DE2727786A1

DE2727786A1 - Vorrichtung zur erzeugung einer sinusfoermigen kurve beliebiger steigung

Info

Publication number: DE2727786A1
Application number: DE19772727786
Authority: DE
Inventors: Pius Knupp; Walter Schmidlin
Original assignee: SCHMIDLIN AG
Current assignee: SCHMIDLIN AG
Priority date: 1976-07-01
Filing date: 1977-06-21
Publication date: 1978-03-09
Also published as: FR2356484B1; SE7707576L; IT1084946B; DE2727786B2; BE856238A; FR2356484A1; DE2727786C3; NL7707050A; SE424150B; CH605171A5

Description

Patentanwalt· S<KflWo!d Dr.-liH). Th. MeyirDr.-tog. BsMd 2727786 Dr. Fee Dipl.-Chem. Alsk vw Krtfc!« Carola Keller - Diil.-Ing. SeHt'ng

2o. Juni 1977 Sch/Se

Schmidlin AG. Affoltern a.Albis Schweiz Zürichstraße 19

Vonrichtung zur Erzeugung einer sinusförmigen Kurve beliebiger Steigung

809810/0584

-D-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer sinusförmigen Kurve beliebiger Steigung, insbesondere der Abwicklung der Schnittkurve eines Kreiszylinders.

Wenn man durch einen geraden Kreiszylinder einen schrägen Schnitt legt, entsteht eine elliptische Schnittkurve. Wird dieser Zylinder einschliesslich Schnittkurve abgewikkelt, dann bildet die Schnittkurve in der Abwicklung eine sinusförmige Linie. Wenn ein Zylinderabschnitt durch zwei schräge Schnittebenen begrenzt ist, stellen sich die beiden Schnittkurven in der Abwicklung als zwei spiegelbildliche sinusförmige Linien dar.

Eine technische Anwendung für derartige Zylinderabwicklungen ist die Herstellung von Rohrbögen aus einzelnen Segmenten. Jedes Segment stellt einen durch schräge Schnittebenen begrenzten Zylinderabschnitt dar. Um den Rohrbogen herstellen zu können, muss man zunächst die Abwicklung der einzelnen Segmente herstellen, welche dann gerundet und an den umlaufenden Rändern durch Falze miteinander verbunden werden. In dieser Weise aus Segmenten hergestellte Rohrbögen werden beispielsweise in der Klimatechnik mit den verschiedensten Rohrdurchmessern gebraucht. Dabei kann auch die Anzahl der Segmente, aus denen ein Rohrbogen zusammengesetzt ist, in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser, vom verwendeten Material und noch anderen Faktoren sehr variieren. Das bedeutet, dass der Bogenwinkel des einzelnen Rohrsegments sehr unterschiedlich gross sein kann und um so kleiner ist, je grosser die Anzahl der Rohrsegmente ist, aus denen beispielsweise ein 90° Rohrbogen hergestellt werden soll. Das bedeutet auch, dass in der Abwicklung des Rohrsegments sich jedesmal eine andere Schnittkurve ergibt, die einen flachen oder mehr steilen Kurvenverlauf haben kann.

809810/0584

Um derartige Rohrbögen aus Segmenten herzustellen, musste man bisher die Abwicklung jedes Segments zunächst zeichnerisch konstruieren und auf einer Blechtafel, aus der die Segmente gefertigt werden, aufreissen, oder eine entsprechende Schablone anfertigen, mit deren Hilfe man eine Mehrzahl gleicher Segmente herstellen kann.

Es ist auch bereits eine Maschine bekannt, die zum Zuschneiden der Abwicklungen ein kurvengesteuertes Schneidwerkzeug besitzt, um in einer kontinuierlich bewegten Blechtafel eine sinusförmige Schnittkurve herzustellen. Für die Kurvensteuerung wird dabei ein sehr kompliziertes Zahnrädergetriebe verwendet, bei dem es erforderlich ist, jedesmal Zahnräder auszuwechseln, wenn die Schnittkurve an der Abwicklung des Rohrsegments einen anderen Kurvenverlauf aufweisen muss. Diese bekannte Maschine erlaubt daher keine wirtschaftliche Arbeitsweise, wenn es notwendig ist, Rohrsegmente mit unterschiedlichem Rohrdurchmesser und verschiedenen Bogenwinkeln in kurzer Folge herzustellen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand daher darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die diese Anforderungen erfüllt, nämlich jeden gewünschten Kurvenverlauf für die Schnittkurve der Abwicklung durch eine Hebelverstellung zu erreichen, ohne irgendwelche Getriebeelemente auswechseln zu müssen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die für die Erzeugung der Abwicklung der Schnittkurve, die beim schrägen Schnitt durch einen Kreiszylinder entsteht, die gleichen Schritte ausführt, die auch für die zeichnerische Konstruktion der Abwicklung eines Zylinders einschliesslich Schnittkurve

