DE2335565C2

DE2335565C2 - Method and device for severing sleeve-shaped pieces from a grinding tube

Info

Publication number: DE2335565C2
Application number: DE19732335565
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fa. August Rüggeberg, 5277 Marienheide
Filing date: 1973-07-12
Publication date: 1976-09-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen hülsenförmiger Stücke von einem Schleifrohr, das aus einem flexiblen, bandförmigen, einseitig schleifkornbelcgtcn und durch schraubenförmiges Aufwickeln zu einem endlosen Rohr geformten Trägermaterial und aus einem gegenläufig oder mitläufig mitgewickelten, endlosen, als Unterfütterung des Trägermaterials dienenden Tragrohr besteht, auf dem das Trägermaterial klebbefestigt wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for cutting sleeve-shaped pieces from a grinding tube, that consists of a flexible, belt-shaped, abrasive grain cover on one side and a screw-shaped one Coiling into an endless tube shaped carrier material and from a counter-rotating or rotating co-wound, endless support tube serving as a lining for the carrier material consists on to which the carrier material is adhesively attached, and a device for carrying out the method.

Bei solchen sogenannten flexiblen Schleifmitteln besteht das Trägermaterial aus Papier oder Vulkanfiber, aber auch aus textlien Geweben aus Baumwolle oder synthetischen Fasern, wobei Schleifkörner mit Hilfe tierischer Leime, synthetischer Klebstoffe oder Kunstharze oder Gemischen hiervon einseitig haltbar befestigt sind.With such so-called flexible abrasives, the carrier material consists of paper or vulcanized fiber, but also made of textile fabrics made of cotton or synthetic fibers, with abrasive grains With the help of animal glues, synthetic adhesives or synthetic resins or mixtures thereof, one-sided durable are attached.

Besondere Probleme treten beim Abtrennen von Schleifhülsen aus gewickelten Schleifrohren auf, die schraubenförmig aus dem bandförmigen, flexiblen und schleifkornbelegten Trägermaterial zu zylindrischen Röhren gewickelt werden, wobei ein ebenfalls mitgewickeltes als Unterfütterung dienendes untergeklebtes Tragrohr vorgesehen wird. Bisher wurden die von solchen zylindrischen, endlos gewickelten Rohren abzuschneidenden Schleifhülsenstücke mit Hilfe von Kreismessern über bolzenförmigen gehärteten Dornen abgetrennt. Der Klebstoff, mit dem das Trägermaterial auf dem Unterfütterungstragrohr befestigt ist, mußte zuvor fest geworden sein, da sich .,onst die Klebefuge wieder lösen konnte. Besonders empfindlich waren hierbei die schräg auslaufenden Schleifband-Anschnitte, die durch die mechanische Beanspruchung beim Schneidvorgang mit Kreismessern sich wieder ablösen konnten.Particular problems arise when separating abrasive sleeves from wound abrasive tubes that helically from the band-shaped, flexible and abrasive-grain-coated carrier material to cylindrical Tubes are wrapped, with one also wrapped as a lining and glued underneath Support tube is provided. So far, those of such were cylindrical, endlessly wound Pipes to be cut off grinding sleeve pieces with the help of circular knives over bolt-shaped hardened Thorns severed. The adhesive that is used to attach the carrier material to the liner support tube is attached, must have previously become firm, since., onst the adhesive joint could loosen again. Especially The inclined grinding belt cuts that were caused by the mechanical Stress during the cutting process with circular knives could come off again.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, daß ein Abtrennen von Schleifhülscnstücken von Rohren bei hohen Schnittgeschwindigkeiten verschleißfrei, bei beliebiger Schnittlinienführung und mit geringem Aufwand möglich ist und eine Vorrichtung zum Abtrennen von Schleifhülsen anzugeben.The invention is therefore based on the object of providing a method of the type described above to design that a severing of Schleifhülscnstücke from pipes at high cutting speeds is wear-free, possible with any cutting line and with little effort and specify a device for severing abrasive sleeves.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abtrennen der einzelnen Schleifhülsenstücke von dem endlos gewickelten Schleifrohr unmittelbar im Anschluß an das Wickeln bei noch feuchtem Klebemittelzustand mittels eines zum Trennen an sich bekannten, stnrk gebündelten Laser-Strahls erfolgt.This object is achieved according to the invention in that the separation of the individual grinding sleeve pieces of the endlessly wound grinding tube immediately after the winding at still moist adhesive state by means of a known, well-known, stnrk bundled laser beam he follows.

