DE3113072A1

DE3113072A1 - "verfahren und vorrichtung zum trennen vergleichsweise langer werkstuecke, z.b. rohre, besonders bei hohen temperaturen"

Info

Publication number: DE3113072A1
Application number: DE19813113072
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. Dr.techn. 4662 Steyrermühl Linsinger; Helmut 4661 Roitham Rungger
Original assignee: Dr Techn Linsinger and Co GmbH; DR TECHN ERNST LINSINGER AND CO GmbH
Current assignee: Linsinger Maschinenbau GmbH
Priority date: 1981-04-01
Filing date: 1981-04-01
Publication date: 1982-10-14
Also published as: US4655109A; JPS57173403A

Description

PATENTANWÄLTE
DIPL.-ING. H. STEHMANN* DIPL.-PHYS. DR. K. SCHWEINZER**

D-B500 NÜRNBERG 70 ESSENWEINSTRASSE *-6 TELEFON 0811/203727O · TELEX 06/23135

Nürnberg, 31.03.1981 17/62

Dr. techn. Ernst Linsinger & Co. Gesellschaft m.b.H.,
A - 4662 Steyrermühl/Österreich

"Verfahren und Vorrichtung zum Trennen vergleichsweise langer Werkstücke, z.B. Rohre, besonders bei hohen Temperaturen".

PATENTANWALT VON 1930 BIS 1980 " ZUGELASSENER VERTRETER VOR DEM EUROPAISCHEN PATENTAMT

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen vergleichsweise langer Werkstücke, z.B. Rohre, aus metallischem Werkstoff besonders bei hohen Temperaturen (z.B. Stahl in hellrot glühendem Zustand) in einer zur Ach.se norrnalen Ebene an beliebiger Stelle mit Hilfe eines zerspanenden Werkzeuges.

Es ist bekannt, sich drehende Rohre normal zur Achse durch spanabhebendes "Drehen" (Einstechen) mit Hilfe eines quer zur Werkstückachse vorzuschiebenden Abstechwerkzeuges zu trennen. Typisch hierfür ist das Abstechen auf einer Drehbank. Dabei entsteht je nach Tiefe ein langer Span. Es gibt Mittel, diesen Span zu brechen. Bei legierten Werkstoffen können Schwierigkeiten auftreten. Die Späne härten auf und können scharfe Ränder aufweisen, die Verletzungsgefahr heravifgeschwören.

Grenzen sind diesem an sich einfachen Verfahren dann gesetzt, wenn die Werkstücke sehr lang sind, wenn also z.H. Teil M ikkc· von langen gewalzten Rundprofilen abzustechen sind. Solche lange Werkstücke können oft nicht mit jener Drehzahl umlaufen, die für die wirtschaftlich günstige Schnittgeschwindigkeit notwendig wäre. Rundprofile kleinen Durchmessers müssen zudem gut geführt werden, z.B. in umhüllenden Rohren; dabei entsteht erfahrungsgemäß großer Lärm.

Bei Werkstücken hoher Temperatur, beispielsweise in hellrot glühendem Zustand, verbietet sich dieser Vorgang von selbst. Man hat sich in solchen Fällen durch Trennen mit Hilfe von Hochleistungssägen geholfen. Dieses Verfahren wurde zwar zu technischer Perfektion entwickelt, aber es muß ext ι tun hoher Lärm in Kauf genommen werden.

Kommt es auf kurze Schnittzeiten an - und das ist bei glühenden Werkstücken besonders wichtig - muß die Schnittgeschwindigkeit hoch und die Zahnteilung klein gewählt werden. Das ergibt hohe Eingriffsfrequenzen; sie sind die Quelle für hoch-

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periodige Schallschwingungen, die sowohl vom Sägeblatt als auch vom Rohr selbst herrühren können. Auch fliegen glühende Späne weg und es bilden sich breite Grate an der Abstichstelle, ja das Rohr kann sogar am Ende ganz zugehen. Dann ist eine Nachbearbeitung in einem zusätzlichen Arbeitsgang erforderlich. Diese Nachteile, im besonderen ist es die hohe Umweltbelästigung, drängen zur Notwendigkeit, eine bessere Lösung zu finden.