809810/0584

auszuführen sind. Für die zeichnerische Konstruktion der Abwicklung geht man vom Seitenriss des Zylinders aus, in welchem Seitenriss sich die Schnittellipse als eine Gerade abbildet. Den Seitenriss zeichnet man zusammen mit dem zugehörigen Zylindergrundkreis. Dieser stellt sich in der Abwicklung als Gerade dar, deren Länge gleich dem Umfang des Zylindergrundkreises ist. Wenn nun der Zylinder einschliesslich Schnittkurve abgewickelt werden soll, so überträgt man die Schnittkurve am besten punktweise, in dem man eine Reihe von ihren Punkten auf gleichmässig etwa in Abständen von 30 - auf dem Zylindergrundkreis verteilten Zylindermantellinien herausgreift. Man erhält damit die Länge der Zylindermantellinien in Abständen von 30° auf dem Zylindergrundkreis und trägt diese über dem in der Abwicklung als Gerade sich darstellenden Zylindergrundkreis auf, wobei auf dieser Geraden die einzelnen Abschnitte des Grundkreise zwischen den Teilpunkten auch abgewickelt sein müssen, d.h. bei Abständen von 30° diese Gerade in zwölf gleich lange Strecken unterteilt sein muss. Eine in dieser Abwicklung durch die Endpunkte der Mantellinien gelegte Kurve stellt die Schnittkurve dar.

Analog zu diesem zeichnerischen Verfahren zur Konstruktion der Abwicklung einer Schnittkurve wird der Vorrichtung, die Gegenstand der Erfindung ist, die Aufgabe übertragen, die zwischen jeweils zwei Punkten des Zylindergrundkreises vorhandene Längendifferenz der diesen Punkten zugeordneten Zylindermantellinien zu bestimmen und in eine geradlinige Hubbewegung zu übertragen, mit dem Unterschied gegenüber dem zeichnerischen Verfahren, dass dies nicht punktweise, sondern längs des gesamten Zylindergrundkreises kontinuierlich erfolgt. Ein weiterer

809810/0584

Unterschied gegenüber dem zeichnerischen Verfahren besteht darin, dass es nicht erforderlich ist, die genannten Längendifferenzen bei der Konstruktion der Abwicklung über dem als Gerade sich darstellende Zylindergrundkreis in gleichmässigen Abständen - die beispielsweise der 30 -Teilung des Grundkreises entsprechen - aufzutragen, wenn in senkrechter Richtung zu der von der Vorrichtung erzeugten Hubbewegung eine Materialbahn geradlinig und mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, auf welche ein die Hubbewegung ausführendes Werkzeug einwirkt.

Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Aufgabe schlägt die Erfindung daher eine Vorrichtung zur Erzeugung einer sinusförmigen Kurve beliebiger Steigung, insbesondere der Abwicklung der Schnittkurve eines Kreiszylinders, auf einer mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig bewegten Materialbahn vor, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine von einer Welle angetriebene Kurbel über ein den Kurbelzapfen umschliessendes Gleitstück eine erste Führung, die zusammen mit der Kurbel eine schwingende Kreuzschleife bildet, in unter 90° zur Führung verlaufender Richtung hin- und her bewegt, dass die genannte erste Führung mit einer parallel angeordneten zweiten Führung gekuppelt ist, so dass beide Führungen die gleiche Bewegung ausführen, dass eine dritte Führung an einer ausserhalb der Kreisbahn des Kurbelzapfens befindlichen ortsfesten Achse derart schwenkbar gelagert ist, dass sie die zweite Führung unter einem von 90° abweichenden Winkel kreuzt, dass im Kreuzungspunkt der zweiten und dritten Führung ein gleichzeitig in der zweiten und dritten Führung geführtes Gleitstück angeordnet ist, welches bei umlaufender Kurbel sich entlang der zweiten und dritten Führung bewegt, dass dieses Gleitstück mit Be-

809810/0584

Wegungsübertragungsgliedern verbunden ist, welche die Bewegungskomponente des Gleitstückes längs der zweiten Führung auf eine zu dieser parallel angeordnete, hin- und herbewegbare Schubstange übertragen, an welcher ein Instrument zur Darstellung der Kurve auf einer in senkrechter Richtung zur Schubstange bewegten Materialbahn befestigt ist, und dass die schwenkbar gelagerte dritte Führung zur Erzeugung von Kurven unterschiedlicher Steigung in verschiedener Winkellage zur zweiten Führung arretierbar ist.