Es ist bekannt, dünnes Material aus den verschiedensten Werkstoffen, wie Papier, Metall, Glas, Kunststoff, Pappe, Karton, Gewebe u. dgl., mittels Laser-Strahlen zu schneiden (Zeitschrift »Laser und angewandte Strahlentechnik«, Nr. 1/1970, S. 17 bis 22, und Sonderdruck »CO₂ Laser Cutting« aus der Zeitschrift »Welding and Metal Fabrication«, Januar 1969).It is known to cut thin material from a wide variety of materials, such as paper, metal, glass, plastic, cardboard, cardboard, fabric and the like, by means of laser beams (magazine "Laser and Applied Radiation Technology", No. 1/1970 , Pp. 17 to 22, and special print "CO ₂ Laser Cutting" from the magazine "Welding and Metal Fabrication", January 1969).

Ein erheblicher Vorteil der Laser-Anwendung im Zusammenhang mit dem Fertigen von Schleifrohren bzw. daraus herzustellenden Schleifhülsenstücken liegt darin, daß — weil berührungslos geschnitten wird — beim Abtrennen der Schleif hülsen unmittelbar im Anschluß an das Wickeln das frisch mit dem Unteifütterungsträgermaterial verleimte Schleifband-Material im noch feuchten Zustand des Klebemittels getrennt werden kann, ohne daß ein Lösen der Klebestellen eintritt. Es tritt vielmehr das Gegenteil ein, d. h., das Klebemittel wird in der Nähe der Trennstelle durch die örtlich hohe Energiekonzentration schnell verfestigt, was zu einer höheren Haltbarkeit der Klebefuge führt. Es können im noch feuchten Zustand des Klebemittels während des kontinuierlichen Wickelprozesses die Schleifhülsen inA considerable advantage of the laser application in connection with the production of grinding tubes or grinding sleeve pieces to be produced therefrom lies in the fact that - because they are cut contactlessly is - when separating the grinding sleeves immediately after winding the fresh with the Bottom lining material glued sanding belt material while the adhesive is still wet can be separated without loosening the glued joints. Rather, the opposite occurs a, d. That is, the adhesive is in the vicinity of the separation point due to the locally high energy concentration solidifies quickly, which increases the durability of the glue line. I still can wet condition of the adhesive during the continuous winding process in the sanding sleeves

den gewünschten Breiten unmittelbar selbsttätig abgetrennt werden, ohne daß eine Zerstörungsgefahr auftritt. Die Trennschnitte sind hierbei absolut glatt, d. h., es tritt keine Fransenbildung ein.the desired widths can be cut off automatically without any risk of destruction occurs. The separating cuts are absolutely smooth, d. that is, there is no fringing.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Laserstrahlen auf die Rückseite — also die nicht mit Schleifkorn beschichtete Sehe — des Trägermaterials gerichtet werden. Hierbei kann mit wesentlich höheren Schnittgeschwindigkeiten gearbeitet werden, als wenn der Laserstrahl zuerst die Schleifkornseite trifft und danach das Trägermaterial. Der G'und liegt darin, daß das Schleifkorn weitaus höheren Temperaturen zu widerstehen vermag als das Trägermaterial.It has been found to be particularly advantageous if the laser beams hit the back - i.e. the not coated with abrasive grain - of the backing material be judged. You can work with significantly higher cutting speeds as if the laser beam hits the abrasive grain side first and then the carrier material. The reason is that the abrasive grain is able to withstand much higher temperatures than the carrier material.

