DE4215646A1 - Vorrichtung zum Querschneiden eines weichplastischen Massestranges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Querschneiden eines kontinuierlich in Längsrichtung bewegten, weichpla­ stischen Massestranges, insbesondere eines Rohres aus Ton od. dgl. Massen, mit einer Schneidvorrichtung, die wäh­ rend des Schneidvorganges mit gleicher Geschwindigkeit wie der Massestrang in dessen Längsrichtung bewegt wird.

Es ist bekannt, Rohre, Lochziegel oder andere Formstücke und Erzeugnisse der keramischen Industrie von einem weichplastischen Massestrang, der kontinuierlich aus einer Formdüse ausgepreßt wird, mit einem Draht abzu­ schneiden, der entweder in Horizontalrichtung oder quer durch den Massestrang gedrückt wird. Hierzu ist es not­ wendig, entweder den Massestrang während des Schnittes anzuhalten, ihn also diskontinuierlich aus der Formdüse auszupressen, oder aber den Schneiddraht während des Schneidvorganges mit gleicher Geschwindigkeit wie den Massestrang in dessen Längsrichtung zu bewegen, um einen senkrecht zur Längsrichtung des Massestranges verlaufen­ den Schnitt zu erzeugen. Dies geschieht gewöhnlich mit Hilfe eines Umlaufabschneiders, bei dem mehrere Drähte Querabstand voneinander in seitlich neben dem Massestrang angeordneten Rahmen derart umlaufen, daß sie in Längsvor­ schubrichtung des Massestranges eine schräg abwärts ge­ richtete Bewegung ausführen, welche die resultierende Be­ wegung aus Schnittvorschub des Schneiddrahtes und Längs­ vorschub des Massestranges darstellt.

Die bekannte Einrichtung bedarf jedoch einer sehr kompli­ zierten Steuerung, um glatte und genau rechtwinklige Ab­ schnitte zu erzeugen, da die Auspreßgeschwindigkeit des Materialstranges aus der Formdüse infolge von Schwankungen im Rohrmaterial nicht gleichförmig ist. Schon geringe Änderungen in der Vorschubgeschwindigkeit führen zu einer wellen- oder sägezahnförmigen Schnittfläche, die unerwünscht ist und insbesondere bei Rohren vermieden werden muß, wo eine dichte Anlage der Stirnflächen aufeinanderfolgender Rohre erforderlich ist, um einen dichten Anschluß der Rohre zu erreichen.

Ein diskontinuierlicher Vorschub mit Stillstandphasen, in denen jeweils ein Rohrstück begrenzter Länge abgetrennt wird, verlangt ebenfalls eine komplizierte Steuerung für den Längsvorschub des Massestranges und hat darüber hin­ aus den Nachteil, daß die Gleichförmigkeit, insbesondere die Dichte des Massestranges schwankt, wenn dieser immer wieder angehalten und aufs Neue angeschoben wird.

Wenn der zu zerteilende Massestrang die Form eines Rohres hat, übt der Schneiddraht bei den bekannten Schneidvor­ richtungen zu Beginn des Schneidvorganges auf die Rohr­ wandung einen hohen Radialdruck aus, unter dem sich das aus der Formdüse ausgepreßte, ursprünglich kreisförmige Rohr zu einem ovalen oder eiförmigen Querschnitt ver­ formt. Diese Verformung tritt auch dann ein, wenn der Massestrang an seiner Unterseite durch eine teilzylindri­ sche Schale abgestützt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaf­ fen, mit der Stücke begrenzter Länge von einem weichpla­ stischen, insbesondere hohlen Massestrang schonend derart abgeschnitten werden können, daß sich der Massestrang nicht verformt und nur eine sehr einfache Steuerung für die Abschneidevorrichtung erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schneidvorrichtung von dem Massestrang selbst beweg­ bar ist.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß für den Vorschub der Schneidvorrichtung in Längsrichtung des Massestranges kein Antrieb erforderlich ist und daß sich die Schneid­ vorrichtung an der Schnittstelle mit genau der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie der Massestrang, also auch dessen Schwankungen in der Vorschubgeschwindigkeit mit­ macht. Zugleich ergibt sich ein schonender Schnitt, da während des Schneidvorganges keine Längsverschiebungen zwischen Material und Schneidelement auftreten.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Schneidvorrichtung mit einer Transportfläche von einer gewissen Größe verse­ hen ist, die zeitweilig mit dem Massestrang kuppelbar ist. Diese Transportfläche ist in den Massestrang quer vorschiebbar und wird von mindestens einem Teil einer von der Schneidvorrichtung erzeugten Schnittfläche am Masse­ strang hintergriffen. Hierdurch transportiert die Schnittfläche am Massestrang die Schneidvorrichtung, indem sie hinter deren Transportfläche faßt.

