülle in solcher Weise führt, daß die Außenhülle als scharnierartige Verbindung zwischen den.anderweitig voll ge-

ie trennten Hälften des Formkörpers dehnt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Formkörper einen solchen mit durch und durch vollem, von Aussparungen freiem Querschnitt verwendet.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet, daß man als Formkörper einen solchen mit einer Längsbohrung

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unerwünschter Kontur, deren Querschnitt geringer ist als derjenige der Schneidwerkzeug-Rotationsfläche, verwendet.

5· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 4 zur Erzeugung einer Längsführung in einem länglichen Formkörper praktisch konstanten Querschnitts, gekennzeichnet durch einen Rahmen mit einer für den länglichen Formkörper bestimmten Halterung zur Festlegung einer fixierten Orientierung der Längsachse des Formkörpers, sowie mit einem vom Hahmen getragenen Schneidwerkzeug aus Schneidklin-' ge und Fräseinrichtung, die symmetrisch in einer einzigen, durch eine in Längsrichtung verlaufende Hauptmittelachse des Formkörpers gehenden Radialebene angeordnet sind, wobei die Fräseinrichtung einen Schaft aufweist, der rotierbar gelagert ist um eine praktisch radial·¹ in' der angegebenen Ebene liegende Achse und eine Schneidrotationsfläche erzeugt, deren Querschnitt der angestrebten Bohrquerschnittscharakteristik plus einer radialen Versetzung mindestens der gleichen Größe wie derjenigen des Schaftradius entspricht, und wobei die Schneidklinge eine maximale Dickjtfe praktisch gleich der Größe des Schaftdurchmessers aufweist, und wobei am Rahmen ferner Mittel vorgesehen sind, um Formkörper und Schneidwerkzeug unter Führung in bezug auf gegenseitige Lage in Längsrichtung durcheinander hindurchzubewegen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug relativ fest montiert ist und die Mittel zum gegenseitigen durcheinander hindurchbewegen einen Formkörper-Längsführungsbildungsteil der angegebenen Halterung umfassen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen einen Längsführungsfceil aufweist und das Schneidwerkzeug von einer Gleiteinrichtung getragen wird, die längs dem angegebenen Fiihrungsteil bewegbar ist.

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8. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge eine Schneidkante zum Zerschneiden des Formkörpers vor dem Eintritt desselben in die Präseinrichtung aufweist.

9· Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge eine Keilform unterschiedlicher Dicke aufweist, wobei der dickste Teil der Präseinrichtung zugewandt und der vergleichsweise dünne Führungskantenteil· in Längsrichtung gesehen von der Präseinrichtung weiter entfernt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge Blattelemente aufweist, die untereinander und mit der Rotationsachse ausgerichtet sind und auf entgegengesetzten Längsseiten der Präseinrichtung liegen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schneidkante praktisch über den gesamten Arbeitsweg des Formkörpers erstreckt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante gegen die Längsachse geneigt ist.

13· Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Erzeugung einer Längsbohrung in einem länglichen Formkörper mit zylindrischer Außenfläche, gekennzeichnet durch einen Rahmen mit einer konkav-zylindrischen Halterung die dem Formkörper angepaßt und zur Führung desselben an dessen zylindrischer Außenfläche bestimmt ist, ferner durch eine mit der Halterung getragene Schneideinrichtung mib einer Schneidkante, die sich praktisch diametral über die konkave Halterung erstreckt und zum Zerschneiden des in die Halterung eingeführten und in Richtung der Schneidkante bewerten länßlichen Formkörpers in zwei zusammenpassende Hälften bestimmt

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ist, sowie durch ein von dem Rahmen getragenes Fräswerkzeug mit einem Sehneidbohrerschaft auf einer Rotationsachse, die sich radial auf der Halterungsachse in allgemeiner Ausrichtung mit der Radialebene, in der auch die Schneidkante liegt, an einer von der Schneidkante gerechnet stromabwärts liegenden Stelle befindet, wobei das Fräswerkzeug ein Schneidelement aufweist, das eine Rotationsfläche erzeugt, deren Querschnitt demjenigen der angestrebten Bohrung bei einer radialen Versetzung, die zumindest gleich groß wie der Radius des Schaftes ist, entspricht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie für Formkörper mit einer vergleichsweise dünnen flexiblen Außenhülle bestimmt ist und das Schneidwerkzeug an einem frei tragend vorstehenden Rahmenteil befestigt ist und daß sich die Schneidkante diametral zu einer Stelle erstreckt, die kurz vor dem Punkte liegt, wo der diametral gegenüber liegende Teil der Außenhülle durchtrennt wird, so daß die Außenhülle die anderweitig losgetrennten Hälften des Formkörpers scharnierartig zusammenhält.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1J, dadurch gekennzeichnet, daß · die konkave Halterung den Bezirk der Fräsbearbeitung überlappt und in diesem Bezirk einen ausreichend erweiterten effektiven Durchmesser als denjenigen des unzerschnittenen Formkörpers aufweist, um die Abstandshaltung der getrennten Formkörperhälften mindestens so weit zu ermöglichen, daß der rotierende Fräswerkzeugschaft die auseinander gehaltenen Formkörperhälften passieren kann.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15s dadurch gekennzeichnet, daß ein von dem Rahmen getragenes Führungsblatt vorgesehen ist, das radial in die konkave Halterung in Ausrichtung mit und nahe dem Fräswerkzeugschaft hineinragt.

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17· Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die effektive maximale Breite des Fiihrungsblattes mindestens ebenso groß ist wie der Durchmesser des Fräswerkzeugschafts.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzelehnet, daß die effektive maximale Breite des Führungsblattes größer ist als der Durchmesser des Fräswerkzeugschafte und winkelförmig symmetrisch angeordnet ist in bezug auf die Ebene, in der die Längsachse und die Rotationsachse des Fräswerkzeugschafts liegen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1?_t dadurch gekennzeichnet, daß das Ausmaß der effektiven Erweiterung der konkaven Halterung im Bereich der Fräsbearbeitung der effektiven maximalen Breite des Führungsblattes praktisch vollkommen angepaßt ist und ein positives in Stellung halten der voneinander getrennten Formkörperhälften während der gesamten Fräsbearbeitung sicherstellt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Führungsblatt um eines von zwei Führungsblättern handelt, die an gegenüberliegenden Längsseiten der Rotationsachse und in der Ebene der Rotationsachse angeordnet sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsblatt stromaufwärts vom Fräswerkzeugschaft angeordnet und von kegelförmigem Profil ist, wobei die Dicke radial in Richtung nach innen abnimmt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenhülle aus einer Umfangsumwickelung besteht, die eine sich in Längsrichtung erstreckende freie Lasche an einer Stelle, wo sich die Längskanten der Umhüllung überlappen, aufweisen, und daß die Halterung Laschenfalt-Führungseinrichtungen zur Faltung der Lasche nach rückwärts

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über benachbartes Umhüllungsmaterial aufweist, wobei die winkelmäßige Lage der Faltung benachbart zu, jedoch abgesetzt von der angegebenen Radialebene erfolgt, so daß bei lagemäßiger Orientierung des Formkörpers zur Bewirkung der Faltung mit Hilfe der angegebenen Führungseinrichtung der Formkörper von der Schneideinrichtung an einer Stelle zerschnitten wird, die später von der Lasche wieder bedeckt werden kann, wenn diese in ihre ursprüngliche, den Außenumfang überlappende Lage zurückgebogen wird.

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