-
Fliegende Trennvorrichtung zum Ablängen von kontinuierlich
-
transportierten rohrförmigen Werkstcken == = Die Erfindung befaßt
sich mit einer fliegenden Trennvorrichtung wie sie insbesondere zum Ablängen von
Werkstücken zu Abschnitten vorgebbarer Länge an Anlagen zur kontinuierlichen Herstellung
von aus Bandmaterial geformten Profilen und Rohren erforderlich ist. Die Erfindung
betrifft eine fliegende Trennvorrichtung zum Ablängen von kontinuierlich transportierten
rohrförmigen Werkstücken zu Abschnitten vorgebbarer Länge mit einer Trenneinheit,
die auf einem Schlitten angeordnet ist, der für einen Arbeitszyklus aus einer Ausgangsstellung
in Transportrichtung des rohrförmigen Werkstücks und zurUck bewegbar ist, und die
zur DurchfUhrung des Trennvorgangs während des Arbeitszyklus bei synchro- 1 ner
Bewegung von Werkstück und Schlitten über eine Vorschubeinrichtung gegen und durch
das Werkstück und zurück bewegbar ist.
-
Es ist eine fliegende Trennvorrichtung dieser Gattung bekannt, bei
der eine Säge als Trenneinheit vorgesehen ist. Bei dieser sogenannten fliegenden
Säge sind Antriebs- und Vorschubvorrichtung auf dem hin- und herbewegbaren Schlitten
aufgenommen. Ein rennen von Werkstücken mit einer Säge erfordert indessen selbst
bei Anwendung von mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Sägescheiben vergleichsweise
viel Zeit. Zudem sind Nacharbeiten zur Entfernung der an den Trennflächen der Werkstückabschnitte
bzw.
-
Rohrabschnitte entstandenen Grate sowie spezielle Maßnahmen zur Bewältigung
des nicht unerheblichen Späneanfalls erforderlich.
-
Die Transportgeschwindigkeit kontinuierlich arbeitender Rohrherstellungsanlagen
ist durch das Ablängen mit einer fliegenden Säge praktisch auf unter 100 m/min begrenzt.
Im Vordergrund steht jedoch hier der weitere Nachteil, daß die für Werkstückabschnitte
erreichbare Länge bei dieser bekannten fliegenden Trennvorrichtung nach unten beschränkt
ist.
-
Die Die Erfindung zielt daher darauf ab, eine fliegende Trennvorder
im Oberbegriff des Anspruch 1 angegebenen Gattung zu schaffen, mit der Werkstückabschnitte
von kleinerer Länge als bisher möglich kontinuierlich abtrennbar sind.
-
Dies wird bei einer fliegenden Trennvorrichtung der zuvor angegebenen
Gattung dadurch erreicht, daß als Trenneinheit eine Maschinenschere mit wenigstens
einem Hydraulik-Linearmotor als I Antriebs-und Vorschubeinrichtung vorgesehen ist,
wobei die Maschinenschere vorzugsweise ein g Grennebene bewegbares Schneidwerkzeug
und ei i azu feststehen Gegenschneidwerkzeug aufweist und das Schneidwerkzeug mit
einem Hydraulik-Linearmotor verbunden ist.
-
Durch den Einsatz einer hohe Schnittgeschwindigkeiten erlaubenden
Maschinenschere wird neben einer Verbesserung der Schnittflächenqualität, welche
in vielen Fällen die kontinuierliche Herstellung von ohne weitere Nachbehandlung
abgebbaren Zwischen-oder Fertiprodukten ermöglicht, durch kürzere Schnittzeiten
eine wesentliche Verringerung der Taktzeit eines Arbeitszyklus eröffnet. Mit dieser
Schnelltrenneinrichtung kann eine Verringert ung der kleinstmöglich vorgebbaren
Abschnittlängen und / oder bei gleichbleibender Abschnittlänge durch Erhöhen der
Werkstücktransportgeschwindigkeit auch über 100 m/min hinaus eine Beistungssteigerung
der kontinuierlich arbeitenden Rohrherstell- -# ungsanlage erreicht werden.
