DE3304201A1

DE3304201A1 - Verfahren und vorrichtung zum besaeumen von blechen

Info

Publication number: DE3304201A1
Application number: DE19833304201
Authority: DE
Inventors: Erwin 4813 Altmünster Fuchs; Johann 4861 Kam.Schörfling Knoll; 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: 1983-02-08
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1984-08-09
Also published as: US4604011A; JPS59146706A; JPS58160011A; GB2134827A; GB8314495D0; GB2134827B; DE3304201C2

Description

PATENTANWALT DfPL- PHYSV DR. K. SCHWEINZER

ZUGELASSENER VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT ESSEN WEINSTRASSE 4-6 D-BiOO N DRNBCRG 70 TELEFON 09 H / 20 37 27 O TELEX 06 / 23 135

Nürnberg, 08.02.1983 17/62

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

"Verfahren und Vorrichtung zum Besäumen von Blechen"

-H-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten der Kanten von Blechen (Bänder/ Platten, Tafeln oder dergleichen) mittels an rotierenden Fräswerkzeugen angeordneter Schneidelemente.
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Oft müssen bleche zur weiteren Verarbeitung, z.B. zur Herstellen von Rohren, im Schiffsbau oder dergleichen, an den Kanten durch Fräsen vorbereitet werden. Dazu sind Besäumfräsmaschinen bekannt, die entweder für ruhende oder durchlaufende Tafeln oder Bänder ausgebildet sind.

Beim einfachen Stirnfräsen liegt die Achse des Fräsermesserkopfes etwa in der Blechebene. Als Kenngröße für das Fräsen gilt der sogenannte Kommafaktör k, nämlich das Verhältnis Fräservorschubpro Eingriff S_v zur Spanstärke /S . Dieser Kommafaktor ist beim Stirnfräsen gleich 1.

zur Vergrößerung des Kommafaktors und somit zur Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit ist als weiteres Bearbeitungsverfahren das Umfangsfrasen bekannt, wobei die Fräsmesserkopfachse senkrecht zur Blechebene angeordnet ist. Dadurch ist der Eingriffswinkel /D kleiner als 90°. Es gilt: k=l/sin ß. Dadurch ist der Fräservorschub S_v pro Schneide wesentlich größer als die Spanstärke /3 . Bei gleicher Spanstärke und gleicher Geschwindigkeit der Schneiden sowie gleicher Frästiefe kann dabei mit schnellerem Vorschub gefräst werden. Der Kommafaktor ist umso größer, je größer der Messerkopfdurchmesser und kleiner die Schnittiefe ist.

y -

Werden sehr hohe Vorschubyeschwindigkeiten gewünscht, treten jedoch Schwierigkeiten auf. Zwar führt eine Vergrößerung des Frasmesserkopfes zu einer Verkleinerung des Eingriffswinkels \j und somit zu einer Vergrößerung des Kommafaktors,jedoch steigen auch die Anforderungen an die Lagerung, den Platzbedarf und die Kosten sowie die Schwierigkeiten eines Werkzeugwechsels.

Bei einer Vergrößerung der Schneidenanzahl bei gleichem Durchmesser verringert sich der Schneidenabstand und damit auch der Spanraum, den ein Span zum Abrollen benötigt.

Die Anordnung mehrerer Fräsmesserköpfe hintereinander führt zu einem hohen Aufwand. Zusätzlich besteht die Schwierigkeit, ein krummes Blech durch mehrere geradlinig nacheinander angeordnete Frässtationen zu führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens, anzugeben, mit dem in einfacher und kostensparender Weise eine wesentliehe Erhöhung der Vorschubgesschwindigkeit, insbesondere über eine Vergrößerung des Kommafaktors zu erzielen ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs erläuterten Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein kegelförmiges Werkzeug verwendet wird, mit am Kegelmantel angeordneten Schneidwerkzeugen, daß jene Erzeugende, welche am nächstem zum Blech liegt, in der Bearbeitungsebene liegt und daß der Kegelwinkel CK, zwischen 150 bis einschließlich 180° beträgt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird durch eine Schrägstellung des kegelförmigen Werkzeuges um einen kleinen Winkel <j um eine Achse senkrecht zur Blechebene in Vorschubrichtung ermöglicht, noch größere Kegelwinkel zu verwenden, ohne daß der Eingriffspunkt außerhalb des Kegelmantels zu liegen kommt. Diese Vergrößerung des Kegelwinkels oC führt zu einer Kommafaktorvergrößerung.

Die Drehbewegung des Fräserkegels und die Vorschubbewegung des Bleches können gleichsinnig, aber auch gegensinnig verlaufen.