Völlig neue Formen von Schleifhülsen können hierbei erhalten werden, wenn die scharf gebündelten Laser-Strahlen längs einei Zickzack- oder wellenförmigen Trennlinie geführt werden. Wenn derart hergestellte Schleifhülsen Zickzack- oder wellenförmig geschnittene Kanten aufweisen, so schmiegen sich diese beim Arbeiten an konkav gekrümmten Oberflächenbereichen von zu bearbeitenden Werkstücken — wie sie im Karosscriebau oft vorkommen — diesen Oberflächen gut an. Derart oder ähnlich geformte Schneidhülsen sind mit den bisher üblichen Trennverfahren wirtschaftlich nicht herstellbar. Completely new forms of abrasive sleeves can be obtained if the sharply bundled Laser beams are guided along a zigzag or undulating dividing line. If so Manufactured sanding sleeves have zigzag or wave-shaped edges, so nestle when working on concave curved surface areas of workpieces to be machined - as they often occur in bodywork construction - these surfaces look good. Such or similar Shaped cutting sleeves cannot be produced economically with the cutting processes that have been customary up to now.

Ferner sind mit diesem Trennverfahren Schleifhülsen herstellbar mit extrem kleinem Verhältnis von axialer Länge zu Durchmesser. Mit den bisher bekannten Trennverfahren war wegen des konstruktiv rotwendigen Abstandes zweier nebeneinanderliegender Kreismesser nur eine bestimmte Mindestlänge solcher Schleifhülsen erreichbar. Der auf einem Bruchteil eines Millimeters gebündelte Laserstrahl setzt hier keine Grenzen nach unten mehr.Furthermore, with this cutting process, grinding sleeves can be produced with an extremely small ratio of axial length to diameter. With the previously known separation process was because of the constructive rotwendigen distance between two adjacent circular knives only a certain minimum length such grinding sleeves attainable. The laser beam focused on a fraction of a millimeter no longer sets any lower limits.

Bei einer Vorrichtung zum Trennen der erwähnten Schleifhülscn von endlos gewickelten Rohren ist ein Schneidkopf vorgesehen, dessen Rotationsachse mit der Mittellängsachse des Rohres und der Achsrichlung des noch ungebündelten Laserstrahls zusammenfällt, wobei dieser Schneidkopf einen asphärisch geschliffenen, den ■ Laserstrahl umlenkenden nnd bündelnden Umlenkspiegel trägt, und der Brennpunkt des Spiegels in «Jem zu schneidenden Trägermaterial liegt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Spiegel um 45° gegenüber der Achsrichtung des ungebündelten Laserstrahls geneigt ist. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß auch bei aus Rohren zu schneidenden Schleifhülsen der Laserstrahl auf die Rückseite des Trägermaterials gerichtet wird, wobei die geschilderten Vorteile bezüglich der Schneidgeschwindigkeit eintreten. Wenn der Schneidkopf in Richtung seiner Drehachse oszillierend antreibbar ist, dann können auf Grund der Überlagerung der Rotationsbewegung und der oszillierenden Bewegung Schneidhülsen mit wellenförmigen oder zickzackförmigen Kanten abgetrennt werden.In a device for separating the aforementioned grinding sleeves from endlessly wound tubes, a Cutting head provided, its axis of rotation with the central longitudinal axis of the pipe and the axis direction of the still unbundled laser beam coincides, whereby this cutting head has an aspherical ground deflecting mirror that deflects and bundles the laser beam, and the The focal point of the mirror lies in the support material to be cut. Here it is particularly advantageous when the mirror is inclined by 45 ° in relation to the axial direction of the unbundled laser beam. This inventive design is achieved that even when to be cut from pipes Abrasive sleeves the laser beam is directed to the back of the carrier material, the described Advantages in terms of cutting speed occur. When the cutting head is in the direction of his The axis of rotation can be driven in an oscillating manner, then due to the superposition of the rotational movement and the oscillating movement cut cutting sleeves with undulating or zigzag edges will.

