DE2261235B2 - Verfahren zur Erzeugung eines Loches in Längsrichtung eines langgestreckten Formkörpers und Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Loches in Längsrichtung eines langgestreckten Fonnkörpers praktisch konstanten Querschnitts, bei dem der Formkörper zur Bildung je zweier trennbarer, schalenförmiger Fonnkörperteile in Längsrichtung geschlitzt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.

Ein Verfahren der vorstehend genannten Art ist bereits bekannt, vergl. US-PS 35 85 678. Bei der Durchführung dieses bekannten Verfahrens wird der Arbeitsgang des Ausschlitzens in Längsrichtung mittels einer Kreissäge an einem Formkörper durchgeführt, in welchem das in Längsrichtung verlaufende Loch, das nachfolgend meist als »Längsbohrung« bezeichnet wird, bereits fertig vorhanden ist Bei dem bekannten Verfahren wird also so vorgegangen, daß bei der Herstellung des Formkörpers als erstes die innere Längsbohrung erzeugt wird. Bei diesem Vorgehen ergeben sich mehrere verhältnismäßig komplizierte Arbeitsschritte. Um zu ermöglichen, daß die Längsbohrung beim Schäumen des Formkörpers bereits von vornherein gebildet wird, ist eine Form mit einem zentralen Formkern erforderlich, um den eine innere Kernformfolie herumgelegt werden muß. Die Folie wird im Betrieb über den Kern gezogen, wobei sich Schwierigkeiten ergeben, denen man bei dem bekannten Verfahren durch Anwendung von Gleitmitteln abzuhelfen sucht Bevor das Aufschlitzen des Formkörpers mittels der Kreissäge durchgeführt werden kann, ist es erforderlich, die nach außen überstehenden Lappen der Kernformfolie mittels einer Kettensäge zu entfernen. In nachteiliger Weiße gestaltet sich daher das erwähnte bekannte Verfahren auf Grund der komplizierten Arbeitsgänge, die vor dem Vorgang des Schützens durchgeführt werden müssen, zu umständlich. Es ergibt sich dabei auch der Nachteil, daß die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Einrichtung einen ungünstig hohen Raumbedarf hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der besagten Art anzugeben, das auf besonders einfache und wirtschaftliche Weise mit einer kompakten Verfahrenseinrichtung durchführbar ist

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Loch nach dem Schlitzen bei noch aneinander anliegenden Formkörperteilen durch ein Schneidwerkzeug hergestellt wird, das von außen durch den entstandenen Spalt eingreift Dadurch, daß in grundsätzlichem Gegensatz zu dem bekannten Verfahren bei der Erfindung zunächst der Vorgang des Schützens durchgeführt wird, wird die Möglichkeit geschaffen, unmittelbar anschließend das Loch, also die Längsbohrung, auf einfachste Weise, noch während die geschlitzten Formkörperteile aufeinander anliegen, durch ein von außen eingreifendes, sich mit dem Schaft in der Schnittebene erstreckendes Schneidwerkzeug zu bilden, beispielsweise durch einen rotierenden Fräser. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher in erstrebter Weise einfach und wirtschaftlich mit einer Verfahrens-

einrichtung durchführbar, die einen geringen Raumbedarf aufweist, da in der Hauptsache nur zwei Bearbeitungsstationen erforderlich sind, nämlich eine Schneide für den Vorgang des Schützens und ein der Schneide nachgeordnetes Schneidwerkzeug, beispielsweise ein RoUtionsschneidwerkzeug (Fräser). Das letztgenannte Schneidwerkzeug kann in kurzem Abstand hinter der zum Aufschlitzen dienenden Schneide angeordnet sein, so daß ein sehr kompakter Aufbau der Verfahrenseinrichtung möglich ist. ι ο

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine einfach aufgebaute Vorrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemaß durch die im Patentanspruch 3 aufgeführten kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Die Erfindung wird durch die Zeichnung näher veranschaulicht Es zeigt -

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

F i g. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines in der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung bearbeitbaren Formkörpers,

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

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

F i g. 5 eine ähnliche Ansicht wie in F i g. 2, die einen a anderen Typ von Formkörpern veranschaulicht, der in der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung bearbeitbar ist,