Der Erfindung liegt die Aufgabt» zugrunde, diese schwerwiegenden technischen und wirtschaftlichen Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und ein Verfahren der eingangs erläuterten Art derart auszubilden, daß es den heutigen Ansprüchen an Umweltschutz und Gesundheitsschutz in überlegener Art zu genügen in der Lage ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Werkstück beim Bearbeiten steht, daß es beiderseits der Schnittebene in festen Spannböcken gespannt wird, daß das (die) in einem am Ende einer Hohlwelle sitzenden Messerkopf fest eingesetzte Abstichmesser im unterbrochenen Schnitt mit begrenzter Spanlänge um das Werkstück kreist (kreisen), und daß die durch einen Motor angetriebene Arbeitshohlwelle in einem Gehäuse läuft, das auf einem justierbaren Querschlitten einer Längsführungsbahn aufgebaut ist.

Im Prin/.ip ist es ein Drehvorgang, bei dem in vorteilhafter Weise ein in einem umlaufenden Messerkopf radial geführtes Abstichmesser kont inuierlich gegen die Werkstückachse zugestellt wird. Um die Spanlänge zu begrenzen, wird erfindungsgemäß das Abstichmesser jeweils nach einer Umdrehung (besser nach etwas mehr als einer Umdrehung)um die Spandicke abgerückt, d.h. aus dem Schnitt gezogen, und unmittelbar anschließend um die doppelte Spandicke wieder zugestellt. ,

Bestimmend im Sinne der Erfindung ist es, daß die Eingriffslinie keine geschlossene Kreislinie ist. Ein Beispiel für eine solche Ausführung besteht darin, daß ein Abstichmesser je Umdrehung (zweckmäßig jeweils nach etwas mehr als einer Utndre- ~> hung) etwa um das Maß der Spandicke aus dem Schnitt gezogen, d.h. abgerückt und unmittelbar anschließend weiter radial zugestellt wird. Dabei kann die Eingriffsbahn im Prinzip sowohl eine Kreisbahn als auch eine Spirale sein.

^O Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die radiale Zustellung des Messers schalttechnisch, z.B. durch eine CNC-Steuerung so gesteuert, daß die Messerschneide einen Quasikreisbogen etwa analog einer Planetenbewegung beschreibt und daß das (die) Messer eine überlagerte radiale Zustellbewegung vollführt (vollführen).

Gemäß dieser Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dem zentrischen Kreisen der Schnittbewegung eine exzentrische Planetenbewegung überlagert. Damit wird erreicht, daß der Abstechstahl ohne Zuhilfenahme komplizierier mechanischer Mittel lediglich über einen Teil seines Weges im Eingriff bleibt. Darüber hinaus wird der Eingriff in einen Heiß- und in einen Kaltweg unterteilt. Das Werkzeug ist nicht ständig im Eingriff und hat über einen in der Regel längeren Weg Zeit, sich abzukühlen. Der Span rollt sich ein und läßt sich ohne zusätzliche Maßnahmen gut abführen.