Die Erfindung umfaßt auch eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Blechen (Bänder, Platten, Tafeln oder dergleichen) mittels an rotierenden Fräswerkzeugen angeordneter Schneidelemente, die im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, ist, daß die Schneidelemente am Mantel eines kegelförmigen Werkzeuges (Messerkopf) angeordnet sind, daß jene

Erzeugende, welche am nächsten zum Blech liegt, in der Bearbeitungsebene liegt, und daß der Kegelwinkel cKj zwischen 150 bis einschließlich 180" gewählt ist.
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Zwar ist es bekannt, Kegelfräser, insbesondere solche unter 150° einzusetzen, um eine bestimmte Form an Blechkanten zu erzielen. Die Erfindung befaßt sich jedoch nicht mit der Form der Blechkante, sondern benutzt den Kegelfräser einschließlich Schrägstellung ausschließlich zur Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit, ein Zweck, zu dem Kegelwinkel unter 150°, insbesondere unter 120° ungeeignet sind.

In noch weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Achse des kegelförmigen Werkzeuges um einen kleinen Winkel um eine Achse senkrecht zur Blechebene in Blechvorschubrichtung geneigt angeordnet.

Um die volle Bewegungsbahn des Kegelfräskopfes über das zu bearbeitende Blech auszunutzen, ist es vorteilhaft, als Schneidelemente Schneidleisten vorzusehen, deren Länge dem radialen Abstand zwischen Kegelaußenkante und Innenkante des zu bearbeitenden Blechrandes entspricht.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung zum Bearbeiten des Randes bewegter Blechbänder ist gekennzeichnet durch zwei symmetrisch zur Mitte des zu behandelnden Bleches angeordnete, über ein Getriebe, von einem Motor angetriebene, Kegelfräser, durch Mittel zum Verschwenken der Kegelfräserachsen um eine Achse senkrecht zur Blechebene oder durch einen fix eingestellten Winkel ο sowie durch Mittel zum Einstellen des Abstandes der beiden Kegelfräser in Abhängigkeit von der Breite des zu bearbeitenden Bleches.

Zur Verstellung bzw. Anpassung an die jeweilige Bandbreite ist es vorteilhaft, daß mindestens ein (Quer-)Schlitten, der einen Kegelfräser mit Antriebsmittel trägt, vorgesehen ist.

Weitere Einzelheiten, Maßnahmen und Vorteile werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 schematisch das Stirnfräsen,
Fig. 2 schematisch das Umfangfräsen,

Fig. 3 schematisch das Räumfräsen in Form eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kegelfraserkopfes,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines

erfindungsgemäßen Kegelfräskopfes in Seitenansicht,

Fig. 5 eine Draufsicht von Fig. 3,
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel in Blechebene,

Fig. 7 in Seitenansicht,

Fig. 8 in Draufsicht, und

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel in schema-

tischer Darstellung.
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In Fig. 1 ist schematisch das bekannte Stirnfräsverfahren dargestellt. Dabei liegt die Achse 3 eines Stirnfräsmesserkopfes 2 in der Ebene des zu besäumenden Bleches 1. Es ist sofort ersichtlich, daß der Fräservorschub pro EingriffA»_v gleich der Spanstärke /5 ist. Daraus ergibt sich ein Kommafaktor k = /j_v/ /5=1.

Das bekannte Umfangsfrasen ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Bei diesem Verfahren rotiert ein Umfangsfräsmesserkopf 4 um eine senkrecht zur Ebene des Bleches 1 angeordnete Achse 5. Der Kommafaktor k = 1/ fe fb , wobei fj der Eingriffswinkel zwischen Blechkante und Tangente an dem Umfangspunkt des Messerkopfes 4 am Berührungspunkt mit der Blechkante ist. Der Span 6 erhält die Form eines Kommas.

In den Fig. 3, 4 und 5 ist das erfindungsgemäße Raumfräsverfahren gezeigt. Bei diesem Verfahren

wird ein Kegelfräsmesserkopf 7 verwendet, bei dem Schneidelemente 8, bzw. Schneidleisten 8" am Mantel des Messerkopfes 7 angeordnet sind, dessen Achse 10 schräg zur Ebene des Bleches 1 verläuft. Der Schnitt des Kegels mit der Blechebene ergibt eine Hyperbel mit einem sehr kleinen Eingriffswinkel fi , sodaß ein großer Kommafaktor resultiert. Je größer der Öffnungswinkel X des Kegelfräsmesserkopfes ist, im Grenzfall Jv= 180°, desto größer wird, bei gleichem Radius des Messerkopfes, der Kommafaktor. Bei diesem Ausführungsbeispiel steht eine Erzeugende 9 des Kegelfräsmesserkopfes 7 etwa senkrecht zur Ebene des Bleches 1.

Der Eingriffspunkt 19 ist in Fig. 4 gegeben durch die rechte obere Ecke des strichlierten Rechteckes, welches das abgenommene Material symbolisiert. In Fig. 5 ist der erwähnte Punkt 19 der rechte untere Punkt der strichlierten Trapezfläche, welche den Span symbolisiert, während die strichpunktierte Linie die Grenze des Kegelmantels darstellt.