F i g. 6 eine ähnliche Ansicht zur Veranschaulichung der Erzeugung einer modifizierten Bohrung und

F i g. 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 in F i g. 2 im Querschnitt dargestellten Formkörpers. Der dargestellte Formkör- « per weist eine sich um den Außenumfang erstreckende Umhüllung aus einem flexiblen Schutzmaterial auf, z. B. aus einem in geeigneter Weise behandelten Papier, Polyäthylen oder einer anderen Kunststoffbahn. Die Umhüllung schließt einen festen geschäumten Formkörper 11 ein, z. B. einen solchen aus einem geschäumten Polyurethan. Die in Längsrichtung sich erstreckenden Kanten der Umhüllung bzw. Schutzhülle 10 überlappen sich an einer Lasche 12 um einen Winkel «, wobei die Schutzhülle 10 mit dem Formkörper 11 auf dem gesamten Kreisumfang verbunden 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 13. eu

Gemäß der in F i g. 1 veranschaulichten Ausführungsform wird eine zylindrische Bohrung, die konzentrisch mit der zylindrischen Schutzhülle 10 verläuft, im Formkörper 11 erzeugt, und um, 1 wirksamer Weise als thermischer Isolator geeignet zu sein, muß das erhaltene Produkt engen Toleranzerfordcrnissen genügen bezüglich der Gleichförmigkeit der Dicke in der ringförmigen Isolierwand. Damit der erhaltene Isolierkörper auf ein zu isolierendes Rohr oder eine zu isolierende Leitung leicht aufgebracht werden kann, soll er aus aufeinander passenden, halbzylindrischen Hälften gebildet sein.

In die in Fig.1 dargestellte Vorrichtung wird der durch Fig.2 veranschaulichte Formkörper mit dem Ende nach vorn in eine fest montierte Halterung 15 eingeführt, um ihn genau zu führen, wenn er durch eine Klinge 16 mit scharfer Schneidkante 1? in zusammenpassende Hälften getrennt wird. Ein keilförmiges Führungsblatt 18 bewirkt eine Trennung der aufgeschlitzten Hälften des Formkörpers, so daß ein Schneidwerkzeug 19 von außen durch den entstandenen Spalt eingreifen und die gewünschte Ausbohrung erzeugen kann. Ein weiteres Blatt 20, das wie das Führungsblatt 18 ausgerichtet ist, sorgt für die lagerichtige Halterung des Formkörpers während der gesamten Verfahrensführung.

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 Auf diesem ruht die Halterung 15 an den Befestigungsarmen 23 und 24. Die Halterung 15 besteht aus einander gegenüber liegenden halbzylindrischen Führungselementen 25, 26, deren Größe mit der Größe der Schutzhülle 10 abgestimmt ist Zur übersichtlicheren Darstellung ist das Führungselement 26 lediglich durch Phantomumrisse angedeutet, wobei dieses Element selbstverständlich dem gegenüber liegenden Führungselement 25 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 hervorstehender Teil 27, der am Befestigungsarm 23 montiert ist oder einen Teil desselben bildet, bietet eine Halterung für die Schneidklinge 16. Die Schneidkante 17 erstreckt sich durch eine Aussparung 29 bis zu einem Punkt, der kurz vor derjenigen Stelle liegt, wo die Schutzhülle 10 beginnt Die Schneidkante 17 ist ferner, wie in F i g. 1 angedeutet, nach hinten geneigt, um die Schneidwirkung zu verbessern. In Längsrichtung abwärts von der soeben beschriebenen Zuführungs- und Schneidstelle befindet sich eine weitere Führung für den Formkörper, die durch einen länglichen halbzylindrischen Trog 33 gebildet wird. Der Trog ist mit einem Ende an einem Befestigungsarm 34 und am anderen Ende an einem weiteren Befestigungsarm 31,32,35 befestigt An dem Befestigungsarm 35 sind außerdem Führungsblätter 18 und 20 befestigt und ein mit einem Elektromotor angetriebenes Fräs- bzw. Schneidwerkzeug 19. Als weiteres Bauteil liegt ein am Befestigungsarm 35 befestigtes Führungselement 58 vor, das dazu dient, die Lasche 12 abzufangen und nach rückwärts längs der Faltlinie 13 umzufalten, wie dies in F i g. 3 veranschaulicht wird. Schließlich wird noch die Halterung des Formkörpers durch zylindrisch gebogene Segmente 39, 40 vervollständigt, die an den Flanschen des Trogs 33 befestigt sind.