Wenn das Abstichmesser (die Abstechmesser) im Messerkopf radial zustellbar ausgeführt ist (sind), kann die Planetenbewegung auch simuliert werden. Dem Wunsche nach Automatisierung des Vorganges folgend, wird vorteilhaft der Vorschub durch eine NC- oder CNC-Steuerung gesteuert. Desgleichen kann die automatische Steuerung benutzt werden, um die Drehzahl der Werkzeugspindel dem sich verkleinernden Werkstückdurchmesser an-

zupassen, d.h. die Drehzahl auf konstante Schnittgeschwindigkeit zu regulieren. Eine derartige automatische Steuerung kann ohne weiteres auch eine zusätzliche Aufgabe übernehmen insofern, als die radiale Zustellung des (der) Abstichmesser unstetig gemacht wird, indem ihr eine Relativbewegung ähnlich der Planetenbewegung überlagert wird. Dann geschieht erfindungsgemäß das Gleiche, wie bei der Planetenbewegung. Das (die) Messer vollführen eine unstetige Radialbewegung, sie bleiben jeweils nur über einen Teilbogen der Umlaufbewegung im Eingriff. Der Eingriffsbogen wandert um den Umfang des Werkstückes. Zweckmäßig wird der Messerkopf mit mindestens zwei Abstichmessern bestückt.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Arbeitshohlwelle und eine Steuerhohlwelle über ein Planetengetriebe miteinander verbunden, und der Planetenring dieses Planetengetriebes bewirkt über einen eigenen Motor eine Relativbewegung zwischen der Arbeitshohlwelle und der Steuerhohlwelle, die den (die) Messerhalter radial verschiebt. 20

In vorteilhafter Weise wird die Drehzahl der Arbeitshohlwelle im Laufe des Abstechens verhältnisgleich mit der Einstechtiefe erhöht.

Dadurch wird erfindungsgemäß eine weitere Kürzung der Schnittzeit erzielt, wenn nämlich die Drehzahl der Messerbewegung dem abnehmenden Flugkreisdurchmesser angepaßt wird, wenn also die Drehzahl der Messerkopf?iohlwelle während des Einstechens kontinuierlich vergrößert wird.

Es bedarf nicht erst der Erwähnung, daß die radiale Zustellung der Messer je Umdrehung im Ausmaß der Spandicke geschieht.

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In vorteilhafter Weise ist ein Temperaturmeßgerät vorgesehen, das die Temperatur des Werkstückes überwacht und bei Unterschreiten dessen Temperatur das Abstechgerät blockiert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Drehsinn der Planetenbewegung des Gehäuses invers zum Drehsinn der Arbeitshohlwelle ist.

Zweckmäßig wird der Werkzeugspindel und der PLinctetibewegurig je ein eigener Antrieb gegeben. Die Werkzeugennclcl, die zum Abstechen von Rohren eine Hohlwelle sein kann, ist beispielsweise in einer zweiten Hohlwelle gelagert, die ihrerseits exzentrisch in einem fest auf einem längsverschiebbaren Schlitten aufgebauten Gehäuse läuft.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Trennen vergleichsweise langer Werkstücke, z.B. Rohre, aus metallischem Werkstoff besonders bei hohen Temperaturen (z.B. Stahl in hellrot glühendem Zustand) in einer zur Achse normalen Ebene an beliebiger Stelle mit Hilfe eines zerspanenden Werkzeuges, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemiiBen Verfahrens.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Abstichmessern bestückter Messerkopf am schnittseitigen Ende einer in einem Gehäuse umlaufenden Arbeitshohlwelle sitzt, daß das Gehäuse zwei seitlich angewachsene achsparallele Lappen mit Lagerbohrungen trägt, daß das Gehäuse in Zapfen von Exzenterwellen aufgenommen ist, die ihrerseits in auf einer Grundplatte sitzenden Lagerböcken umlaufen, angetrieben durch einen zweckmäßig stufenlos regelbaren Elektromotor, daß die Exzenterwellen der beiden Lagerböcke auf synchronen Umlauf miteinander verbunden sind, daß weiters das (die) Abstichmesser bzw. dessen (deren) Messerhalter im Messerkopf radial verschiebbar angebracht ist (sind), und daß das

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(die) Abstichmesser während des Abstechvorganges kontinuierlich gegen das Werkstück zugestellt wird (werden), im Ausmaß der gewählten Spandicke je Umdrehung.

Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Abstichmesser zum Drehen im unterbrochenen Schnitt im radial verschiebbaren Messerhalter gegen Federdruck nach innen ausweichbar geführt, das Abstichmesser trägt außen, an dem der Schneide entgegengesetzten Ende, eine Rolle, die an einer Innenfläche einer am Gehäuse befestigten Ringbahn läuft, welche Ringbahn innen örtlich über einen wählbaren Winkelbereich einen stetig eingebundenen kleineren (etwa im Ausmaß der gewählten Spandicke) Abrollradius aufweist.

Die Werkzeugspindel (Hohlwelle) trägt an ihrem schnittseitigen Ende einen Messerkopf mit radial zu si ellbaren Messern. Der Schlitten ist auf einem Liingbbett verschiebbar und quer zu dessen Längsachse justierbar. Auf dem Schlitten sitzen auch die Spannvorrichtungen für das Werkstück, in der Regel beider-

^O seits der Schnittebene.

In AusijJiiiiijTsstollung sind Wim kzeugspindel und Plnneienhohlwt'lle /entlisch. Nach Anlaufen der Werkzeugspindel wird das Gerät IJm die Exzentrität quer zugestellt und es wird die Plane

2-^l> tenhohlwelle in Bewegung geset/.t. Der Eingriff wandert um das Werkstück herum. Gleichzeitig werden die Messer radial zugestellt. Die Messer "drehen" also die Trennfuge bis zum Durchstich, wobei das Werkzeug immer nur über einen Teilbogen im Eingriff stellt, also im unterbrochenen Schnitt arbeitet. Die Unterbrechung ergibt sich von selbst durch die Geometrie des Eingriffes.

Wichtig ist bei dieser Lösung, daß die Exzentrizität der Planetenbewegung vergleichsweise klein ist. Sie ist eine Funktion

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der gewählten Nennspanstärke. Großes zerspantes Volumen je Zeiteinheit wird erzielt, wenn die Exzentrizität nicht größer ist als etwa die doppelte Spandicke. Dann ist die Anschmiegung der Bahn der Messerspitzen an das Werkstück optimal, die Spanlänge erreicht ein Maximum. Die Anschmiegung bleibt auch mit zunehmender Hinsiechtiefe gleich gut.

Der Form nach läßt sich der Span am besten als Schlangenspan veränderlicher Dicke, annähernd symmetrisch verlaufend, definieren: spitz beginnend und ebenso auslaufend. Der stetigen Zu- und Abnahme können jedoch Verdickungen überlagert sein, die von unzureichenden Überdeckungen aufeinanderfolgender Eingriffe herrühren. Insofern unterscheiden sich das erfindungsgemäße Verfahren und der Spanverlauf grundlegend vorn Rohrtrennen durch abgewandeltes "Wirbeln", bei dem stets "Kommaspäne" gleichbleibender Form entstehen, das neue Verfahren läßt sich am besten als "Schlangenspandrehen" definieren.

Anstatt die Messerkopfwelle in einer Planeh-nhohlwelle zu Iagern, die ihrerseits im Gehäuse rotiert, kann die Messerkopfwelle auch unmittelbar im Gehäuse gelagert werden, wenn d,is Gehäuse eine Planetenbewegung vollführt. Dies kann z.B. derart geschehen, daß das Gehäuse mit Hilfe zweier angewachsener Lappen in Exzenterwellen in seitlich angeordneten auf dem Schlitten sitzenden Lagerböcken aufgenommen wird. Die Exzenterwellen, beide synchron, werden durch je einen eigenen Antrieb in Drehung versetzt.

Der unterbrochene Schnitt läßt sich dabei auch auf andere Weise erreichen.

Vorteilhaft ist somit auch eine mechanische Lösung, bei der ^eine Quasi-Planetenbewegung rein mechanisch erreicht wird, indem die Abstichmesser in den Messerhaltern radial verschieb-

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bar ausgeführt sind und die Messer gegenüber den Messerhaltern eine Relativbewegung, gesteuert durch Abrollen an einer exzentrischen Laufbahn, ausführen.