Die Transportfläche kann eine Scheibe, ein Vorsprung oder ein anderes Teil der Schneidvorrichtung sein. Besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn die Schneidvorrichtung mindestens eine mit einer Schneidkante und einer Spitze versehene Messerklinge aufweist, welche selbst eine Transportfläche bildet und die einen Quervorschubantrieb für den Vorschub in den Massestrang aufweist.

Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Messerklinge der Schneidvorrichtung den Massestrang nicht oder nur un­ wesentlich verformt, wenn sie mit ihrer Spitze in diesen Massestrang eindringt. Da die Messerklinge eine gewisse Breite hat und eine Transportfläche bildet, wird sie un­ mittelbar nach ihrem Eindringen in den Massestrang von diesem in dessen Längsrichtung mitgenommen und wandert schon beim Einstechen mit dem Massestrang mit.

Um ein Stück am vorderen Ende des Massestranges von die­ sem abzutrennen, ist die Schneidvorrichtung zweckmäßig auf einer Drehvorrichtung angeordnet, die den Massestrang umgibt und auf einem in Längsrichtung des Massestranges beweglichen Schlitten gelagert ist. Dieser kann zweckmä­ ßig mehrere, radial gegen den Massestrang vorschiebbare Messerklingen zusammen mit deren Quervorschubantrieben tragen. Nachdem die Messerklingen radial in den Masse­ strang eingestochen sind, werden sie mit ihrer Drehvor­ richtung in Umfangsrichtung des Massestranges gedreht, wobei die Schneidkanten der Messerklingen den Massestrang quer durchtrennen und beispielsweise bei einem Rohr die Rohrwandung quer durchschneiden. Die Länge der Drehung hängt von der Anzahl der Messerklingen ab. Bei vier Mes­ serklingen genügt eine Drehbewegung um 90°, da jede der Messerklingen aus dem Massestrang einen Viertelkreis aus­ schneidet.

Die Messerklingen werden vorteilhaft auf einem Drehkranz angeordnet, der in einem auf dem Schlitten angeordneten Traggestell drehbar gelagert und mit einem Drehantrieb versehen ist. Verschiedene Antriebsarten für Drehkranz und Vorschub der Messerklingen können verwendet werden. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Drehantrieb für den Drehkranz und die Vorschubantriebe für die Messerklingen pneumatische Zylinder sind.

Da die Schneidvorrichtung nur in Längsvorschubrichtung des Massestranges von diesem mitgenommen wird, ist es er­ forderlich, den Schlitten für die Schneidvorrichtung mit einer Rückzugeinrichtung zu versehen, welche die Schneid­ vorrichtung wieder an ihre Ausgangsstellung zurückbringt, nachdem sie ein Stück vom vorderen Ende des Massestranges abgeschnitten hat. Die Rückzugeinrichtung kann ein einfa­ cher Druckspeicher, eine Rückzugfeder oder ein Zuggewicht sein, welches mit einem Seil, das über eine Umlenkrolle läuft, den Schlitten zurückzieht.