Diese Vorrichtung wird verwendet in einer Maschine zur Herstellung von Zuschnitten der ebenen Abwicklung von Rohröegmenten mit unterschiedlich grossem Rohrdurchmesser und Rohrsegment-Bogenwinkel. Eine solche Maschine weist Förderwalzen für den geradlinigen Vorschub einer ebenen Blechtafel sowie zwei Vorrichtungen mit je einem an der Schubstange befestigten Schneidkopf zur gleichzeitigen Erzeugung von zwei spiegelbildlichen sinusförmigen Schnittkurven auf, welche die jeweils herzustellende Abwicklung auf gegenüberliegenden Seiten begrenzen, wobei die Kurbelwellen der Vorrichtungen über Regelgetriebe und Magnetkupplungen angetrieben sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Konstruktion einer Abwicklung und eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes rein beispielsweise dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines aus Segmenten hergestellten Rohrbogens;

Fig. 2 die Draufsicht der Abwicklung eines Rohrsegments;

Fig. 3 und 4 die zeichnerische Konstruktion der Abwicklung eines durch eine schräge Schnittebene begrenzten Kreiszylinders; 8098 10/058 A

Fig. 5 die Vorrichtung zur Erzeugung der Abwicklung der Schnittkurve eines Kreiszylinders auf einer geradlinig bewegten Materialbahn, in Draufsicht und schematisch dargestellt;

Fig. 6 eine Ausführungsfonn der Vorrichtung gemäss Fig. 5 in perspektivischer Darstellung;

Fig. 7 eine Rohrsegmentzuschneidemaschine, in der zwei Vorrichtungen gemäss Fig. 6 verwendet werden, schematisch dargestellt.

Um einen Rohrbogen 10 gemäss Fig. 1 aus Blech oder einem in ähnlicher Weise bearbeitbaren Material herzustellen, insbesondere einen Rohrbogen mit grossem Rohrdurchmesser, fertigt man zunächst einzelne Rohrsegmente 11, 12, 13» 14· und 15 an, deren umlaufende Ränder miteinander verbunden werden, beispielsweise durch eine Falzverbindung· Die Anzahl der Rohrsegmente, die zu einem 90° Rohrbogen zusammengesetzt werden, kann sehr unterschiedlich gross sein und richtet sich unter anderem nach dem Rohrdurchmesser, der Bearbeitbarkeit des Materials oder den Platzverhältnissen an der Montagestelle, wo der Rohrbogen innerhalb einer Leitung verlegt werden soll etc. Es wird auch nicht in jedem Fall ein 90° Rohrbogen benötigt. Zur Herstellung eines einzelnen Rohrsegmentes benötigt man zunächst die Abwicklung, die aus Blech zugeschnitten werden muss. Eine Abwicklung des Rohrsegments 12 ist in Fig. 2 dargestellt. Je nach der für einen Rohrbogen verwendeten Anzahl der Rohrsegmente ändert sich der Winkel α zwischen den beiden Schnittebenen des Kreiszylinders, den jedes Rohrsegment darstellt. In Fig. 1 sind die beiden Enden des Rohrbogens von den Rohrsegmenten 11 und 15 gebildet, bei denen die Rohrachse senkrecht auf der Ebene durch den

809810/0584

Rohrendquerschnitt steht. Der zugehörige Winkel bei den Rohrsegmenten 11 und 15 ist a/2. Die das Rohrsegment 12 begrenzenden Schnittebenen 16 und 17 ergeben in der Abwicklung gemäss Fig. 2 die Schnittkurven 16 und 17, deren Kurvenverlauf steiler wird, wenn der Winkel α bzw. a/2 grosser gewählt wird. Das Rohrsegment 11 bzw. 15 besitzt in der Abwicklung nur eine sinusförmige Schnittkurve, während die Abwicklung an der gegenüberliegenden Seite geradlinig begrenzt ist, da hier die "Schnittebene" im rechten Winkel zur Rohrachse oder Zylinderachse verläuft.