Immer aber wird an dem entscheidenden Grundgedanken der Erfindung festgehalten den Trennvorgang durch "Invers-

drehen" im unterbrochenen Schnitt langspanig aber mit begrenzter Spanlänge am stehenden Werkstück zu vollführen; denn nur durch Vermeidung hochperiodiger Eingriffe, wie sie dem Sägen und auch dem Fräsen eigentümlich sind, läßt sich ein vergleichsweise geräuscharmer, umweltfreundlicher Schneidvorgang erzielen.

Merkmale, Maßnahmen, Vorteile und Ausgestaltungen des erfiiidungbgeinäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 das Prinzip des Inversdrehens im unterbrochenen Schnitt mit Hilfe zweier überlagerter Kreisbewegungen des Abstichmessers,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für ein Abstichgerät mit Planetenbewcgung in Stirnansicht,

Fig. 3 einen Schnitt A B durch die Aufnahmeböcke,

Fig. 4 einen Schnitt C D durch die Achse des Gerätes, und

Fig. 5 die Konstruktion eines Abstechgerätes mit radial gesteuert zustellbaren Abstichmessern.

In Fig. 1 ist 13 ein Werkstück mit Außendurchmesser d und

Innendurchmesser d., D ist der Durchmesser des Schneidenkreises, er ist um etwa die doppelte Spandicke s größer gewählt als d, . Ein Messerkopf rotiert exzentrisch zum Werkstück, er

wird radial kontinuierlich zugestellt, je Umdrehung um das Maß der gewählten Spandicke. In Fig. 1 ist die Lage des Schneidenkreises nach dem Einstechen und nach beendetem Durchstechen gezeichnet. Immer ist die Messerschneide nur über einen ~> Teil des Umlaufes im Eingriff (Eingriffswinkel ψ ), der Span hat eine begrenzte Länge. Der Eingriff wandert um das Werkstück herum, der Mittelpunkt des Messerkopfes bewegt sich auf einer Kreisbahn mit der Exzentrizität e, die etwa der doppelten Spanstärke entspricht. Die Drehbewegung einer Arbeil shohlwelle und einer Planetenwelle können gleichsinnig sein, dann wird der auf das Werkzeug bezogene Eingriffswinkel kleiner oder gegensinnig, dann wird der auf das Werkstück bezogene Eingriffswinkel größer. Der Eingriffswinkel hängt im wesentlichen von dem Drehzahlverhältnis ab, im allgemeinen wird die Planetenbewegung langsamer sein; <*s wird Gegenlauf angc;.lrebt. Der Span ähnelt einer Sichel ; wegen dor unvei mcidln hen Über deckungen weicht er aber örtlich von der geometrisch exakten Sichelform ab, er kann daher besser als Schhmgrnspdn be/.eich

net werden.
20

In Fig. 2 ist ein Gehäuse 1 eines Abstechgerätes in Stirnansicht dargestellt. Das Gehäuse 1 besitzt seitlich angewachsene Gehäuse-Lappen 17, in denen Zapfen 18 von Ex'/.enterwellen 19 gelagert sind. Die Exzenterwellen 19 laufen in Lagerböcken 20 um, angetrieben durch einen zweckmäßig stufenlosen Antriebsmotor 27· Die Verbindung der beiden Exzenterwellen ist in der Zeichnung zur Verbesserung der Deutlichkeit weggelassen. Die Lagerböcke 20 stehen auf einer Grundplatte 21, die auf einem Querschlitten 14 quer zur Achse verschoben werden kann.