-
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Trennvorrichtung
ein zeitlich vor dem Schneidwerkzeug in Trennebene - vorzugsweise senkrecht zur
Bewegung des Schneidwerkzeugs - bewegbares Anschneidwerkzeug auf, das mit dem Kolben
einer zweiten auf dem Schlitten angeordneten Kolben-Zylinder-Einheit verbunden ist.
-
Durch die Anwendung eines Anschneidewerkzeugs, das eine Art Uorschnitt
an der Trennstelle ausführt, wird eine Verbesserung der Qualität des Werkstücksabschnitts
im Schnittflächenbereich erreicht und auch eine Erhöhung der Standzeit des den eigentlichen
Trennschnitt führenden Schneidwerkzeuge erzielt.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß als Hydraulik-Linearmotor
eine Kolben-Zylinder-Einheit als doppeltwirkender Arbeitszylinder vorgesehen ist.
Dabei kann es sich bei dem Arbeits- bzw. Hydrozylinder um einen Zylinder mit einseitiger
Kdbenstange oder mit beidseitiger K6benstange handeln. Mit Vorzug findet ein Arbeitszylinder
mit einseitiger Kobenstange ( ein sog.
-
Differentialzylinder ) Anwendung, an deren freiem Ende ein Schneidwerkzeug
der Maschinenschere befestigt ist.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß als Gegenschneidwerkzeug
ein Paar - vorzugsweise zwei in Transportrichtung des Werkstücks unter Belassung
eines Spaltes hintereinander angeordnete Paare - von Spannbacken vorgesehen ist,
wobei die Spannbacken für den Trennvorgang von außen gegen das Werkstück, gegebenenfalls
über eine Kolben-Zylinder-Einheit, anpreßbar sind.
-
Dadurch ist im wesentlichen sichergestellt, daß die WerkatUckabschnitte
im Bereich der Schnittstelle keine Deformierungen oder sonstige Beeinträchtigungen
der Schnittflächenqualität erleiden.
-
Die Spannbacken wirken, insbesondere wenn die zwischen ihnen belassenen
Spaltbreite etwa der Stärke der darin bewegbaren Schneidwerkzeuge entspricht, sowohl
als Werkstückhalterung als auch als feststehendes Gegenschneidwerkzeug zu den bewegbaren
Schneidwerkzeugen, nämlich dem eigentlichen Schneidwerkzeug und dem Anschneidewerkzeug.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die auf
dem Schlitten angeordneten Kolber-Zylinder-Einheiten über bewegliche Leitungen jeweils
mit einer stationären Kolben-Zylinder-Einheit als Pumpenzylinder einer Antriebs-
und Steuereinrichtung hydraulisch gekoppelt ist.
-
Dedurch wird eine erhebliche Verringerung der während jeden Arbeitszyklus
zu beschleunigenden und zu verzdgernden Masse der fliegenden Trennvorrichtung in
konstruktiv einfacher und betriebs, sicherer Weise erreicht.
-
1 Eine Maasenverringerung der hin- und herzubewegenden fliegenden
Trennvorrichtung kann in mehrerlei Hinsicht vorteilhaft genutzt werden. Unter anderem
ist, dadurch daß geringere Maseenkräfte zu beherrschen sind ein einfacherer konstruktiver
Aufbau mögliche Auch ist be tten-Auch ist bei unvernertem Antrieb durch die geringeren
zu beschleunigenden und zu verzögernden Massen die Möglichkeit zur Verringerung
der Taktzeit des Arbeitszyklus eröffnet.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Steuer-
und Antriebseinrichtung eine mit zwei um 1800 versetzte Kurbelkröpfungen versehene
Kurbelwelle aufweist, und daß die Kurbelkröpfungen über Pleuel mit den stationären
Kolben-Zylinder-Einheiten verbunden sind, und daß nach einer weiteren Ausgestaltung
die Kurbelwelle über eine Kupplung von einer rotierenden Schwungmasse mitnehmbar
ist.
