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Verfahren zum Schälen von kantigen Knüppeln und
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Schälmaschine zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Schälen metallischer kantiger Knüppel mit parallelen
Seitenflächen und auf eine Schälmaschine zur Durchführung des Verfahrens.
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Es ist in erster Linie an vier-, sechs- oder achtkantige Knüppel aus
Eisenmetallen gedacht. Derartige Knüppel müssen vor ihrer Weiterverarbeitung vom
Zunder und von einer randentkohlten Schicht befreit werden. Dies geschieht heute
üblicherweise durch Hochdruckschleifen.
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Dabei wird der Knüppel auf einen Tisch aufgespannt. Der Bedienungsmann
steuert das Schleifaggregat über die zu bearbeitende Fläche. Bis zur fertigen Bearbeitung
eines Knüppels muß dieser mehrfach gewendet, das heißt umgespannt werden. Die Nachteile
dieses Verfahrens sind in der mangelnden Umweltfreundlichkeit, in der fehlenden
Verwertbarkeit des abgetragenen Materials und in der Leistung dieses Verfahrens
zu sehen. Insbesondere die Umweltschädlichkeit des Hochdruckschleifens mit seiner
Lärmbelästung, mit der Staubentwicklung und mit der Gefährdung des Bedienungspersonals,
z.B. bei Schleifsteinbrüchen und durch den Funkenflug ist ein Negativaspekt bei
dieser Technologie.
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Bei der Platinenbearbeitung ist es bereits bekannt, die Oberflächenschicht
durch Langhobeln zu entfernen.
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Aber auch hier ist wegen des erforderlichen Umspannen die geringe
Leistung beim Langhobeln von Nachteil.
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Die Hobelmesser müssen kopiergesteuert sein, da der Knüppel, über
seine gesamte Länge gesehen, starke Abweichungen von der geraden Idealform aufweist.
Knüpeeloberflächen sind meistens in zwei Ebenen krumm. Das gleichzeitige Kopieren
der Krümmungen beider Ebenen, der Längs- und der Querebene der bearbeiteten Oberfläche
bereitet Schwierigkeiten.
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Zur Erzielung einer hohen Leistung wäre es wünschenswert, breite Messer
zu verwenden. Dem steht beim Langhobeln die unregelmäßige Krümmung der Knüppelseiten
in Querrichtung entgegen. Es ist nicht möglich mit einer breiten geraden Schneide
eine Schicht gleicher Stärke von einer zur Schneidenrichtung gekrümmten Fläche abzutragen.
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Schließlich ist aus der DE-AS 12 86 379 eine Fräsmaschine bekannt,
die im kontinuierlichen Durchgang eine der Anzahl der Fräser entsprechende Anzahl
von Flächen an dem Werkstück bearbeitet. Für die Knüppelbearbeitung ist dabei nachteilig,
daß der Fräser aufgrund seiner unveränderlichen Walzenform die Querschnittskontur
nicht kopieren sondern nur kalibrieren kann. Das bedeutet größeren Spanverlust und
geringeren Werkstückvorschub, was einer Leistungsminderung gleichkommt.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Krümmung des Knüppels,
über seine Länge gesehen, der Verwendung von breiten oder mehreren Schälmessern
nebeneinander weniger entgegensteht als die Krümmungen der Querschnittskontur.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leistungsfähiges Verfahren
zum Schälen von Walzknüppeln zu schaffen, bei dem der Materialabtrag möglichst klein
ist und wiederverwendet werden kann, und das ein Minimum an Umweltbelästigung hervorruft.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist in den kennzeichnenden Teilen der
Ansprüche 1 und 3 wiedergegeben. Durch die Erfindung ist es möglich, den für das
Schälen typischen breiten und dünnen Ssan abzuheben.
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Die Erfindung kann sowohl zur Herstellung von Blankstahl, daß heißt
zur Verbesserung der Maßtoleranzen beim Abtragen der Oberflächenschicht der Knüppel
oder ausschließlich zur Säuberung der Knüppeloberfläche von Zunder und zum Abtragen
der randentkohlten Schicht verwendet werden.
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Im letzteren Falle werden die Messer mit Kopiertastern ausgerüstet.