Bei dieser Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt der Schneidkopf innerhalb des Rohres, von dessem freien Ende Schleifhülsen abgetrennt werden sollen.In this embodiment of the invention The device is the cutting head inside the pipe, separated from the free end of grinding sleeves should be.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform dieser Vorrichtung liegt der Brennpunkt des Spiegels vor der Stirnseite des Schneidkopfes, so daß die abgetrennten Schleifhülsen vor dem Schneidkopf herunterfallen können. Hierbei lenkt zweckmäßigerweise der Spiegel die noch ungebündelten Laserstrahlen um mehr als 90° um. In another advantageous embodiment of this device, the focal point of the mirror lies in front of the face of the cutting head, so that the severed grinding sleeves fall down in front of the cutting head be able. In this case, the mirror expediently deflects the still unbundled laser beams by more than 90 °.

Zwei Ausführungsformen von Vorrichtungen zum Abtrennen von Schleifhülsen von einem zu einem endlosen Rohr gewickelten Schleifmittel auf Unterlage sind in den F i g. 1 und 2 dargestellt.Two embodiments of devices for severing abrasive sleeves from one to one Endless tubular coiled abrasives are shown in Figs. 1 and 2 shown.

An einem rohrförmigen Halter 1 ist ein ebenfalls etwa zylindrischer Schneidkopf! koaxial befestigt. Der Schneidkopf 2 weist eine mit der Innenbohrung des Rohres 1 fluchtende Bohrung3 von etwa gleichem Durchmesser auf. In dem Schneidkopf 2 am Ende der Bohrung 3 unter 45° gegenüber der Mittellängsachse 4 des Halters 1 und des Schneidkopfes 2 ist ein Umlenkspiegel 5 aus Metall angeordnet, der asphärisch geschliffen ist und dessen Brennpunkt (> außerhalb des Schneidkopfs liegt. Durch den rohrföi migen Halter 1 und die Bohrung 3 des Schneidkopfes 2 werden noch tingebündelte, zueinander parailele Laserstrahlen 7 auf den Umlenkspiegel 5 gesendet, dort um etwa 90 umgelenkt und im Brennpunkt 6 konzentriert. Von dem Spiegel 5 durchläuft das etwa kegelförmige Strahlenbündel eine etwa gleichgeformte Blende 8 von etwas größerem Durchmesser in der Wandung des Schneidkopfes 2. Wenn der Schneidkopf von seinem sich mit der Achsrichtung, der noch ungebündelten Laserstrahlen 7 dekkende Mittellängsachse gemäß dem Drehrichtungspfeil 9 dreht, so wandert der Brennpunkt 6 des Umlenkspiegels5, d.h. der Ort höchster Energiekonzentration auf einer Kreislinie, und, wenn der Schneidkopf 2 gleichzeitig eine oszillierende Bewegung gemäß dem Richtungspfeil 10 ausführt, auf einem Zylindermantel in einer wellenförmigen oder zickzackförmigen Linie.On a tubular holder 1 is also an approximately cylindrical cutting head! attached coaxially. The cutting head 2 has a bore 3 which is aligned with the inner bore of the tube 1 and has approximately the same diameter. In the cutting head 2 at the end of the bore 3 at 45 ° relative to the central longitudinal axis 4 of the holder 1 and the cutting head 2 , a deflecting mirror 5 made of metal is arranged, which is ground aspherically and whose focal point (> lies outside the cutting head. Through the tubular holder 1 and the bore 3 of the cutting head 2 are still focused, parallel laser beams 7 sent to the deflecting mirror 5, deflected there by about 90 and concentrated in the focal point 6. From the mirror 5, the approximately conical beam passes through an approximately uniformly shaped diaphragm 8 of somewhat larger size Diameter in the wall of the cutting head 2. When the cutting head rotates from its central longitudinal axis, which covers the axial direction of the still unbundled laser beams 7, according to the direction of rotation arrow 9, then the focal point 6 of the deflecting mirror 5 moves, ie the location of the highest energy concentration on a circular line, and, when the cutting head 2 has an oscillating movement at the same time executes according to the direction arrow 10, on a cylinder jacket in a wavy or zigzag line.