Die zeichnerische Konstruktion der Abwicklung eines geraden Kreiszylinders, der durch eine Schnittebene begrenzt ist, die unter einem Winkel a/2 zur Zylindergrundfläche verläuft, ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Dieser Zylinder entspricht den Rohrsegmenten 11 und 15. In Fig. 3 ist über dem Durchmesser 20 des Zylindergrundkreises 21 der Seitenriss 22 des Zylinders gezeichnet. Der Seitenriss ist in diesem Fall vom Durchmesser aus nach unten gezeichnet, um die Uebereinstimmung mit der in den Fig. 5 und 6 gewählten Darstellung der Vorrichtung deutlicher erkennbar zu machen. Im Seitenriss stellt sich die Schnittellipse des Zylinders als Gerade 23 dar, die zum Durchmesser 20 unter dem Winkel a/2 verläuft. Diese Schnittellipse 23 stellt sich in der Abwicklung gemäss Fig. 4 als sinusförmige Schnittkurve dar. Um sie zeichnen zu können, wird zunächst der Zylindergrundkreis 21 in gleichen Winkelabständen von 30° unterteilt, was in Fig. 3 für den halben Zylindergrundkreis durch die Punkte 0 bis 6 gekennzeichnet ist. In der Abwicklung gemäss Fig. 4 stellt sich der Zylindergrundkreis 21 als Gerade dar, die ebenfalls in gleich lange Strecken unterteilt wird. In Fig. 3 bestimmt man dann die Länge der Zylindermantellinie 24, die zum Teilpunkt 0 gehört und überträgt

809810/0584

diese Länge in die Fig. 4 über dem Punkt O auf der Geraden 21. Anschliessend wird die Länge der Zylindermantellinie 25, die zum Teilpunkt 1 gehört, aus Fig. 3 herausgegriffen und in gleicher Weise in Fig. A übertragen und fährt in der gleichen Weise fort bis zum Teilpunkt 6 auf dem Zylindergrundkreis. Durch die Endpunkte der Zylindermantellinien in Fig. 4 kann dann eine Kurve gezeichnet werden, die die gesuchte Schnittkurve darstellt,

Das gleiche Prinzip zur Erzeugung der Schnittkurve kommt auch bei der in den Fig. 5 und 6 schematisch bzw. perspektivisch dargestellten Vorrichtung zur Anwendung, mit deren Hilfe für jede unter einem beliebig grossen Winkel a/2 verlaufende Schnittebene die zugehörige Schnittkurve erzeugt werden kann. Diese Vorrichtung weist eine von einer Welle 30 angetriebene Kurbel 31 auf, deren Kurbelzapfen 32 sich auf einer Kreisbahn 33 bewegt. Den Kurbelzapfen 32 umschliesst ein Gleitstück 34, in welchem der Kurbelzapfen gelagert ist, und dieses Gleitstück ist auf einer ersten Führung 35 geführt, welche Führung zusammen mit der Kurbel eine schwingende Kreuzschleife bildet. Die Führung 35 besteht aus einem Rundstab und das Gleitstück aus einem durchbohrten Klotz, der auf dem Rundstab entlang gleiten kann. Bei der schwingenden Kreuzschleife macht die Führung 35 bei jeder Umdrehung der Kurbel 31 eine hin- und hergehende Bewegung zwischen den beiden Enden des Durchmessers der Kreisbahn 33 des Kurbelzapfens. Die Führung 35 ist zu diesem Zweck mit den beiden Enden jeweils in einem Gleitkörper 36 bzw. 37 befestigt, wobei der Gleitkörper 36 längs einer Führungsstange 38 und der Gleitkörper 37 längs einer Führungsstange 39, die zusammen ein erstes Geradführungspaar bilden, beweglich ist. Jede

809810/0584

272778a

der Führungsstangen 38 und 39 ist mit den Enden in den insgesamt vier Eckpfosten 40, 41, 42 und 43 eines rechteckförmigen Rahmens 44 befestigt. An einer Rahmenquerstrebe 45 ist in der Mitte dieses Rahmens die Kurbel 31 mit ihrer Antriebswelle 30 gelagert.

Oberhalb der ersten Führung 35 und parallel dazu ist eine zweite Führung 50 mit den beiden Enden an den Gleitkörpern 36 und 37 befestigt. Diese Führung macht daher die gleiche hin- und hergehende Bewegung wie die Führung Eine dritte Führung 51 ist mittels einer an dem einen Ende der Führung angeordneten Drehachse 52 in einer Konsole schwenkbar gelagert, welche Konsole sich ausserhalb der Kreisbahn 33 des Kurbelzapfens 32 befindet und mit dem rechteckförmigen Rahmen 44 verbunden ist. Diese dritte Führung 51 kreuzt die zweite Führung 50 unter einep Winkel ß, d.h. die beiden Führungen schliessen den Winkel β ein, welcher mit dem Winkel a/2 sich zu 90° ergänzt. Dieser Winkel a/2 wird von der schwenkbaren dritten Führung 51 und einer durch die Schwenkachse 52 verlaufenden und senkrecht auf der zweiten Führung 50 stehenden Geraden eingeschlossen. Beim Vergleich mit der Fig. 3 erkennt man, dass die dritte Führung 51 auf der Linie der Schnittebene 23 in Fig. 3 verläuft, die auch mit der senkrecht auf den Zylindermantellinien stehenden Geraden den Winkel a/2 einschliesst. Bei der Vorrichtung gemäss Fig. 5 deckt sich die zweite Führung 50 mit den Zylindermantellinien.