Zur Durchführung des Verfahrens wird ein als Werkstück dienender Formkörper (gemäß F i g. 2) in die Hauerung 15 eingeführt, wobei die Lasche 12 bei 13 gefaltet ist und radial nach außen ragt durch den Spalt Δ zwischen den oberen Führungsflanschen 30 der Führungselemente 25 und 26. Das Fräs- bzw. Schneidwerkzeug 19 wird von dem Motor 37 angetrieben, um für den durchzuführenden Bohrschnitt gerüstet zu sein.

Der zu bearbeitende Formkörper wird in Längsrichtung bewegt Beim Passieren 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 Dicke der Schneidklinge 16 bewirkt ein Trennen der Hälften, und die scharfe oder vergleichsweise schmale stromaufwärts gelegene Kante 41 des Führungsblatts 18 vermag in diesen Auftrennspalt leicht einzudringen. Die maximale Dicke des keilförmig ausgebildeten Führungsblattes 18 ist so gewählt, daß sie den Durchmesser des Schafts 21 des Schneidwerkzeugs übersteigt, so daß der Schaft 21 den Formkörper nicht bearbeitet Vor dem Fräsbereich wird die Lasche 12 leicht nach hinten gefaltet, so daß sie nicht beschädigt wird. Die Längsbohrung wird erzeugt, während der Formkörper in Längsrichtung bewegt wird. Nach Beendigung der Schneidbearbeitung eines bestimmten Formkörpers wird der nächste Formkörper nachgeschoben.

Selbstverständlich ist der Durchmesser der Führungselemente 33,39,40 etwas größer als derjenige bei 15, um die getrennten Hälften des Formkörpers mit dem Führungsblatt 18 etwas auseinanderzudrücken. Fig.3 läßt erkennen, daß bei Vorliegen dieser Verhältnisse sichergestellt ist daß der Schaft 21 zwischen den getrennten Hälften des Formkörpers Platz findet.

Wie am besten aus Fig.3 ersichtlich ist weist das Schneidwerkzeug 19 zwei halbkreisförmige Schneidblätter auf, die an diametral einander gegenüberliegenden Stellen am konisch verjüngten Ende des Schaftes 21 befestigt sind. Der Verjüngungswinkel entspricht genau dem winkelförmigen Abstand zwischen den getrennten Hälften des Formkörpers. Das Schneidwerkzeug wird in hochtourige Umdrehung versetzt, wobei die Rotationsfläche seiner Schneidblätter durch einen Querschnitt charakterisiert ist, der den kreisförmigen Bohrhälften 45, 45' (vergL Fig.4) plus einer winkelförmigen Versetzung δ (vgl. Fig.3), die den Durchmesser des Schafts wiedergibt entspricht Nach dem Bohren können die getrennten Hälften 11'—11" des Formkörpers, wie in F i g. 4 gezeigt aneinander gelegt werden, so daß die Lasche 12 die Schutzhülle 10 über der Schnittebene praktisch vollständig überlappt

Es verdient hervorgehoben zu werden, daß das Schneidwerkzeug entsprechend den herzustellenden Bohrungen ausgewechselt werden kann. So kann z. B. der oben im Zusammenhang mit Fig.2 erwähnte Formkörper mit etwa 7,6 cm Durchmesser zur Herstellung von Wärmeisolationen für Rohre mit der Standardgröße V₂ Zoll, ³U Zoll oder 1 Zoll dienen, wobei lediglich ein Schneidwerkzeug 19 geeigneter Größe ausgewählt zu werden braucht und im übrigen immer genau die gleiche Vorrichtung des in F i g. 1 veranschaulichten Typs verwendbar ist

