DE3607405C2 - Schneidegerät zum radialen Abtrennen von Kunststoffschläuchen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneidegerät zum radialen Ab­ trennen von Kunststoffschläuchen, wobei eine Spannvorrich­ tung mit radial verstellbaren Spannelementen für den abzu­ trennenden Kunststoffschlauch gegenüber einer Schneidevor­ richtung so angeordnet ist, daß die Schneide senkrecht zur Achse des Kunststoffschlauches am äußeren Umfang aufsetzbar ist und wobei die Schneide mit Hilfe einer Vorschubein­ richtung zumindest annähernd in radialer Richtung zum Kunststoffschlauch verschiebbar ist und die Schneidevor­ richtung oder die Spannvorrichtung rotierbar angeordnet ist.

Bisher werden die benötigten Längen von Kunststoffschläu­ chen, insbesondere von Schrumpfschläuchen, im allgemeinen vom Hersteller bereits auf Gebrauchslängen beschnitten, so daß je nach Bedarf der entsprechend konfektionierte Schlauch eingesetzt werden konnte. In besonderen Fällen, bei denen andere Längen benötigt wurden, ist die erforderliche Länge durch entsprechenden Abschnitt bei der Montage hergestellt worden. Diese Maßnahme führt jedoch oft zu Schwierigkeiten an den Abschnittkanten. Diese Abschnittkanten zeigten in vielen Fällen Riefen oder kleine Einschnitte, die beim Schrumpfvorgang zum Einreißen des Schrumpfschlauches führten. Damit ist die Umhüllung in den meisten Fällen unbrauchbar, da die Gefahr des Weiterreißens besteht.

Aus der deutschen Offenlegungschrift DE-A1-29 06 177 ist eine Schneideinrichtung für schlauchförmige Werkstücke be­ kannt. Hier wird ein Schlauchabschnitt vor dem Abschneiden erwärmt, auf einen Formdorn geschoben und mittels eines Schneidwerkzeuges, das über einen Kraftantrieb in Schneid­ eingriff gebracht wird, abgeschnitten.

In der DE-A1-23 14 556 wird ein Gerät zum Abstecken von Rohren beschrieben, bei dem ein Zahnkranz einen verstell­ baren Werkzeughalter mit Schneidmesser aufweist. Das Rohr wird in einer mittigen Öffnung des Gerätes mit Spannbacken gehalten.

Bei dem deutschen Gebrauchsmuster 19 77 180 handelt es sich um eine Trennvorrichtung zum Abscheiden von Längen eines Rohrmaterials, wobei eine Trennklinge sich um die Achse des Rohrmaterials dreht. Die Trennklinge ist in einem rotierenden Schneidkopf angeordnet, der auf einem in Richtung der Rohr­ achse beweglichen Schlitten sitzt.

Aus der britischen Patentschrift GB 1.033.089 ist weiterhin ein Schneidkopf bekannt, mit dem kontinuierliches langge­ strecktes Kunststoffmaterial beschnitten werden kann. Dabei wird ein rotierendes Messer verwendet.

Es ergibt sich für vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein Schneidegerät zu schaffen, mit dem unsaubere Abschnitts­ kanten vermieden werden, so daß an der Montagestelle ohne Gefahr beliebige Längen von einem Langstück abgeschnitten werden können, wobei das Schneidegerät auch für dünnwandige Kunststoffschläuche der verschiedensten Durchmesser ge­ eignet sein muß. Die gestellte Aufgabe wird nun mit einem Schneidegerät der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß die Spannelemente der Spannvorrichtung als verstellbare Lamellen in Form einer kontinuierlich veränderbaren Iris­ blende ausgebildet sind, daß in der Spannvorrichtung min­ destens eine ringförmige Abstützkammer konzentrisch zum ab­ zuschneidenden Kunststoffschlauch angeordnet ist, daß die ringförmige Abstützkammer in ihrer Breite axial durch Stell­ mittel veränderbar ist und daß in der Abstützkammer steife, lamellenartige Spannelemente in veränderbarer Schräglage angeordnet sind, daß über den Spannelementen ein loses, rohrförmig gebogenes Einlageband angeordnet ist und daß die durch das Einlageband gebildete zylindrische Öffnung zur Aufnahme des Kunststoffschlauches durch Überlappung der Längsränder des Einlagebandes dem Durchmesser des zu schneidenden Kunststoffschlauches anpaßbar ist.