Im Kreuzungspunkt der zweiten Führung 50 und der dritten Führung 51 ist ein gleichzeitig in beiden Führungen geführtes Gleitstück 54 angeordnet, welches bei umlaufender Kurbel 31 sich entlang der zweiten und der dritten

809810/0584

Führung bewegt. Bei der Drehbewegung der Kurbel 31 im Gegenuhrzeigersinn bewegt sich also das Gleitstück 54 zugleich entlang der Führung 50 nach unten und entlang der Führung 51 nach schräg links unten. Beim Vergleich mit Fig* 3 ist erkennbar, dass diese Bewegung des Gleitstückes 54 zwischen zwei Drehstellungen der Kurbel im Abstand von beispielsweise 30° einer Bewegung längs der Linie der Schnittebene 23 und gleichzeitig einer Bewegung längs der Zylindermantellinien in Fig. 3 entspricht, wobei das Gleitstück um eine Strecke längs der Führung 50 weiterbewegt wird, welche gleich der Längendifferenz der Zylindermantellinien ist, die zu um 30° auseinanderliegenden Teilpunkten auf dem Grundkreis gehören. Um die sinusförmige Schnittkurve darstellen zu können, muss man nur diese quasi mit der Längendifferenz der Zylindermantellinien identische Bewegungskomponente des Gleitstücks 54 längs der Führung 50 für jede Kurbeldrehstellung erfassen und auf ein Instrument zur Darstellung der Kurve übertragen, was nachfolgend näher erläutert wird.

In Fig. 6 ist zu erkennen, dass das gleichzeitig längs der Führung 50 und dsr Führung 51 bewegbare Gleitstück 54 aus zwei übereinander angeordneten und miteinander verbundenen quaderförmigen Klötzen 55 und 56 besteht und dass jeder Klotz eine Längsbohrung aufweist mit einer darin angeordneten Kugelbüchse 57. Der Klotz 55 gleitet mit seiner Kugelbüchse 57 entlang der Führung 50 und an der Oberseite des oberen Klotzes 56 ist ein Wälzlager 58 angeordnet, welches in der Nut 59 der dritten Führung 51, die eine U-Profilschiene ist, geführt ist.

809810/0584

-Id-

Durch die Lsngsbohrung im oberen Klotz 56 des Gleitstückes 54 erstreckt sich eine Mitnehmerstange 60 hindurch, auf welcher der Klotz 56 mittels einer Kugelbüchse 57 entlanggleiten kann. Bei der Bewegung des Gleitstückes 54 längs der zweiten Führung 50 und der dritten Führung 51 bewegt sich dieses Gleitstück also auch zusätzlich noch entlang dieser Mitnehmerstange 60, die im rechten Winkel zur zweiten Führung 50 verläuft und mit den beiden Enden an je einem Gleitkörper 61 und 62 befestigt ist. Diese Gleitkörper sind, ebenfalls mittels Kugelbüchsen, an einem zweiten Geradführungspaar längsbeweglich gehalten, welches aus den Führungsstangen 63 und 64 besteht, welche im rechten Winkel zu den Führungsstangen 38 und 39 des ersten Geradführungspaares sich erstrecken, und zwar in einer zu dem ersten Geradführungspaar parallelen Ebene, und welche Führungsstangen mit ihren Enden ebenfalls an den Eckpfosten 40 bis 43 des Rahmens 44 befestigt sind. Mit Hilfe dieser Mitnehmerstange 60 führen die beiden Gleitkörper 61 und 62 längs des zweiten Geradführungspaares 63 und 64 die gleiche Bewegung aus, die das Gleitstück 54 in Richtung der zweiten Führung 50 ausführt. Die beiden Gleitkörper 61 und 62 sind ferner noch durch eine zur Mitnehmerstange parallele Traverse 65 miteinander verbunden. In der Mitte dieser Traverse ist das Ende einer parallel zur Führung 50 wie auch zu den Führungsstangen 63 und 64 sich erstreckenden Schubstange 66 befestigt, an deren freiem Ende ein Instrument 67, beispielsweise ein Schneidkopf mit Messerrollen oder ein Schneidbrenner, zur Erzeugung einer Schnittkurve 68 in einer Materialbahn befestigt ist, welche mit konstanter Geschwindigkeit in senkrechter Richtung zur Schubstange bewegt wird.