Die in F i g. 5 dargestellte Querschnittsansicht veranschaulicht einen Formkörper, der bereits eine Längsbohrung aufweist, die aber nicht konzentrisch angeordnet ist Ein solcher Formkörper braucht nicht verworfen zu werden, denn die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung ermöglicht eine Nachbearbeitung in der Weise, daß mit Hilfe eines entsprechend ausgewählten Schneidwerkzeugs 19 konzentrisch eine neue Bohrung unter Beseitigung der Innenhülle 52 erzeugt werden kann. Die in Fig.5 eingezeichnete, strichpunktierte linie 53, 53' deutet die auf diese Weise ausgefrästen Bohrhälften an und das dabei erhaltene Produkt erfüllt die Erfordernisse in bezug auf konzentrische Bohrung. Bei der Bearbeitung in einer Vorrichtung gemäß F i g. 1 wird daher in jedem Fall das in Fig.4 veranschaulichte Verfahrensprodukt erhalten, gleichgültig, ob als Werkstück ein Formkörper des in F i g. 2 oder des in F i g. 5

^r> dargestellten Typs verwendet wird.

Die bisherigen Erläuterungen betrafen den Fall, daß eine konzentrische Bohrung in einem zylindrischen Formkörper erzeugt werden soll. Selbstverständlich kann jedoch auch eine beliebige exzentrische Bohrung

κι erzeugt werden durch Verwendung einer Bohrschneide geeigneter Ausgestaltung und durch geeignete Halterung derselben. So kann die erzeugte Bohrung einen quadratischen Querschnitt haben, der durch Rotation der Schneidblätter 55,56 am Schaft 57 erzeugbar ist, wie dies in F i g. 6 veranschaulicht wird; aus dieser Figur ist wiederum ersichtlich, daß die winkeimäSige Versetzung δ (entsprechend dem Durchmesser des Schafts 57) die beiden je eine Quadrathälfte darstellenden Schneidblattelemente 55, 56 auseinander hält, um auf diese Weise einen perfekten quadratischen Bohrquerschnitt im Formkörper zu erzeugen. Ferner ist festzustellen, daß bei Außenkonturen, die nicht kreisförmig sind (z. B. bei Vorliegen eines quadratischen Außenumfangs) die Vorrichtung gemäß F i g. 1 lediglich in bezug auf die Halterung 15 und die Führungselemente 25,26,33,39, 40 modifiziert zu werden braucht

Es ergibt sich somit, daß Isolierverkleidungen mit Innen- und Außenkonturen des verschiedensten Typs hergestellt werden können. Als vorteilhaft erweist es

!(> sich daher, daß unabhängig vom ursprünglichen Typ des verwendeten Formkörpers das erhaltene Endprodukt eine überzugslose Innenbohrung aufweist, so daß in vorteilhafter Weise die Schaumstoffporen direkt an der Berührungsstelle mit dem Rohr oder der Leitung, denen

ΐϊ sie angepaßt sind, zu liegen kommen.

Neben den angegebenen, besonders vorteilhaften Ausführungsformen sind selbstverständlich noch zahlreiche Modifikationen anwendbar. So kann z.B. die Längsachse der Halterung 15 vertikal angeordnet sein und die Zuführung des Formkörpers am oberen Ende erfolgen, so daß die Beschickung aufgrund der Schwerkraft erleichtert wird und gleichzeitig auch der beim Fräsen bzw. Schneiden anfallende pulverförmige Abfall aufgrund der Schwerkraft herausfällt

Die Vorrichtung kann ferner Bauteile zur Arretierung des Formkörpers aufweisen. Gemäß dieser in Fig.7 veranschaulichten Ausführungsform ist eine längliche, halbzylindrische Halterung 60 vorgesehen, die auf Bodenelementen 61 und 62 ruht Die Halterung 60 ist wesentlich langer als der Formkörper, und seine Krümmung ist so gewählt, daß die Schutzhülle 10 des Formkörpers stabil gehalten wird. Ein Anschlag 63, der in der Halterung 60 kurz vor deren Ende befestigt ist, sorgt für eine axiale Arretierung des Werkstücks während eines Bearbeitungsvorgangs. Eine Gleiteinrichtung 64 ist in geeigneten Führungen 65 in der Halterung 60 geführt Die Gleiteinrichtung weist Stabilisierblätter 66,67 und ein Schneidwerkzeug 68 auf, dessen Schaft 69 von einem Fräsmotor 71 angetrieben wird. Ein Griff 70 stellt ein bequemes Hilfsmittel zum Bewegen der Gleiteinrichtung 64 dar. Ist der zu bearbeitende Formkörper bereits in zusammenpassende, halbzylindrische Längshäiften aufgeschnitten wie gemäß Fig.5, so übt das Vorderblatt 66 lediglich die Keilwirkung aus, wie sie im Zusammenhang mit dem keilförmigen Führungsblatt 18 bereits besprochen wurde. Ist der zu bearbeitende Formkörper noch nicht ausgeschnitten, so weist das Vorderblatt 66 eine