Das Schneidegerät gemäß der Erfindung ist nun dazu ge­ eignet, daß auch dünnwandige, flexible Kunststoffschläu­ che, insbesondere Schrumpfschläuche, ohne Beschädigungen an der Schnittkante wie Riefen oder Einschnitte nach Be­ darf in beliebiger Länge beschnitten werden können. Das Schneidegerät ist so handlich, daß es ohne weiteres mit dem üblichen Montagewerkzeug mitgeführt werden kann. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß es für verschiedene Durchmesser von Kunststoffschläuchen geeignet ist. Das Beschneiden von flexiblen und dünnen Kunststoffschläuchen ist möglich, da das Schneidegerät eine Spannvorrichtung aufweist, durch die die abzutrennenden Kunststoffschläuche in zylindrischer Form fixiert werden. Durch diese Spannvorrichtung wird der Kunststoffschlauch so fixiert, daß mit Hilfe einer am äuße­ ren Umfang aufgesetzten Schneide ein umlaufender Schnitt ausgeführt werden kann. Dabei wird die Schneide so stabili­ siert, daß Anfangs- und Endpunkt des Schnittes nach einer Umdrehung identisch sind, so daß auch in diesem kritischen Punkt kein Schnittversatz auftritt. Auf diese Weise ent­ stehen keine Riefen und keine Einschnitte quer zur Schnitt­ fläche, so daß die Gefahr des späteren Einreißens bzw. Weiter­ reißens während des Schrumpfvorganges behoben ist. Der Schneidevorgang selbst kann nun entweder durch Rotation der Schneidevorrichtung um den eingespannten Kunststoffschlauch herum oder durch Rotation des Kunststoffschlauches bei feststehender Schneidevorrichtung erfolgen. Beide Ausführungsformen sind möglich und etwa gleichwertig, so daß die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit rotierender Schneidevorrichtung das Schneidegerät gemäß der Erfindung eindeutig klarstellt.

Die Erfindung wird durch das genannte Ausführungsbeispiel anhand von drei Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt des Schneidegeräts.

Fig. 2 zeigt eine Frontansicht des Schneidegerätes.

Fig. 3 zeigt das Ausführungsbeispiel einer Spannvorrichtung.

Fig. 4 zeigt die Schneidengeometrie.