-
Durch den Anschluß der stationären Kolben-Zylinder-Einheiten an einen
Kurbeltrieb der ~ Steuer- und Antriebs-Einrichtung sind zwangsläufig gesteuerte
Bewegungen von Schneidwerkzeug und Anschneidewerkzeug sichergestellt. In diese Richtung
zielt auch die starre hydraulische Kopplung zwischen den Ober flexible Leitungen,
vorzugsweise Druckachlauchleitungen, miteinander verbundenen Kolben-Zylinder-Einheiten,
nämlich den stationären Kolben-Zylinder-Einheiten und denen mit dem Schlitten der
fliegenden Trennvorrichtung bewegbaren Kolben-Zylinder-Einheit#n.
-
Durch die gezielt steuerbare kurzzeitige Kopplung von Schwungmasse
und KurbelaUe ist exakt eine Drehung der Kurbelwelle um 360° erreichbar, was für
eine auch hinsichtlich des zeitlichen Ablaufs und Zeitpunkte im Rahmen des Arbeitszyklus
zu einem einwandfreien Schnittvorgang beiträgt.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß in Transportrichtung
gesehen wenigstens zwei Trenneinheiten in einem Abstand voneinander hintereinander
auf dem Schlitten angeordnet sind und daß der Abstand der Länge eines abzutrennenden
Werkstückabschnitts entspricht ~ vorzugsweise sind alle Schneidwerkzeuge mit der
einen Kolben-Zylinder-Einheit und alle Anschneidwerkzeuge mit der anderen auf dem
Schlitten
vorhandenen Kolben-Zylinder-Einheit verbunden.
-
Dadurch können in zuverlässiger Weise gleichzeitig mehrere Werkstückabschnitte
von gleicher oder aber auch von unterschiedlicher Länge abgetrennt werden. Bei relativ
geringer Erhöhung der mit dem Schlitten zu bewegenden Masse ist auf diese Weise
eine Leistungssteigerung der Gesamtanlage,als Anzahl der pro Zeiteinheit abgetrennten
Werkstückabschnitte, erreichbar.
-
An einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung und deren
Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter vorgestellt.
-
Es zeigen schematisch: Figur 1 in Prinzip-Darotellung eine fliegende
Trennvorrichtung mit auf einem Schlitten aufgenommener mrt Anschneide- und Schneidwerkzeug
und mit dazugehörenden Kolben-Zylinder-Einheiten sowie einer Antriebs- und Steuer-Einrichtung
hierfür und Figur 2 der Bewegungsablauf von Anschneidewerkzeug und Schneidwerkzeug
während eines Trennvorgangs in 5 Phasen mit Zuordnung der dazugehörenden Positionen
der Kurbelzapfen einer Kurbelwelle der Antriebs- und Steuereinrichtung.
-
In Figur 1 ist in stark vereinfachter, stilisierter Weise eine fliegende
Trennvorrichtung mit einerMaschinen Chereu2d einem - lediglich angedeuteten - Schlitten
3 zur Aufnahme der Schere 2 dargestellt. Eine derartige fliegende Trennvorrichtung
ist erfindungsgemäß vorzugsweise Teil einer Anlage zur kontinuierlichen Herstellung
von aus Bandmaterial geformten, mit einer dichten Längsschweißnaht versehenen rohrförmigen
Hohlkörpern. Von diesen kontinuierlich mit einer jeweils konsinten Transportgeschwindigkeit
erzeugten und bereitgestellten rohrförmigen Hohlkörpern -in den Figuren sind als
Hohlkörper bzw. als Werkstücke Rohre mit Kreiequerschnitt dargestellt - sind mit
einer fliegenden Trennvorrichtung
Abschnitte von vorgegebener
Länge kontinuierlich abzutrennen.