809810/0584

Durch die Bewegungsübertragungsglieder, die aus der Mitnehmerstange 60, den Gleitkörper 61 und 62, dem Geradführungspaar 63 und 64, der Traverse 65 und der Schubstange 66 bestehen, macht während der Drehbewegung der Kurbel das Instrument 67 die gleiche Hubbewegung wie das Gleitstück 54 entlang der Führung 50. Für die Darstellung der Kurve kommt es hier selbstverständlich nur auf die Längendifferenz der den einzelnen Punkten auf der Kreisbahn des Kurbelzapfens zugeordneten "Zylindermantellinien¹¹ an, nicht aber auf die absolute Länge solcher Zylindermantellinien. Daher ist es gleichgültig, in welchem senkrechten Abstand von der auf der zweiten Führung 50 senkrecht stehenden Durchmesserlinie der Kreisbahn die dritte Führung 51 mit ihrer Schwenkachse 52 an der Konsole 53 angelenkt ist.

Der besondere Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass die schwenkbar angelenkte dritte Führung 51 stufenlos in die verschieben Winkellagen, d.h. mit verschieden grossem Winkel α/2, eingestellt werden kann und dann in der jeweils gewählten Winkellage arretiert wird, so dass es nur mit dieser einen Verstellung möglich ist, die Abwicklungen von Rohrsegmenten mit unterschiedlich grossem Winkel a/2 herzustellen, wobei die Schnittkurve in der Abwicklung mit kleinerem Winkel a/2 flacher und mit grösserem Winkel a/2 steiler wird. Es leuchtet ein, dass bei Einstellung der schwenkbaren Führung 51 unter einem Winkel a/2 gleich 0, d.h. wenn der Winkel β gleich 90° ist, keine Hubbewegung mehr erfolgt, so dass nur eine geradlinige Schnittkurve erzeugt würde.

Da ausser einem verschieden grossen Winkel die Rohrsegmente auch verschieden grossen Rohrdurchmesser aufwei-

809810/0584

sen sollen, müssen unterschiedlich lange Abwicklungen der Rohrsegmcnte hergestellt werden. Dies lässt sich in einfacher Weise dadurch erreichen, dass die Vorschubsgeschwindigkeit der geradlinig bewegten Materialbahn 69 und die Geschwindigkeit der umlaufenden Kurbel 31 der Vorrichtung aufeinander abgestimmt werden. Zur Herstellung der Schnittkurve einer Abwicklung muss die Kurbel einmal um 360 drehen, Bei einer konstanten Vorschubbewegung der Materialbahn 69 wird die Abwicklung daher länger, wenn die Kurbel langsamer dreht und kürzer, wenn die Kurbel schneller dreht, weshalb zweckmassig die Antriebswelle 30 der Kurbel mit einem regelbaren Antrieb verbunden ist. Dieser Antrieb kann ein Regelgetriebe oder ein steuerbarer Gleichstrommotor sein.

Zur konstruktiven Ausführung der Vorrichtung sei noch erwähnt, dass nur die aus der Kurbel und der ersten Geradführung bestehende schwingende Kreusschleife und die sich kreuzenden zweiten und dritten Führungen die wichtigen Elemente der Vorrichtung sind, und dass die zweite Führung nicht unbedingt parallel oberhalb der ersten Führung angeordnet zu sein braucht, sondern auch in Verlängerung der ersten Führung angeordnet sein kann. Auch könnte statt der beiden Geradführungspaare jeweils nur eine Geradführung für die schwingende Kreuzschleife und für die Bewegungsübertragung des Gleitstücks im Kreuzungspunkt der zweiten und dritten Führung auf die Schubstange vorgesehen sein. Für die Bewegungsübertragungsglieder können auch eine parallel zur zweiten Führung sich erstreckende, am Gleitstück befestigte Kupplungsstange und ein am andern Ende dieser Kupplungsstange befestigter Kulissenstein sowie eine quer zu dieser Stange sich erstreckende Kulissenführung vorgesehen sein, welche wiederum an einem dazu senkrecht sich erstreckenden Geradführungspaar gehalten

809810/0584

.,9. 272778?

ist. Für die konstruktive Ausgestaltung der Vorrichtung gibt es demnach verschiedene Möglichkeiten, von denen jedoch die anhand der Figuren beschriebene Ausführungsform wegen der Verwendung von vorwiegend gleichen Bauteilen eine vorteilhafte Lösung darstellt, die auch die beim Schneiden von Blech durch das an der Schubstange befestigte Schneidwerkzeug auftretenden Kräfte zu beherrschen ermöglicht. Die Vorrichtung ist durch die Verwendung vorwiegend gleicher Bauteile einfach im Aufbau, ds^nit Ausnahme der schwenkbaren dritten Führung alle Führungen und die Geradführungspaare aus Rundstäben bestehen, auf denen Gleitstücke bzw. Gleitkörper mittels Kugelbüchsen gleiten.