Die Fig. 1 verdeutlicht in einem Querschnitt durch das Schneidegerät 1 gemäß der Erfindung in erster Linie den Aufbau der Spannvorrichtung 6-7-8 und die Lage der Schneidevorrichtung 3-4-5, die hier als rotierender Funktionsteil ausgebildet ist. Die Spannvorrichtung 6-7-8 ist im wesentlichen als Hohlzylinder 14 mit stirnseitigen Abschlüssen 15 ausgebildet, wobei die stirnseitigen Abschlüsse 15 konzentrische Kreisausschnitte aufweisen. Diese Öffnungen sind so gewählt, daß der maximal zu schneidende Kunststoffschlauch gerade noch eingeführt werden kann. In diesem Hohlzylinder 14 befinden sich nun mindestens an jeder Stirnseite ringförmige Kammern 11, in welchen z. B. steife, lamellenartige Spannelemente 7a in Schräglage eingesetzt sind. Beispielsweise könnte jeweils eine ringförmige Abschlußwandung dieser Kammern 11 über ein Verstellmittel 6 axial verschiebbar sein, so daß die Breite dieser Kammern 11 verändert werden kann. Dadurch werden nun die Spannelemente 7a in ihrer Schräglage verändert und ragen dadurch je nach Verschiebungsrichtung mehr oder weniger in den Einführraum für den zu schneidenden Kunststoffschlauch 10 hinein, wodurch der Durchmesser des Einführraumes erweitert bzw. verengt wird. Wenn nun ein Kunststoffschlauch 10 eingeführt ist, wird dieser von den radial angeordneten Spannelementen 7a rundum gleichmäßig erfaßt und bei entsprechendem Druck durch die Verstellmittel 6 gleichförmig fest eingespannt. Dabei ergibt sich zwangsläufig, daß flexible Kunststoffschläuche durch die Stützwirkung der Spannelemente 7a in kreisrunde Form gebracht und in gewisser Weise für den Schnitt in dieser Form gefestigt bleiben. Besonders vorteilhaft sind jedoch Spannelemente 7 in der Form von sogenannten Irisblenden, die durch ein Verstellmittel 6 kontinuierlich im Öffnungsdurchmesser verändert werden können, wie sie in Fig. 3 näher skizziert sind. Durch Verschiebung der Verstellmittel 6 in Umfangsrichtung läßt sich dann der Öffnungsdurchmesser verändern. Die Spannelemente 7a dienen dabei als fixierende Andruckmittel. Die Stützwirkung und Verstärkung für den Schnitt kann zusätzlich durch ein Einlagenband 8 erhöht werden, das aus federungsfähigem Material besteht, wobei die Längsränder lose übereinander gebracht sind. Dies ist besonders bei Schläuchen mit extrem kleinen Wanddicken-Durchmesser-Verhältnissen angebracht, wie z. B. bei einer Wanddicke von ≦ωτ 2,05 mm Wanddicke und einem Durchmesser von 100 mm. So läßt sich jeweils bei Veränderung des Spanndurchmessers durch mehr oder weniger weites Übereinanderschieben seiner Längsränder der Öffnungsdurchmesser gleichförmig über die ganze Länge hinweg anpassen und es entsteht dadurch eine durchgehende Führung für den Kunststoffschlauch. Dieses Einlagenband 8 besteht zum Beispiel aus federhartem Metall oder aus sehr hartem, jedoch federungsfähigem Kunststoff, z. B. Polyamid. Die Verstellmechanismen 6 für die Spannelemente 7 der einzelnen Spanneinheiten sind zweckmäßigerweise miteinander gekoppelt, so daß die Spannung gleichmäßig und gleichförmig erfolgt. Dicht an einer Stirnseite des Hohlzylinders 14 ist nun die Schneidevorrichtung 3-4-5 angeordnet, und zwar so nahe, daß die durch die Spannvorrichtung 6-7-8 erzwungene Steifigkeit des flexiblen Kunststoffschlauches 10 noch voll wirksam ist. Wie bereits erwähnt, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Schneidevorrichtung 3-4-5 rotierbar am Hohlzylinder 14 der Spannvorrichtung 6-7-8 angeordnet. Die eigentliche Schneidevorrichtung 3-4-5 ist auf einer Scheibe 2 angeordnet, deren Rand 2a so umgebördelt ist, daß er einen umlaufenden Grat des Hohlzylinders 14 hintergreift. Dieses Hintergreifen ist jedoch lose, so daß die Scheibe 2 leichtgängig gedreht werden kann. Auch diese Scheibe 2 weist eine Öffnung auf, durch die der Kunststoffschlauch hindurchgeführt wird. Auf der Scheibe 2 ist die Schneidevorrichtung 3-4-5 über eine Vorschubvorrichtung 3 etwa in radialer Richtung verschiebbar angeordnet. Diese Schneidevorrichtung 3 kann separat oder automatisch mit der Drehkurbel 5 und einem Anpassungsgetriebe 4 betätigt werden. Dies bedeutet, daß die Schneide 9 beim Drehen der Scheibe 2 mit der Kurbel 5 automatisch einen entsprechenden Vorschub erhält, so daß sich die Eindringtiefe der Schneide 9 während eines Umlaufs um den eingespannten Kunststoffschlauch 10 vergrößert. Mit einer Feststellvorrichtung 13 kann jedoch bei Bedarf die Schneide 9 fixiert werden. Eine saubere und unkritische Schnittkante in dem oben bereits beschriebenen Sinne kann nur dann erhalten werden, wenn die Schneide 9 entsprechend stabilisiert wird. Dies erfolgt dadurch, daß sich die Schneide 9 durch die Schnittkraft selbst stabilisiert. Eine solche Wirkung wird dadurch erreicht, daß die Einspannung der Schneide 9 in Schnittrichtung vor der Schneidefläche liegt. Weiterhin wird eine Stabilisierungswirkung durch die Abschrägung der Schneide 9 erreicht, wobei der Winkel α « 90° gewählt ist (siehe Fig. 2); günstige Werte für α liegen zwischen 15° und 45°.