Im Gehäuse 1 ist eine Arbeitshohlwelle 2 gelagert. Sie trägt einen Messerkopf 3, in dem Messerhalter L₁ mit Abstichmessern radial zugestellt werden können. Für diese Zustellung ist in der Arbeitshohlwelle 2, eine Steuerhohlwelle 7 gelagert, die

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durch einen eigenen Motor 8 in Umlauf gesetzt wird. Die Steuerhohlwelle 7 trägt am schnittseitigen Ende ein großes Tellerrad 9i das in Ritzel 10 der Verstellspindeln 11 eingreift.

Das Werkstück 13 wird in Spannböcken 12, zweckmäßig beiderseits dor Schnittstelle, fest eingespannt. Die Lagerböcke 20 stehen «iuf der Grundplatte 21.

In Grundstellung läuft der Messerkopf 3 zentrisch zum Werkstück 13· Der Flugkreisdurchmesser der Schneiden ist nur wenig größer (etwa um das Maß der gewählten Spandicke) als der Außendurchmesser des Werkstückes 13·

Dementsprechend klein ist auch die Exzentrizität e der Planeten bewegung, sie wird im allgemeinen in der Größenordnung der doppelten Spandicke liegen.

Bei Beginn des Abstechens werden zunächst die Antriebsmotoren 6, 8 der Arbeitshohlwelle 2 und der Steuerhohlwelle 7 eingeschaltet. Das Gerät wird beispielsweise durch einen der Deutlichkeit halber nicht eingezeichneten hydraulischen Zylinder quer um das Ausmaß der Exzentrizität e zugestellt; die Messer 5 stechen ein. Gleichzeitig wird der Antriebsmotor 27 der Planetenbewegung eingeschaltet. Der Eingriff wandert um das Werkstück herum, unter einem werden die Abstichmesser 5 bewegt durch Verlangsamung der Steuerhohlwelle 7, radial zugestellt. Nach beendetem Durchstich werden die Messer 5 zurückgezogen und es wird das Gerät wird in die Ausgangslage zurückgebracht. Es ist damit bereit für einen weiteren Schnitt.

Die Fig. 5 zeigt ein massives auf einem Schlitten IA quer justierbar sitzendes Gehäuse 1. In ihm läuft die Arbeitshohlwelle 2, angetrieben beispielsweise durch einen stufenlos regel-

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baren Antriebsmotor 6. Am schnittseitigen Ende trägt sie den Messerkopf 3, mit den radial zustellbaren Messerhaltern 4 und den in diesen eingespannten Messern 5· In der Arbeitshohlwelle 2 läuft zentrisch die Steuerhohlwelle 7, angetrieben beispielsweise durch einen stufenlos regelbaren Elektromotor 8; am schnittseitigen Ende trägt sie ein Tellerrad 9, das in Kegelritzel 10 eingreift; diese sitzen am Ende zweier (oder mehrerer) im Messerkopf 3 gelagerter Verstell spindel η 11. Die zugehörigen GewindemuttPrn IS f.ind nut den Mcssrrhtiltorn Λ vc»r~ bunden.

Im Leerlauf drehen sich Arbeitshohlwelle 2 und Steuerhohlwelle 7 synchron; die Verstellspindeln 11 bleiben relativ in Ruhe. Bleibt die Steuerhohlwelle 7 gesteuert etwas in der Drehzahl zurück, so verschieben die Zustellspindeln 11 die Messerhalter U mit den Messern 5 nach innen, die Messerschneiden beginnen einzustechen. Diese Zustellbewegung dauert solange und in dem Maße an, als die Steuerhohlwelle 7 relativ langsamer läuft. Nach beendetem Durchstich werden die Messer 5 im EiI-gang wieder in die Ausgangslage zurückgezogen, indem die Stpuerhohlwelle 7 schneller läuft als die Ai beil shohlwol Ic 2.