Wenn — wie beim dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel — ein Schleifrchr 11 bestehend aus einer Schleifkornschicht 12 auf einem Trägermaterial 13 und einer aufgeklebten Unterfütterunc 14 koaxial zur Drehachse 4 des Schneidkopfes 2 angeordnet wird, und wenn die Lage des Brennpunkteso so gewählt ist, daß sie in dem Trägermaterial 13 bzw. in der Unterfütterung 14, die beide zusammen nur eine sehr geringe Dicke haben, liegt, dann wird bei einer Umdrehung des Schneidkopfes 2 — gegebenenfalls unter Überlagerung einer oszillierenden Bewegung — eine Schleifhülse 15 von dem Schleifrohr 11 abgetrennt, deren Kantenverlauf von der Art der Überlagerung der oszillierenden Bewegung und der Drehbewegung abhängt. Entscheidend für den Kantenvcrlauf ist also das Überlagerungsverhältnis von Drehfrequenz zur Oszillationsfrequenz.If - as in the illustrated and described embodiment - a grinding wheel 11 exists consisting of an abrasive grain layer 12 on a carrier material 13 and a glued-on relining 14 is arranged coaxially to the axis of rotation 4 of the cutting head 2, and if the position of the focal point is chosen so that they are in the carrier material 13 or in the lining 14, both together only have a very small thickness, then with one revolution of the cutting head 2 - if necessary with superimposition of an oscillating movement - a grinding sleeve 15 from the grinding tube 11 separated, their edge course on the type of superimposition of the oscillating movement and the rotary movement depends. The superposition ratio of the rotational frequency is therefore decisive for the course of the edge to the oscillation frequency.

Während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 der Schneidkopf2 sich mindestens um die Länge der abzutrennenden^ Schleifhülse 15 in dem Schleifrohr 11 befindet und damit jeweils nach einem oder mehreren Trennvorgängen ein Abstreifen dieser Schleifhülsen 15 von dem Schneidkopf, beispielweise durch kurzzeitiges Zurückziehen des Schneidkopf es erforderlich ist, tritt dieses Problem bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 nicht auf. Hier ist ein ebenfalls zylindrischer Schneidkopf 21 koaxial an einem rotierend, gemäß dem Drehrichtungspfeil 22 um seine Längsachse 23 antreibbaren Halter 24 befestigt. Der Schneidkopf 21 weist eine mit der Längsachse 23 des Halters 24 koaxiale, zum freien Ende des Schneidkopfes 21 offene Bohrung 25 auf, in der ein asphärisch geschliffener Metallspiegel 26 derart angeordnet ist, daß sein Brennpunkt 27 vor derWhile in the embodiment according to Fig. 1, the cutting head2 is at least the length of the cut ^ grinding sleeve 15 in the Grinding tube 11 is located and thus a stripping of these after one or more cutting processes Grinding sleeves 15 from the cutting head, for example by briefly withdrawing the cutting head it is necessary, this problem does not arise in the embodiment of FIG. Here is a likewise cylindrical cutting head 21 rotating coaxially on one, according to the arrow 22 for the direction of rotation Mounted about its longitudinal axis 23 drivable holder 24. The cutting head 21 has one with the longitudinal axis 23 of the holder 24 coaxial, to the free end of the cutting head 21 open bore 25 in which an aspherically ground metal mirror 26 is arranged so that its focal point 27 before the