Schneidkante 66" auf, entsprechend der Schneidkante 17.

Die in F i g. 7 veranschaulichte Vorrichtung ist bei Außenarbeiten bequem verwendbar, wenn es darum geht, ungeschnittene Ausgangskörper 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 ausgetauscht zu werden braucht.

Neben den vorstehend beschriebenen Schneidwerk-

zeugen können auch Vibrationsschneidwerkzeuge, z. B. solche, die mit Hilfe von Ultraschall angetrieben werden, Verwendung finden, wenn das Formkörpermaterial ausreichend spröde ist, um sich pulverisieren zu lassen. Als wesentlich erweist sich, daß das Schneidwerkzeug radial in der Lücke zwischen den in Längsrichtung aufgespaltenen Werkstückhälften angeordnet ist und daß das wirksame Schneidprofil des Schneidwerkzeugs der gewünschten Bohrung plus der winkelmäßigen oder radialen Versetzung entspricht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erzeugen eines Loches in Längsrichtung eines langgestreckten Formkörpei s praktisch konstanten Querschnitts, bei dem der Formkörper zur Bildung je zweier trennbarer, schalenförmiger Formkörperteile in Längsrichtung geschlitzt wird, dadurch gekennzeichnet:, daß das Loch nach dem Schlitzen bei noch aneinander anliegenden Formkörpertefien durch ein Schneidwerkzeug hergestellt wird, das von außen durch den entstandenen Spalt eingreift

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Formkörper mit eineir flexiblen äußeren Umhüllung der Formkörper nur bis kurz vor der Umhüllung geschlitzt wird, so dall die Umhüllung als scharnierartige Verbindung desr beiden schalenförmigen Formkörperteile dient

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Halterung (15,33, 60) zum lagerichtigeii Halten des Formkörpers (11) während der Bearbeitung sowie mit einer Schneideinrichtung mit Schneidklinge (16) zum Schlitzen des Formkörper» (11) und einem Schneidwerkzeug (19, 68) zum Herstellen des in Längsrichtung verlaufenden Loches, wobei das Schneidwerkzeug einen Schaft (21, 69) aufweist, der um eine senkrecht zur Mittelachse des Formkörpers (U) liegende Achse rotierbar gelagert ist und eine Schneidplatte trägt, wobei ferner Mittel (33, 64) vorgesehen sind, um Formkörper (11) und Schneideinrichtung mit Schneidwerkzeug in Längsrichtung relativ zueinan · der zu bewegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (68) gegenüber der Halterung (60) bewegbar ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidklinge (16) keilförmig ist, wobei ihr dickster Teil dem Schneidwerkzeug (19,68) zugewandt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schneidkante (17) deir Schneidklinge (16) praktisch durch die gesamte! Bewegungsbahn des Formkörpers (11) erstreckt

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidkante (17) gegen die Längsachse geneigt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (15,33, 60) zylinderförmig ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (33, 60) in den Bereich der Schneideinrichtung und des Schneidwerkzeuges: (19) reicht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Bewegungsrichtung des Formkörpers (11) vor und hinter dem Schneidwerkzeug je ein Führungsblatt (18,20; 66,67) vorgesehen ist, das radial in die Halterung (33,60) hineinragt

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Führungsblätter (18, 20; 66, 67) mindestens ebenso groß ist wie der Durchmesser des Schafts (21, 69) des Schneidwerkzeugs.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsblatt (18, 66) das; stromaufwärts vom Schaft des Schneidwerkzeugs angeordnet ist, ein keilförmiges Profil hat, wobei die Dicke in Richtung der Mittelachse des Formkörpers abnimmt