Um den Schnittrand eines vom Massestrang abgeschnittenen Rohrstückes zu glätten und das Rohr wieder in seine ur­ sprüngliche Querschnittsform zu bringen, kann der Schneidvorrichtung für Rohre ein Formkern nachgeschaltet sein, der in Längsvorschubrichtung des Massestranges am Ende der Schneidstrecke beginnt und dort eine Verjüngung aufweist. Das abgeschnittene Rohrstück gleitet dann über diesen Formkern hinweg und wird an seinem hinteren Rand nachgeformt, während der vordere Rand des abgeschnittenen Massestranges ebenfalls wieder nachgeformt wird, wenn er sich auf den Formkern aufschiebt. Der Formkern wird zweckmäßig in Längsrichtung des Massestranges unbeweglich gehalten, indem er durch eine Stange, eine Kette oder ein anderes Zugmittel an der Formdüse befestigt ist, aus dem das Rohr ausgepreßt wird.

Um die Länge der vom Massestrang jeweils abzuschneidenden Stücke festzulegen, kann die Schneidvorrichtung mit einer einfachen Steuerung versehen sein, deren Sensor den längsbewegten Massestrang abtastet. Dieser Sensor kann beispielsweise ein Meßrad sein, das unmittelbar hinter der Formdüse angeordnet ist und auf dem Massestrang ent­ langläuft und ein Signal aussendet, welches den Antrieb der Schneidvorrichtung in Gang setzt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert ist. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Abschneiden eines aus einer Formdüse ausgepreßten Rohres aus weichplastischem Ton in einer Seitenansicht mit dem Rohr und der Formdüse im Schnitt,

Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einem Querschnitt nach Linie II-II in einer ersten Arbeitsstellung und

Fig. 3 einen Teil der Vorrichtung nach Fig. 2 in einer zweiten Arbeits­ stellung.

In den Zeichnungen ist mit 10 eine Vorrichtung zum Quer­ schneiden eines kontinuierlich in Längsrichtung 11 bewegten Massestranges 12 bezeichnet, der in Form eines Rohres aus einer Formdüse 13 ausgepreßt wird. Der rohrförmige Masse­ strang 12, der aus Ton oder ähnlichen keramischen Massen besteht, hat einen kreisringförmigen Querschnitt, der am besten in den Fig. 2 und 3 zu erkennen ist.

Von dem rohrförmigen Massestrang 12 sollen Stücke von be­ grenzter Länge 1 mit einer Schneidvorrichtung abgeschnit­ ten werden, die in ihrer Gesamtheit mit 14 bezeichnet ist und die in geringem Abstand in Vorschublängsrichtung 11 gesehen hinter der Formdüse 13 angeordnet ist.

Die Schneidvorrichtung 14 hat ein portalartiges Tragge­ stell 15, das auf einem kugelgelagerten Schlitten 16 an­ geordnet ist, der mit Kugelbüchsen 17 auf den Schienen 18 einer Laufbahn 19 geführt ist, die unterhalb des aus der Formdüse 13 ausgepreßten Massestranges angeordnet ist und sich in der gleichen Längsrichtung 11 erstreckt wie dieser.

Das Traggestell 15 trägt eine Drehvorrichtung 20, die einen geschlossenen Tragring 21 aufweist, dessen kreis­ förmige Öffnung 22 den Massestrang 12 mit größerem Abstand umgibt und über seinen Umfang verteilt vier frei drehbare Führungsrollen 23 trägt, die geringfügig über den Innenumfang der kreisförmigen Öffnung 22 vorstehen und auf ihrem Umfang mit nicht näher dargestellten Füh­ rungsrillen versehen sind. In diese Führungsrillen greift der äußere Umfangsrand 24 eines Drehkranzes 25 ein, der in dem Ringraum 26 zwischen der äußeren Umfangsfläche 27 des Massestranges 12 und dem Innenrand der kreisförmigen Öffnung 22 des geschlossenen Tragringes angeordnet ist und, gestützt von den Führungsrollen 23, in dem Ringraum 26 von einem Drehantrieb 28 in Richtung der Pfeile 29 und 30 im Uhrzeigersinne und entgegen dem Uhrzeigersinne hin- und hergedreht werden kann. Zu diesem Zwecke ist an dem Drehkranz 25 ein radial nach außen bis über den Tragring 21 überstehender Schwenkhebel 31 befestigt. an dem die Kolbenstange 32 eines pneumatischen Zylinders 33 ange­ lenkt ist, der an einem in Fig. 2 nur angedeuteten Fest­ punkt 34 oszillierend gelagert ist.

Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, trägt der Drehkranz 25 auf seiner der Formdüse 13 zugewandten Oberfläche vier pneumatische Vorschubzylinder 35, 36, 37 und 38, welche vier Messerklingen 39, 40, 41 und 42 als Quervorschuban­ trieb dienen. Die Messerklingen 39 bis 42 sind mit den Kolben 43, 44, 45 und 46 der Vorschubzylinder 35 bzw. 36 bzw. 37 bzw. 38 auswechselbar fest verbunden. Jede Mes­ serklinge 39 bis 42 hat eine Messerspitze 47 und eine Schneidkante 48. Die der Formdüse 13 zugewandte Vorder­ seite einer jeden Messerklinge 39 bis 42 bildet zugleich eine Transportfläche 49, die an der Schnittfläche 50 des Massestranges 12 anliegt, welche von der Schneidvorrich­ tung 14 erzeugt worden ist, wie dies weiter unten noch beschrieben werden wird.

Am Traggestell 15 ist seitlich eine Konsole 51 befestigt, die eine Hängestange 52 trägt, an deren unterem Ende eine Rückzugeinrichtung 53 befestigt ist. Die Rückzugeinrichtung 53 besteht aus einem hydrau­ lischen oder pneumatischen Zylinder 54, dessen Kolbenstange 55 an der Hängestange 52 befestigt ist. Der Zylinder 54 ist als doppeltwir­ kender Zylinder ausgebildet, so daß er nicht nur als Rückzugeinrich­ tung, sondern auch als Servomotor in Vorschubrichtung des Massestran­ ges wirkt und dessen Bewegung unterstützt.

Zum Nachformen der von dem Massestrang 12 abgeschnittenen Stücke ist ein Formkern 57 vorgesehen, dessen zylindri­ scher Außenumfang 58 dem Innendurchmesser des rohrförmi­ gen Massestranges 12 entspricht und der an seinem der Formdüse 13 zugewandten Ende 57a eine Verjüngung 59 auf­ weist, wobei sein Rand auch abgerundet ist. Der Formkern 57 wird von einer Stange 60 getragen, die einen wesent­ lich kleineren Durchmesser hat als der Formkern und die im Zentrum der Formdüse 13 befestigt, beispielsweise ein­ geschrumpft ist. Der Formkern 57 befindet sich hinter dem Ende der Schneidstrecke, deren Länge in Fig. 1 mit l be­ zeichnet ist.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:

Wenn das vordere Ende des aus der Formdüse 13 ausgepreß­ ten Massestranges 12 das Ende der Schneidstrecke l erreicht hat, befindet sich die Vorrichtung 10 in ihrer in Fig. 1 dargestellten hinteren Lage, in der der Schlit­ ten 16 an seinem hinteren Anschlag 61 anliegt. Der Vor­ schub des Massestranges bis zum Ende der Schneidstrecke wird von dem als Meßrad ausgebildeten Sensor 62 der nicht näher dargestellten Schnittsteuerung abgetastet, die die Antriebe 35 bis 38 und 28 nacheinander einschaltet.

Sobald die Vorschubzylinder 35, 36, 37 und 38 der Quer­ vorschubantriebe mit Druckluft beaufschlagt werden, schieben die Kolben 43, 44, 45 und 46 dieser Zylinder die an ihnen befestigten Messerklingen 39 bzw. 40 bzw. 41 bzw. 42 radial nach innen vor, wobei ihre Spitzen 47 die Wandung des weichplastischen Tonrohres vollständig durch­ stechen. Gleichzeitig mit dem Einstechen der Messerklingen legen sich die gebildeten Schnittflächen 50 gegen die nun als Transportflächen dienenden Vorderseiten der Messerklingen und drücken die gesamte Vorrichtung 10 in Längsrichtung 11, so daß die Schneidvorrichtung 14 mit dem von der Formdüse 13 ausgepreßten Massestrang 12 mit­ wandert. Hierbei wird auch das Traggestell 15 mitgenom­ men, das mit seinem Schlitten 16 und den Kugelbüchsen 17 auf den Schienen 18 der Laufbahn 19 in Richtung des Pfeiles 63 entlanggleitet und hierbei von dem als Servomotor wir­ kenden Hydraulikzylinder 54 angetrieben wird.