Diese Bauart ist anwendbar beispielsweise für ein Absiechgerät nach Fig. 2, 3 und L,, bei dem das Gehäuse 1 eine Planetenbewegung macht, ebensogut aber auch für ein Abstechgerät, bei dem das Gehäuse 1 fest auf dem Schlitten 1Λ sitzt, und bei dem die Schneiden eine simulierte Planetenbewegung vollführen, hervorgerufen durch eine gesteuerte Relativbewegung der Steuerhohlwelle 7 gegenüber der Arbeitshohlwelle 2, etwa mit Hilfe einer NC-Steuerung.

Das Werkstück 13 (das Rohr) ist in auf einem Schlitten 14 stehenden Spannböcken 12 fest eingespannt.

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Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das Abstechen heißer Werkstücke, sie kann auch beim Abstechen kalter Werkstücke angewendet werden; immmer aber bleiben die Merkmale bestehen, daß das Werkzeug um das stehende Werkstück kreist und daß der Eingriff jeweils nur über einen Bogen der Umlaufbahn dauert. Grundsätzlich kann das gleiche Verfahren auch zum Abstechen von Vollmaterialien angewendet werden.

Die Erfindung ist somit nicht nur auf die dargestellten und/ oder beschriebenen Ausführungsbeispiele bzw. Verfahrensmaßnahmen beschränkt, sondern umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.

Bezugszeichen liste

' Gehäuse

² Arbeitshohlwelle ⁴²

Messerkopf

4 Messerhalter 44

5 Abstichmesser 45

6 Antriebsmotor für Arbeitshohlwelle 4 6

⁷ Steuerhohlwelle 47

Antriebsmotor für Steuerhohlwelle 4 8 Tellerrad ^: 4ST

1 ο Ritzel 5o

11 Verstellspindel 51

12 Spannbock 52 T3 Werkstück (Rohr) 53~

1 4 Schlitten 54

15 Gewindemutter 55

16 56

*' Gehäuselappen ·*'

8 Zapfen 5-8

Exzenterwelle

2o Lagerbock 6o

21 Grundplatte

23 63

24 64

25 65

26 66

27 67

28	68
29	69
3o	7o
31	71
32	72

33 73

L eerseite

Claims

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. H. STEHMANN* DIPL.-PHYS. DR. K. SCHWEINZER**

D-P500 NORNBERG 70 ■ ESSENWEINSTRASSE 4-6 TELEFON 0911/2037270 TELEX 06/2313S

Nürnberg, 31.03.1981 17/62

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f 1.JVerfahren zum Trennen vergleichsweise langer Werkstücke, z.B. Rohre, aus metallischem Werkstoff besonders bei hohen Temperaturen (z. B. Stahl in hellrot glühendem Zustand) in einer zur Achse normalen Ebene an beliebiger Stelle mit Hilfe eines zerspanenden Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, d^aß das Werkstück (13) beim Bearbeiten steht, daß es beiderseits der Schnittebene in festen Spannböcken (12) gespannt wird, daß das (die) in einem am Ende einer Hohlwelle (2) sitzenden Messerkopf (3) fest eingesetzte Abstichmesser (5) im unterbrochenen Schnitt mit begrenzter Spanlänge um das Werkstück (13) kreist (kreisen), und daß die durch einen Motor (6) angetriebene Arbeitshohlwelle (2) in einem Gehäuse (1) läuft, das auf einem justierbaren Querschliiien (14) einer Liingsfuhrungsbahn aufgebaut ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschlitten (14) im wesentlichen kontinuierlich gegen die Werkstückachse zugestellt wird, daß der Schlitten (14) jedoch nach jeweils zweckmäßig etwas mehr als einer Umdrehung kurzzeitig etwa um das Maß der Spandicke aus dem Schnitt gezogen, unmittelbar anschließend rückgeführt und zusätzlich um die gewählte Spandicke weiter quer zugestellt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekermzeichnet, daß die radiale Zustellung des Messers schalttech-