Die Vorschubbewegung über das Getriebe sollte so eingestellt sein, daß die Zustellung pro Umdrehung kleiner ist als die Wandstärke des zu schneidenden Kunststoffschlauches 10. Die Schneideklinge sollte möglichst dünn sein, zum Beispiel 0,6 mm stark oder sogar dünner, wobei die beschriebene Stabilisierungswirkung dazu beiträgt, daß sie sich nicht verbiegt oder gar schräg zur Umfangsrichtung abdriftet. Nach einer 360°-Drehung trifft dann die dünne und flexible Schneideklinge genau wieder auf die Anschnittsrille. Der Schnittverlauf ist auf diese Weise ansatzfrei und ohne Riefen in radialer Richtung und erfüllt damit die Bedingung für eine einwandfreie Schnittkante, insbesondere bei relativ dünnen Kunststoffschläuchen in der Schrumpftechnik.

Die Fig. 2 zeigt das Schneidegerät 1 nach Fig. 1 in einer Frontansicht, woraus deutlich wird, daß die Schneidevorrichtung 3-4-5 in etwa radialer Richtung auf der drehbaren Scheibe 2 angeordnet ist. Die Schneide 9 ist an der Schneidekante unter einem Winkel α abgeschrägt, wodurch auch schon eine Stabilisierung der Klinge erreicht wird. Auf diese Weise liegt beim Anschneiden des Schlauches die Schneide in Schnittrichtung am hinteren Ende der Einspannung. Die Schneide 9 kann nun, wie bereits beschrieben, entweder durch die Kurbel 5 über das Vorschubgetriebe 4 und die Vorschubeinrichtung 5 bewegt oder durch die Fixiervorrichtung 13 festgelegt werden. Weiterhin sind die Verstellmittel 6 angedeutet, die zur Anpassung des Durchmessers der Spannvorrichtung dienen. Im Inneren der Einführungsöffnung ist das Einlagenband 8 und dazu konzentrisch der bereits beschnittene Kunststoffschlauch 10 zu erkennen.