Um die volle Bewegungsbahn des Kegelfräskopfes über das zu bearbeitende Blech auszunutzen, ist es zweckmäßig, anstelle von Schneidplatten Schneidleisten 8" zu verwenden.

Eine weitere Steigerung des Kommafaktors k läßt sich dadurch erzielen, daß die Achse 10 senkrecht zur Ebene des Bleches 1 um einen kleinen Winkel (j geneigt wird bzw. fest eingestellt ist, wie in Fig. 6, 7 und 8 dargestellt. Der Eingriffswinkel (S wird durch diese Maßnahme weiter verkleinert.

Diese Schrägstellung ermöglicht es, mit demselben Kegelfräsmesserkopf 7 größere Bearbeitungstiefen bzw. bei derselben Bearbeitungstiefe flachere Kegelfräser (d.h. größere Öffnungswinkel <£/ ) und somit größere, Kommafaktoren zu erzielen.

In Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch gezeigt. Auf einem Maschinenbett 17 sind auf Schlitten 16 zwei Fräseinheiten, bestehend aus Antriebsmotor 15 der über ein Getriebe 14 einen Kegelfräsmesserkopf 7 antreibt, relativ zueinander verschiebbar angeordnet. Die Schlitten 16 dienen zur Anpassung an die Breite eines jeweiligs in Bandführungsrollen 12 an Ständern 13 gelagerten Bleches 1.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 bis 5 liegt die Achse 10 in der Zeichnungsebene. Hingegen ist die Achse 10 geneigt gegen die Zeichnungsebene bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 bis 8.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.

¹ Blech	-	>	42
2 Stirnfräsmesserkopf		43
³ Achse von 2	i	44
* Umfangsfräsmesserkopf	>	45
³ Achse von 4	I	46
³ Span		47
⁷ Kegelfräsmesserkopf	I.	48
3 Schneidelement, 8'Schneidieist	I	e49
^ Erzeugende	I	50
³ Achse von 7		51
I Fräsfläche bzw. Span	I	52
- Bandführungsrollen	I	53
^J Ständer -		54
* Getriebe	t	55
> Antriebsmotor		56
> Schlitten		57
^? Maschinenbett	I	58
* Span	I	59
* Schneidwerkzeug-Angriffspunkt	I	60
)		61
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63
64
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Claims

PATENTANWALT DfPL-PHVsVDR. K. SCHWEINZER

ZUGELASSENER VERTRETER VOR DEM EU ROI¹AISCH EN PATENTAMT ESSENWEINSTRASSE 4-6 D-8500 N DRNBERG 70 TELEFON 09 11 / 2U37 27 O TELEX Oi / 23 135

Nürnberg, 08.02.1983 17/62

Ansprüche

Iy Verfahren zum Bearbeiten der Kanten von Blechen

(Bänder, Platten Tafeln oder dergleichen) mittels an rotierenden Fräswerkzeugen angeordneter Schneidelemente, dadurch gekennzeichnet, daß ein kegelförmiges Werkzeug verwendet wird, mit am Kegelmantel angeordneten Schneidwerkzeugen, daß jene Erzeugende, welche am nächstem zum Blech liegt, in der Bearbeitungsebene liegt und daß der KegelwinkelX zwischen 150 bis einschließlich 180° beträgt.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Achse des kegelförmigen Werkzeuges um einen kleinen Winkel ö um eine Achse senkrecht zur Blechebene in Blechvorschubrichtung geneigt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Kegels und die Vorschubbewegung des Bleches gleichsinnig verlaufen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Kegels und die Vorschubbewegung des Bleches gegensinnig verlaufen.
5. Vorrichtung zum Bearbeiten von Blechen (Bänder, Platten, Tafeln oder dergleichen) mittels an rotierenden Fräswerkzeugen angeordneter Schneidelemente, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schneidelemente am Mantel eines kegelförmigen Werkzeuges (Messerkopf) angeordnet sind, daß jene Erzeugende, welche am nächsten zum Blech liegt, in der Bearbeitungsebene liegt, und daß der Kegelwinkel oCzwischen 150 bis einschließlich 180° gewählt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Achse des kegelförmigen Werkzeüges um einen kleinen Winkel um eine Achse senkrecht zur Blechebene in Blechvorschubrichtung geneigt angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Schneidelemente Schneidleisten vorgesehen sind, deren Länge dem radialen Abstand zwischen Kegelaußenkante und Innenkante des zu bearbeitenden Blechrandes entspricht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch zwei symmetrisch zur Mitte des zu behandelnden Bleches angeordnete, über ein Getriebe von einem Motor angetriebene, Kegelfräser, durch Mittel zum Verschwenken der Kegelfräserachsen um eine Achsesenkrecht zur Blechebene sowie durch Mittel zum Einstellen des Abstandes der beiden Kegelfräser in Abhängigkeit von der Breite des zu bearbeitenden Bleches.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Verstellung der Bandbreite mindestens ein (Quer-)Schlitten, der einen Kegelfräser mit Antriebsmittel trägt, vorgesehen ist.