Der besondere Vorzug der Erfindung ist darin zu sehen, daß es gelungen ist, das
Schälen einer in zwei Ebenen krummen Fläche mit einem minimalen Spanverlust und
hoher Leistung zu ermöglichen. Diese Leistung wird durch die Verwendung breiter
Schälmesser erzielt. Diese breiten Messer wurden durch die Wahl der Schnittrichtung
sinnvoll einsetzbar, wobei die kleinere Krümmung der bearbeiteten Werkstückoberfläche
quer zur Schnittrichtung zu liegen kommt. Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen
Vorschlages zeigen sich beim Kopierschälen, wo die Schälmesser der stärker gekrümmten
Querschnittskontur des Knüppels folgen und die schwächere Krümmung vernachlässigen.
Letzteres ist aufgrund des kurzen Einspannabstandes beidseits der Schälmesser möglich.
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Durch die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird erreicht,
daß das bzw. die Schälmesser in einem Kippstück bei der Bearbeitung beider Werkstückendabschnitte
von mindestens einer Kopierrolle geführt werden.
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Wie erwähnt geht die hohe Schälleistung zu einem guten Teil auf die
Verwendung breiter Messer zurück. Alternativ kann in Ausgestaltung der Erfindung
eine Ausführung gemäß Anspruch 7 vorgesehen sein.
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Damit wird zum einen die Möglichkeit eröffnet, das breite Messer durch
mehrere nebeneinander angeordnete Schälmesser zu ersetzen und zum anderen können
mehrere hintereinander angeordnete Messer auch zur Aufteilung der S#andicke dienen.
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Die Zahl und Anordnung der Messer zwischen den Kopierrollen entspricht
den Erfordernissen der Spanbildung. Die Verwendung mehrerer Messer gemäß Anspruch
7 hat den Vorteil, daß Ausbrüche an den Schneidkanten den Ersatz nur eines kleinen
Schneideinsatzes und nicht den eines breiten Schneidmessers erfordern.
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Auch beim Kopierschälen kann eine für das Schälen große Spantiefe
erforderlich werden, wenn z.B. Walzrisse oder andere Oberflächenschäden beim Schälen
weggearbeitet werden sollen.
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Gerade beim Schälen, das erfindungsgemäß ein Hobelvorgang mit vielen
Anschnitten ist, kommt dem Eintauchen des Messers in das zu schälende Material große
Bedeutung zu. Deshalb wird der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 8 der Vorzug
gegeben. Zur Dämpfung des Schlages beim Eintauchen der Schälmesser in die Oberfläche
des Knüppels ist diese Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen.
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Grundsätzlich kann nach der Erfindung eine beliebige Anzahl von Messerschlitten
hintereinander angeordnet werden, die notwendig ist, um damit in einem Durchgang
den Knüppel fertig zu schälen. Bei zu geringer Auslattung einer solchen Maschine,
die das Werkstück in einem Durchgang bearbeitet, ist vorzugsweise die Ausgestaltung
der Erfindung nach Anspruch 6 vorgesehen. Mit dieser Ausführungsform können alle
erforderlichen Operationen zum Schälen eines kantigen Knüppels durchgeführt werden.
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Ein Werkzeugschlitten dient der Bearbeitung der Seitenflächen und
mit dem zweiten werden die Kanten des Knüppels bearbeitet. Der Knüppel wird dann
zwischen den einzelnen Durchgängen gewendet.
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In spezieller Ausgestaltung der Erfindung kann die Ausführung nach
Anspruch 10 vorqesehen sein. Diese Anordnung der Schneidmesser hat sich bei der
Bearbeitung von zähen Materialien und der Abtragung großer Ssandicken bewährt.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 11 dient der Einstellung der Spandicke
und zum Nachstellen bei Verschleiß.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, dabei
zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Knüppelschälmaschine Fig.2
eine Schälmesser-Kopierrollenanordnung nach Linie II-II in Fig. 3 in gegeändertem
Maßstab Fig. 3 eine Ansicht der Anordnung von Kopierrollen und Schälmessern an der
Schälmaschine nach Linie 111-111 in Fig. 2 Fig. 1 zeigt eine Schälmaschine 1, in
der ein Knüppel 2 in einem Durchgang auf zwei gegenüberliegenden Seiten 21,22 von
Messern 17,18 (Schälwerkzeug 42) und an zwei gegenüberliegenen Kanten (Schälwerkzeug
43) von Messern 19,20 gleichzeitig bearbeitet wird. Die Schälmaschine besteht aus
drei Gruppen 3,4,5 von Transportrollen 6 bis 14 und aus den zwei Schälwerkzeugen
42,43, die zwischen den Transportrollengruppen angeordnet sind.