Wenn Abwicklungen von Rohrsegmenten hergestellt werden sollen, die Kreiszylinder darstellen, welche an beiden Enden durch schräge Schnittebenen begrenzt sind, so dass sich zwei Schnittellipsen ergeben und die Abwicklung beispielsweise des Rohrsegments 12 in Fig. 2 zwei spiegelbildliche Schnittkurven 16 und 17 besitzt, müssen zwei Vorrichtungen der beschriebenen Art gleichzeitig zum Einsatz kommen. In Fig. 7 ist eine Rohrsegmentzuschneidemaschine zur Herstellung von Zuschnitten der ebenen Abwicklung von Rohrsegmenten mit unterschiedlich grossem Rohrdurchmesser und Rohrsegment-Bogenwinke1 dargestellt.

Diese Maschine weist in dem Maschinengestell 71 gelagerte Förderwalzen 72 und 73 sowie 74 und 75 auf, die durch einen Elektromotor 76 angetrieben werden. Durch die Förderwalzen erfährt eine Blechtafel 77 eine geradlinige Vorschubbewegung von links nach rechts durch die Maschine. Ferner weist die Maschine zwei Vorrichtungen auf, wie sie anhand der Fig. 5 und 6 beschrieben worden sind, die aufrecht ste-

809810/0584

hend jeweils in einem Gehäuse 78 und 79 untergebracht sind, welche an einer Seite der Maschine parallel im Abstand nebeneinander angeordnet sind. Von der von dem Gehäuse umschlossenen Vorrichtung sieht man in Fig. 7 keine Einzelheiten, sondern nur eine Feststellschraube 80, die an der schwenkbeweglichen dritten Führung 51 gemäss Fig. 5 angeordnet ist und zum Festsetzen dieser Führung in einer bestimmten Winkellage dient. Die Feststellschraube 80 ist deshalb entlang eines kreisbogenförmigen Schlitzes 81 im Gehäuse bewegbar, und eine neben dem Schlitz befindliche Skala 82 ermöglicht die schnelle Einstellung der in Fig. 7 nicht erkennbaren dritten Führung 51 auf den gewünschten Winkel.

Jede der in den Gehäusen 78 und 79 angeordneten Vorrichtungen besitzt am Ende der in Fig. 7 ebenfalls nicht erkennbaren Schubstange 66 gemäss Fig. 5 einen Schneidkopf 83 bzw. 84, welcher die Blechtafel durchtrennt und dabei eine Schnittkurve 85 bzw. 86 erzeugt. Die beiden Kurbelwellen der in den Gehäusen 78 und 79 angeordneten Vorrichtungen werden durch einen regelbaren Antrieb, der zweckmässig ein steuerbarer Gleichstrommotor ist, angetrieben, damit jede beliebige Länge der Rohrabwicklung hergestellt werden kann. Diese Maschine ermöglicht daher lediglich durch zwei Einstellungen, nämlich bei dem in Fig. 7 nicht erkennbaren regelbaren Anirieb für die Kurbelwellen der beiden Vorrichtungen und bei der durch die Feststellschraube 80 auf eine bestimmte Winkellage einstellbaren dritten Führung jeder der beiden Vorrichtungen, Rohrsegmente mit jeder beliebigen Grosse des Rohrdurchmessers und des Winkels α gemäss Fig. 1 herzustellen.

809810/0584

Leerseite

Claims

-ff.

2727796

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer sinusförmigen Kurve beliebiger Steigung, insbesondere der Abwicklung der Schnittkurve eines Kreiszylinders, auf einer mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig bewegten Materialbahn, dadurch gekennzeichnet, dass eine von einer Welle (30) angetriebene Kurbel (31) über ein den Kurbelzapfen (32) umschliessendes Gleitstück (34) eine erste Führung (35), die zusammen mit der Kurbel (31) eine schwingende Kreuzschleife bildet, in unter 90° zur Führung (35) verlaufender Richtung hin- und herbewegt, dass die genannte erste Führung (35) mit einer parallel angeordneten zweiten Führung (50) gekuppelt ist, so dass beide Führungen die gleiche Bewegung ausführen, dass eine dritte Führung (51) an einer ausserhalb der Kreisbahn (33) des Kurbelzapfens (32) befindlichen, ortsfesten Achse (52) derart schwenkbar gelagert ist, dass sie die zweite Führung (50) unter einem von 90° abweichenden Winkel kreuzt, dass im Kreuzungspunkt der zweiten und dritten Führung ein gleichzeitig in der zweiten und dritten Führung geführtes Gleitstück (54) angeordnet ist, welches bei umlaufender Kurbel sich entlang der zweiten und dritten Führung bewegt, dass dieses Gleitstück mit Bewegungsübertragungsgliedern (60-65) verbunden ist, welche die Bewegungskomponente des Gleitstückes längs der zweiten Führung auf eine zu dieser parallel angeordnete, hin- und herbewegbare Schubstange (66) übertragen, an welcher ein Instrument (67) zur Darstellung der Kurve (68) auf einer in senkrechter Richtung zur Schubstange bewegten Materialbahn (69) befestigt ist, und dasei die schwenkbar gelagerte dritte Führung (51) zur Erzeugung von Kurven unterschiedlicher Steigung in verschiedener Winkellage (ß) zur zweiten Führung (50) arretierbar ist.