-
Die Maschinenschere 2 weist hier zwei tewegbare Schneidwerkzeuge,
ein Anschneidwerkzeug 22 und das eigentliche Schneid-oder Durch trennwerkzeug 21,
sowie zwei Paare von senkrecht zur Werkstücktransportrichtung zustellbaren Spannbacken
23,23' als beim Angriff der Schneidwerkzeuge 21;22 am Werkstück feststehendes Gegenschneidwerkzeug
und/oder als Werkstückhalterung auf. Die bei den Spannbackenpaare begrenzen mit
ihren einander zugewandten Stirnflächen einen Spalt 24i dessn Breite der Stärke
der sich darin bewegenden Schneidwerkzeuge 21;22 entspricht. Die zusammen wirkenden
Spannbacken 23,23' eines Spannbackenpaares erfassen und haltern das Werkstück 1
während des Trennvorgangs beiderseit$ der Trennstelle nach Art einer Zange. Die
Bewegung der Spannbar ken 23,23' kann ebenso wie die der bewegbaren Schneidwerkzeuge
21;22 durch eine Kolben-Zylinder-Einheit, einen Arbeits-bzw. Hydrozylinder, bewirkt
werden. In Fig. 1 ist nur ein Paar von Spannbacken 23,23' gezeigt, und zwar das
- in der hier aus der Blattebene senkrecht heraustretend gedachten Transportrichtung
des Werkstücks 1 gsehen - vor der Trennstelle bzw. Trennebene gelegene Paar mit
Blick auf die den Spalt 24 begrenzenden Stirn flächen.
-
Das Schneidwerkzeug 21 ist über eine Kolbenstange 41' mit dem K6,ben
41 einer Kolben-Zylinder-Einheit 4 verbunden, die über bewegliche Leitungen 45',45",
beispielsweise flexible Druck- bzw.
-
Druckschlauchleitungen, mit einer ortsfesten Kdlben-Zylinder-Einheit
5 hydraulisch - vorzugsweise hydro- bzw. wasser-hydraulisch - gekoppelt ist. In
gleicher Weise ist das Anschneidwerkzeug 22 über eine Kolbenstange 61' mit dem Kolben
61 einer Kolben-Zylinder-Einheit 6 verbunden, die über bewegliche Leitungen 6?',6?"
mit einer Kolben-Zylinder-Einheit 7 hydraulisch gekoppelt ist.
-
Als ortsfeste Einheiten 6,7 wie auch als bewegbare Einheiten 4,5
sind hier jeweils doppeltwirkende Arbeits-bzw. Hydrozylinder mit einseitiger Kolbenstange
vorgesehen, dieüber die Relativbewegung zwischen diesen erlaubende, bewegliche Leitungen
gekoppelt sind.
-
Antrieb und Steuerung der Kolben der beiden Einheiten 5;7 und damit
der beiden Schneidwerkzeuge 21;22 erfolgt über eine Antriebs und Steuer-Einrichtung
108 bzg. über deren dreifach gelagerte Kurbelwelle 8 mit zwei um 180 versetzt angeordneten
Kurbelkröpfungen ~~fungen 85,87.
-
Anden Kurbelzapfen 85' bzw. 87' dieser Kurbelkropfungen sind über
Pleuel die Kolbenstangen der Kolben 51 bzw. 71 der Kolben-Zylinder-Einheiten 5 bzw.
7 angelenkt. Die Kurbelwelle 8 ist über eine steuerbare Kupplung 9 mit einer rotierenden
Schwungmasse 11, die mit einem Antriebsmotor 10, vorzugsweise einem Elektromotor,
verb-unden ist, kurzzeitig koppelbar, so da3 die Kurbelwelle 8 genau eine Umdrehung
ausführt.
-
Durch das geschlossene,volletändig mit einem im Rahmen dieser grMllten
System Erfindung praktisch inkompressibelen Fluidizwischen den bewegbaren und den
stationären Kolben-Zylinder-Einheiten ist eine starre hydraulische Kopplung dieser
Kolben-Zylinder-Einheiten erreicht, so daß die durch die Kurbelwelle 8 initiierte
Bewegung der Kolben 51, 71 stets durch das durch diese Bewegung der Kolben, aus
den Kolben-Zylinder-Einheiten 4 und 6 hersusgedrückteund in die Kolben-Zylinder-Einheiten
5 und 7 eingedrückte Druckfluid unterstützt wird. Die Bewegungen der beiden Schneidwerkzeuge
21 und 22 ist dadurch in zuverlässiger Weise auch in zeitlicher Hinsicht exakt und
zwangsläufig gesteuert.