Die Fig. 3 zeigt schließlich eine Spannvorrichtung nach dem an sich bekannten Prinzip einer Irisblende, wie sie zum Beispiel bei Fotoapparaten verwendet wird. Diese Irisblende besteht aus einzelnen Verschlußelementen, die hier als Spannelemente 13 eingesetzt werden. Über den Verstellmechanismus mit den Verstellmitteln 6, die zum Beispiel gegenläufig in Umfangsrichtung betätigt werden, werden die einzelnen Spannelemente 13 am Umfang des flexiblen Kunststoffschlauches 10 angepaßt, wobei sich wiederum der Kunststoffschlauch in kreisrunde Form bringen läßt und dadurch gestützt wird. Der weitere Ablauf erfolgt in der bereits beschriebenen Art, da solche "Irisblenden" die vorher beschriebenen Spannelemente 7 ersetzen. Als zusätzliche Versteifung kann zusätzlich wieder ein Einlagenband 8 eingesetzt werden. Wenn man jedoch ohne Einlagenband auskommen will, empfiehlt es sich, den Abstand zwischen den einzelnen Spanneinheiten so zu wählen, daß er das 0,5- bis 1,5-fache des größten Spanndurchmessers beträgt. Das Einlagenband 8 wird vorzugsweise ein- oder zweiseitig mit einer Kunststoffbeschichtung oder einem Gleitlack versehen, um die Gleitfähigkeit während des Anpaßvorganges zu verbessern. Eine Verbesserung in diesem Sinne und für eine ausgeglichene Kreisform läßt sich weiterhin durch die Verjüngung der Längskanten des Einlagenbandes 8 erreichen, so daß der Übergang an den Überdeckungskanten möglichst gering ist.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für Schlauchdurchmesser von 20-160 mm gemäß der Erfindung besitzt zwei "Irisblenden", die im Abstand von 80 mm angeordnet sind. Zwischen den Kanten der "Irisblenden" und dem zu spannenden Kunststoffschlauch wird ein Einlagenband aus VA-Stahl mit 0,2 mm Dicke eingespannt. Der Abstand zwischen dem Einlagenblech und der Schneideklinge an der einen Stirnseite der Spannvorrichtung beträgt vorzugsweise 2 mm. Diese Schneideklinge ist auf der konzentrisch zum Hohlzylinder 14 drehbaren Scheibe 2 angeordnet. Der Vorschub der Schneideklinge beträgt pro Umdrehung ca. 0,5 mm und er erfolgt über eine Spindel. Die Schneidekante der Schneide ist in einem Winkel von 30° zur Tangente an den eingespannten Kunststoffschlauch angestellt und die Schneideklinge ist senkrecht zur Schneidekante eingespannt, wobei die Dicke der Schneideklinge 0,4 mm und der Keilwinkel der Schneideklinge etwa 10° beträgt, wie in Fig. 4 skizziert ist.

Claims (8)

1. Schneidegerät zum radialen Abtrennen von Kunststoff­ schläuchen, wobei eine Spannvorrichtung mit radial verstell­ baren Spannelementen für den abzutrennenden Kunststoff­ schlauch gegenüber einer Schneidevorrichtung so angeordnet ist, daß die Schneide senkrecht zur Achse des Kunststoff­ schlauches am äußeren Umfang aufsetzbar ist und wobei die Schneide mit Hilfe einer Vorschubeinrichtung zumindest an­ nähernd in radialer Richtung zum Kunststoffschlauch ver­ schiebbar ist und die Schneidevorrichtung oder die Spann­ vorrichtung rotierbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (13) der Spannvorrichtung (6-13-8) als verstellbare Lamellen (13) in Form einer kontinuierlichen ver­ änderbaren Irisblende ausgebildet sind, daß in der Spann­ vorrichtung (6-7-8) mindestens eine ringförmige Abstütz­ kammer (11) konzentrisch zum abzuschneidenden Kunststoff­ schlauch (10) angeordnet ist, daß die ringförmige Abstütz­ kammer (11) in ihrer Breite axial durch Stellmittel (6) ver­ änderbar ist und daß in der Abstützkammer (11) steife, la­ mellenartige Spannelemente (7) in veränderbarer Schräglage angeordnet sind, daß über den Spannelementen (7, 13) ein loses, rohrförmig gebogenes Einlagenband (8) angeordnet ist und daß die durch das Einlageband (8) gebildete zylindri­ sche Öffnung zur Aufnahme des Kunststoffschlauches (10) durch Überlappung der Längsränder des Einlagebandes (8) dem Durchmesser des schneidenden Kunststoffschlauches (10) anpaßbar ist.

2. Schneidegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einheiten von Spannelementen (7, 13) in Achs­ richtung der jeweiligen Spannvorrichtung hintereinander an­ geordnet sind.

3. Schneidegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmittel (6) der einzelnen Spanneinheiten miteinander gekoppelt sind.

4. Schneidegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der einzelnen Spanneinheiten in axialer Richtung das 0,5- bis 1,5fache des größten Spanndurch­ messers beträgt.

5. Schneidegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlagenband (8) aus federhartem Metall besteht.

6. Schneidegerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlagenband (8) aus sehr hartem Kunststoff be­ steht.

7. Schneidegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlagenband (8) zumindest einseitig mit Kunst­ stoff, z. B. Polyamid beschichtet ist.

8. Schneidegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlagenband (8) zu den Längskanten hin kontinuier­ lich in der Wandstärke abnimmt.