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An der Ein- und Auslaufseite bestehen die Transportrollengruppen aus
jeweils vier Rollen 6 bis 9 und 11 bis 14 während zwischen den beiden Schälwerkzeugen
42,43 nur ein Paar am Werkstück auf gegenüberliegenden Seiten anliegender Transportrollen
10,56 vorgesehen ist. Die Transportrollen sind drehangetrieben und sichern durch
ihre V-förmige Profilierung die Drehlage des spießkant gehaltenen Knüppels im Bereich
der Schälmaschine.
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In Figur 1 ist die gesamte Maschine aus darstellerischen Gründen gestreckt
gezeichnet.
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In den Zerspanungsebenen, die z.B. der mit 16 gekennzeichneten Querebene
des Knüppels 2 entsprechen, sind Stützrollen 23,24 vorgesehen, die die aus dem Schälvorgang
herrührenden Schnittkr#fte aufnehmen.
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Dadurch wirken auf den Knüpnel weder Biegemomente noch Torsionsmomente,
nur die Vorschubkraft wird als Druckkraft längs des KnüpPels von den Rollen aufgebracht.
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Die Schälwerkzeuge 42,43 bestehen aus im Maschinengehäuse 44 beweglich
geführten Schlitten 25,26 die in der Querebene der Bearbeitung eine hin- und hergehende
Bewegung ausführen und von denen jeder Schlitten 2 Messerhalter 32,33 trägt (siehe
Fig.2), an denen je ein Kippstück 37,38 schwenkbar gelagert ist. sei der Hin- und
Herbewegung der Schlitten 25,26 wird durch die Messer 17,18 bzw.
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19,20 je einen Streifen 45 der Oberflächenschicht von gegenüberliegenden
Seiten des Knüppels 2 abgetragen.
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Die Kippstücke 37,38 werden hydraulisch in Arbeitsstellung gedrückt.
Für den Rilskhub werden die Kippstücke von Zylindern 36, 41 in eine geöffnete Stellunq
bewegt, damit die Schälmesser in dieser Phase außer Eingriff bleiben.
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Die Endlagen der KioDstücke 37,38 werden durch Anschläge 50,51,52,53
begrenzt.
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Die Kolben 57,58 werden von Federn 27,28 in ständigem Kontakt mit
den Kippstücken 37,38 gehalten. Die Messerhalter 32,33 werden durch Gewindespindeln
54,55 auf die zu erwartende Werkstückbreite eingestellt.
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Die Schlitten 42,43 sind gleichartig, jedoch um 45 relativ zueinander
und um die Längsachse des KnüpDels 2 verschwenkt angeordnet.
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An den KipPstücken sind die Messer 17,18 befestigt, denen auf beiden
Seiten, wie in Fig. 3 gezeigt, je eine Kopierrolle 29,31 nebenaeordnet ist. Bei
der dort gezeigten Lösung sind zwei Messer 17,17a vorgesehen, die am gleichen Kippstück
37 nebeneinander und zwischen den zwei Kopierrollen 29,31 angeordnet sind. Die Schälmesser
sind schräg angestellt, sie stehen mit ihren Schneiden in einem Winkel von ca. 70
° zur Schnittrichtung (Pfeil 46). Sie haben unterschiedlichen Abstand zum wirksamen
Teil 49 des Kopierrollenumfangs.
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Alle Kopierrollen 29,30,31 sind auf gleiche Weise exzentrisch gelagert.
Die Exzenterverstellung wird anhand der Kopierrolle 30 beschrieben. Diese ist auf
einem schwenkbaren Bolzen 59 mit exentrischen Absatz 60 drehbar gelagert.
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Stirnseitig an dem Bolzen 59 ist ein nicht gezeigter arretierbarer
Stellarm befestigt, mit dem die Lage der Kopierrolle 30 und somit die Spandicke
eingestellt wird.
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Die Exzentrizität 61 des Absatzes 60 ist in der gezeigten Mittellage
parallel zur Schnittrichtung (Pfeil 46) ausgerichtet.