809810/0584

ORIGINAL INSPECTED

./. 27277ΙΘ

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Führung (35) und die zweite Führung

(50) parallel übereinander mit ihren Enden an je einem Gleitkörper (36, 37) befestigt sind, die an einem ersten Geradführungspaar, das aus an einander gegenüberliegenden Seiten der Kreisbahn (33) des Kurbelzapfens (32) sich erstreckenden Führungsstangen (38, 39) besteht, längsbeweglich gehalten sind, dass die Führungsstangen an den Eckpfosten (40, 41, 42, 43) eines rechteckförmigen Rahmens (44) befestigt sind, dass in der Mitte des Rahmens an einer Rahmenquerstange (45) die Kurbel (31) mit ihrer Antriebswelle (30) gelagert ist, und dass an einer Seite des Rahmens (44) eine Konsole (53) mit einer Schwenkachse (52) befestigt ist, an der die verstellbare dltte Führung

(51) schwenkbeweglich befestigt ist.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsübertragungsglieder für die Uebertragung der Bewegung des in der zweiten Führung (50) und der dritten Führung (51) gleichzeitig geführten Gleitstükkes (54) auf die Schubstange aus einer Mitnehmerstange (60), die sich rechtwinklig zu der zweiten Führung (50) durch das Gleitstück (54) erstreckt und längs welcher das Gleitstück beiseiner durch die zweite und dritte Führung bestimmten Bewegung zusätzlich noch bewegt wird, und ferner aus einem zweiten Geradführungspaar besteht, das aus an den Eckpfosten (40-43) des Rahmens (44) befestigten und im rechten Winkel zu den FUhrungsstangen (38, 39) äes ersten Geradführungspaares und in einer zu dem ersten Geradführungspaar parallelen Ebene sich erstreckenden FUhrungsstangen (63» 64) beateht, an denen je ein Gleitkörper (61, 62) längsbeweglich gehalten ist, an denen die Mitnehmer-

809810/0584

.„. 272778Q

stange (60) mit Ihren beiden Enden befestigt 1st, und welche Gleitkörper ferner durch eine zur Mitnehmerstange parallele Traverse (65) verbunden sind, an welcher die Schubstange (66) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Führung (35) und die zweite Führung (50) jeweils aus einem Rundstab und das längs der ersten Führung bewegliche Gleitstück (34) aus einem quaderförmigen Klotz mit einer Längsbohrung besteht, in der eine Kugelbüchse (57) gelagert ist, durch die sich der Rundstab hindurch erstreckt.

5· Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die schwenkbar gelagerte dritte Führung (51) aus einer U-ProfUschiene besteht, dass die Mitnehmerstange (60) aus einem Rundstab mit gleichem Querschnitt wie die erste Führung (35) und die zweite Führung (50) besteht, und dass das gleichzeitig längs der zweiten und dritten Führung und längs der Mitnehmerstange bewegliche Gleitstück (54) aus zwei übereinander angeordneten und untereinander verbundenen quaderförmigen Klötzen (55, 56) mit rechtwinklig sich kreuzenden Längsbohrungen und darin angeordneten Kugelbüchsen (57) und aus einem an der Oberseite des oberen Klotzes (56) angeordneten Wälzlager (58) besteht, welches in der U-Prof Uschi ene (51) läuft.

6. Rohrsegmentzuschneidemaschine zur Herstellung von Zuschnitten der ebenen Abwicklung von Rohrsegmenten mit unterschiedlich groesem Rohrdurchmesser und Rohrsegment-Bogenwinkel, unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Förderwalzen (72-75) für den geradlinigen Vorschub einer ebenen Blechtafel (77)

809810/0584

sowie zwei Vorrichtungen mit je einem an der Schubstange befestigten Schneidkopf (83, 84) zur gleichzeitigen Erzeugung von zwei spiegelbildlichen sinusförmigen Schnittkurven (85, 86) besitzt, die die jeweils herzustellende Abwicklung auf gegenüberliegenden Seiten begrenzen, und dass die Kurbelwellen der Vorrichtungen durch regelbare Antriebe angetrieben sind.

809810/0584