nisch - z.B. durch eine CNC-Steuerung - so gesteuert wird, daß die Messerschneide einen Quasikreisbogen etwa analog einer Planetenbewegung beschreibt und daß das (die) Messer eine überlagerte radiale Zustellbewegung vollführt (vollführen). 5
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Arbeitshohlwelle (2) und eine Steuerhohlwelle (7) über ein Planetengetriebe (9, 10) miteinander verbunden sind, und daß der Planetenring dieses Planetengetriebes über einen eigenen Motor eine Relativbewegung zwischen der Arbeitshohlwelle (2) und der Steuerhohlwelle (7) bewirkt, die den (die) Niederhalter (4) radial verschiebt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Λ, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Arbeitshohlwelle (2) im Laufe des Abstechens verhältnisgleich mit der Einstechtiefe erhöht wird.
6. Verfuhren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- ^O kennzeichnet, _daß_ ein Teinperaturineßgerät die Temperatur des Werkstikkes (13) überwacht und bei Unterschreiten dessen Temperatur das Abstechgerät blockiert.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, ^•5 dadurch gekennzeichnet, da_ß der Drehsinn der Planetenbewegung des Gehäuses (1) invers zum Drehsinn der Arbeitshohlwelle (2) ist.
8. Vorrichtung zum Trennen vergleichsweise langer Werkstücke, 7. H. Rohre, aus metallischem Werkstoff besonders bei hohen Temper.inn en (/.Ii. Stahl in hellrot glühendem Zustand) in einer /ur Ai hse not malen Kbene an beliebiger Stelle mit Hilfe eines zerspanenden Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit Abstichrnessern (5) bestückter Messerkopf (3) am schnitt-

seitigen Ende einer in einem Gehäuse (1) umlaufenden Arbeitshohlwelle (2) sitzt, daß das Gehäuse (1) zwei seitlich angewachsene achsparallele Lappen (17) mit Lagerbohrungen trägt, daß das Gehäuse (1) in Zapfen (18) von Exzenterwellen (19) aufgenommen ist, die ihrerseits in auf einer Grundplatte (21) sitzenden Lagerböcken (20) umlaufen, angetrieben durch einen zweckmäßig stufenlos regelbaren Elektromotor (6), daß die Exzenterwellen (19) der beiden Lagerböcke (20) auf synchronen Umlauf miteinander verbunden sind, daß weiters das (die) Abstichmesser (5) bzw. dessen (deren) Messerhalter (4) im Messerkopf (3) radial verschiebbar angebracht ist (sind), und daß das (die) Abstichmesser (5) während des Abstechvorganges kontinuierlich gegen das Werkstück (13) zugestellt wird (werden), im Ausmaß der gewählten Spandicke je Umdrehung.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstichmesser (5) zum Drehen im unterbrochenen Schnitt im radial verschiebbaren Mer.serhalter (4) gegen Fetleidruck nach innen ausweichbar geführt ist, daß das Absl ή hmesser (5) außen (an dem der Schneide entgegengesetzten Fnde) eine Rolle trägt, die an einer Innenfläche einer am Gehäuse (1) befestigten Ringbahn läuft, welche Ringbahn innen örtlich über einen wählbaren Winkelbereich einen stetig eingebundenen kleineren (etwa im Ausmaß der gewählten Spandicke) Abrollradius aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Messerkopf (3) tragenden Arbeitshohlwelle (2) zentrisch eine Steuerhohlwelle (7) gelagert ist, und daß die Steuerhohlwelle (7), die an ihrem schnitt seitigen Ende ein großes Tellerrad (9) trägt, das in Kegelritzeln (10) der Zustcll spindeln (11) für die radial verschiebbaren Mosserhalter eingreift, durch einen eigenen regelbaren Antriebsmotor (8) angetrieben, im Leerlauf synchron mit der Arbeitshohlwelle

(2) umläuft, daß sie aber im Schnitt eine Relativbewegung gegenüber der Arbeitshohlwelle (2) vollführt.