-
Anhand der Figur 2 wird nun der mit der fliegenden Trennvorrichtung
durchzuführende Trenn- oder Schnittvorgang beschrieben.
-
Dabei ist der Bewegungsablauf der bewegbaren Schneidwerkzeuge 21,
22 durch 5 Phasen I-V charakterisiert. Phase I und V sind identisch. Sie kennzeichnen
die Ausgangsstellung der beiden Schneidwerkzeuge 21, 22 im Verhältnis zum Werkstück
1.
-
In den in Figur 2 links angeordneten Darstellungen sind die den jeweiligen
Schneidwerkzeug-Positionen entsprechenden,von oben nach unten gesehen jeweils um
900 versetzten, Stellungen der dazugehörenden Kurbelzapfen 85' und 87' der Kurbelwelle
8 der Antriebs- und Steuer-Einrichtung 10B für die Schneidwerkzeuge 21, 22 dargestellt.
Der Kurbelzapfen B5' ist mit dem Schneidwerkzeug 21 und der Kurbelzapfen 87' mit
dem Schneidwerkzeug 22 gekuppelt.
-
Nach einer Drehung der Kurbelwelle 8 in Pfeilrichtung (siehe Phase
I = Phase V) um 900 wird die Phase 11 erreicht.
-
Das mit einer schrägen Schneidkante versehene Anschneidewerkzeug
22 ist - wie in Frontrichtung auf das kreisrunde Werkstück 1 zu sehen (siehe Phase
II)-als Sekante partiell in das Werkstück 1 eingedrungen und hat in diesem Bereich
die Rohrwand entfernt und einen Zutrittsschlitz für das mit einer V-förmigen Schneidkante
versehene Schneidwerkzeug 21 geschaffen. Durch diese den Hauptschnitt vorbereitende
Maßnahme wird die Gefahr der Werkstückdeformierung im Schnittbereich verringert
und die Standzeit der Schneidwerkzeuge, vor allem des Schneidwerkzeugs Z1Jerhöht.
-
In Phase II befindet sich das Schneidwerkzeug 21 in seiner vom Werkstück
1 entfernten Endposition.
-
Nach einer weiteren 90 -Drehung der Kurbelwelle 8 (siehe Phase 1E1
wird hinsichtlich der Schneidwerkzeuge 21, 22 eine der Phase I = V entsprechende
Position erreicht. Jedoch bewegt sich hier das Schneidwerkzeug 21 auf das Werkstück
1 zu und das Anschneidewerkzeug 22 vom Werkstück 1 weg.
-
Nach einer weiteren 90°-Drehung der Kurbelwelle 8 (siehe Phase IV:
durchtritt das Schneidwerkzeug 21 vollends das Werkstück 1 und befindet sich in
seiner werkstücknahen Endposition, während das Anschneidewerkzeug 22 sich in seiner
werkstückfernen Endposition befindet.
-
Schließlich wird nach einer weiteren Drehung der Kurbelwelle 8 um
900 eine ganze Umdrehung der Kurbelwelle 8 vollendet und die Anfangsstellung nach
Phase V bzw. Phase I erreicht.
-
Die für den vollständigen Trennvorgang (siehe Phase I bis ~1) der
~ Zait sehr rasch, fast schlagartig vollzogen werden kann,! entspricht also exakt
der Zeit, während der die Kurbelwelle 8 eine Umdrehung ausführt. Während dieser
Zeit umfassen die in Figur 2 nicht gezeigten Spannbacken 23, 23' als Gegenschneidewerkzeuo
und/oder als Werkstückhalterung fest das sich synchron mit dem Schlitten 3 bewegende
Werkstück 1. Zwischen Schlitten 3 und damit auch zwischen den auf dem Schlitten
3 aufgenommenen Spannbacken 23, 23 und den Schneidwerkzeugen 21, 22 einerseits und
dem sich
kontinuierlich mit wiener vorgegebenen Transportgeschwindigkeit
bewegenden Werkstüc#k 1 andererseits besteht also in diesem Abschnitt des Arbeitszyklus
der fliegenden Trennvorrichtung keine Relativbewegung.
-
L e e r s e i t e