freien Stirnseite des Schneidkopfes liegt. Während sich die freie Stirnseite des Schneidkopfes 21 vor dem freien Ende 28 des koaxial zur Achse 23 angeordneten Schleifrohres 11 befindet, liegt der Brennpunkt 27 in einem der Länge der abzutrennenden Schleifhülse 15 entsprechenden Abstand von dem freien Ende 28 des Rohres in das Rohr hinein, und zwar wiederum in dem Trägcrmaierial 13 bzw. der Unterfütterung 14. Die noch ungebündelten parallellaufenden Laserstrahlen 7 verlaufen koaxial zur Längsachse 23 durch das Schleifrohr 11 auf den Spiegel 26 und werden dort um mehr als 90° umgelenkt und scharl den Laserstrahlen 7 verlaufen koaxial zur Längs achse 23 durch das Rohr 11 auf den Spiegel 26 unc werden dort um mehr als 90° umgelenkt und schar gebündelt. Der Schneidkopf kann gleichermaßen wi( bei der Ausführung gemäß Fig. 1 eine os/.illierendi Bewegung gemäß dem Richtungspfeil 10 ausüben Bei diesem Ausführungsbeispiel fallen die abgctrenn ten Schleifhülsen 15 vor dem Schneidkopf 21 herunter, so daß ein gesondertes Abstreifen von dcrr Schneidkopf bzw. dem Halter nicht notwendig ist.free face of the cutting head. While the free face of the cutting head 21 in front of the The free end 28 of the grinding tube 11, which is arranged coaxially to the axis 23, is the focal point 27 in one of the length of the grinding sleeve to be separated 15 corresponding distance from the free end 28 of the tube into the tube, namely again in the support 13 or the lining 14. The still unbundled parallel running Laser beams 7 run coaxially to the longitudinal axis 23 through the grinding tube 11 onto the mirror 26 and are deflected there by more than 90 ° and the laser beams 7 run coaxially to the longitudinal axis 23 through the tube 11 on the mirror 26 unc are deflected there by more than 90 ° and sharp bundled. The cutting head can likewise wi (in the embodiment according to FIG. 1 an os / .illierendi Exercise movement according to the direction arrow 10. In this embodiment, the separated th grinding sleeves 15 down in front of the cutting head 21, so that a separate stripping of dcrr Cutting head or holder is not necessary.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

'i Patent claims:

1. A method for separating sleeve-shaped pieces from a grinding tube, which consists of a flexible, band-shaped, one-sided coated with abrasive grain and by means of helical winding carrier material formed into an endless tube and made of a counter-rotating or rotating carrier coiled, endless support tube serving as lining for the carrier material consists, on which the carrier material is adhesively attached, characterized in that the Separate the individual grinding sleeve pieces from the endlessly wound grinding tube immediately after the winding process, with the K'.ebmittelstatus still moist, by means of a separator known, strongly bundled laser beam takes place.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the laser beam is directed to the inside of the support tube.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the laser beam along a Zigzag or wavy dividing line is performed.

4. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that a cutting head (2, 21) is provided, the axis of rotation (4, 23) with the Central longitudinal axis of the pipe (11) and the axial direction of the still unbundled laser beam (7) coincides, and that this cutting head an aspherically created deflecting mirror that deflects and bundles the laser beam (5, 26), the focal point (6, 27) of the mirror in the carrier material (13, 14) lies.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the mirror (5) by 45 "opposite the axial direction (4) of the unbundled laser beam (7) is inclined.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the cutting head (2) within of the tube (11) is arranged.

7. Apparatus according to claim 4, characterized in that that the focal point (27) of the mirror (26) in front of the face of the cutting head (21) lies.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the mirror (26) is still unbundled Deflects laser beams (7) by more than 90 °.

9. Device according to one of claims 4 to 8, characterized in that the cutting head (2) can be driven in an oscillating manner in the direction of its axis of rotation (4).