Während der Längsbewegung des Traggestelles 15 wird dann der Drehantrieb 28 betätigt. Durch Ausfahren der Kolben­ stange 32 wird der Schwenkhebel 31 im Uhrzeigersinne geschwenkt und verdreht den Drehkranz 25 um 90°. Hier­ durch führen die Messerklingen 39 bis 42, die über die Kolben 43 bis 46 und die Zylinder 35 bis 38 mit dem Dreh­ kranz 25 verbunden sind, eine Viertelkreisbewegung in Richtung des .Pfeiles 29 aus und schneiden hierbei mit ihren Schneidkanten 48 voran die Rohrwandung in Umfangs­ richtung durch, bis sie die in Fig. 2 dargestellte Stel­ lung einnehmen.

Durch Betätigen der Quervorschubzylinder 35 bis 38 in entgegengesetzter Richtung werden dann die Messerklingen 39 bis 42 zurückgezogen, so daß sie am Ende der Schneid­ strecke l die in Fig. 1 in strichpunktierten Linien dar­ gestellte Stellung erreichen. In dieser Stellung wird dann auch die Kolbenstange 32 zurückgezogen, wodurch der Schwenkhebel 31 in die in Fig. 3 dargestellte Lage zurückschwenkt und der Drehkranz 25 sich in Richtung des Pfeiles 30 in seine ursprüngliche Lage zurückbewegt.

Wenn nach dem Zurückziehen der Messerklingen 39 bis 42 deren Transportflächen 49 nicht mehr an der Schnittfläche 50 des Massestranges anliegen, wird die Rückzugeinrich­ tung 53 eingeschaltet und der Hydraulikzylinder 54 schiebt den Schlitten 16 mit dem darauf befindlichen Traggestell 15 mit der Schneidvorrichtung 14 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage zurück.

Gleichzeitig wird das mit seinem vorderen Ende bereits über den Formkern 57 geschobene abgeschnittene Stück von der Schnittfläche 50 des folgenden Massestranges weiter­ geschoben, bis der Sensor 62 wieder die gewünschte Länge abgetastet hat und ein weiterer Querschnitt durchgeführt wird, wie dies weiter oben beschrieben worden ist.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind Änderungen und Ergänzungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Vor­ richtung nach der Erfindung auch zum Querdurchtrennen von einem massiven Massestrang verwendet werden und es ist auch möglich, Rohre mit viereckigem oder rechteckigem Querschnitt in Stücke begrenzter Länge zu zerschneiden. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist auch nicht nur in der Keramik-Industrie verwendbar, sondern kann überall dort eingesetzt werden, wo von einem weichplastischen Massestrang Stücke begrenzter Länge abgeschnitten werden sollen, die verformungsempfindlich sind und wo die Vor­ schubgeschwindigkeit des Massestranges Schwankungen un­ terworfen ist.

Ferner können für den Rücktransport der Schneidvorrich­ tung andere Mittel, beispielsweise pneumatische Zylinder eingesetzt werden und es ist auch möglich, die Länge der abzuschneidenden Stücke mit anderen Sensoren abzutasten. Je nach der Form des abzuschneidenden Massestranges ist es auch möglich, Messerklingen und Transportflächen zu trennen und die Transportfläche an der Unterseite des Massestranges in dort hierfür vorgesehene Ausnehmungen eingreifen zu lassen und auf diese Weise den synchronen Vorschub von Massestrang und Schneidvorrichtung zu erzwingen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Querschneiden eines kontinuierlich in Längs­ richtung bewegten, weichplastischen Massestranges, insbe­ sondere eines Rohres aus Ton od. dgl. Massen, mit einer Schneidvorrichtung, die während des Schneidvorganges mit gleicher Geschwindigkeit wie der Massestrang in dessen Längsrichtung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (14) von dem Massestrang (12) selbst bewegbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (14) mit einer Transportfläche (49) versehen ist, die zeitweilig mit dem Massestrang (12) kuppelbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportfläche (49) in den Massestrang (12) quer vorschiebbar ist und von mindestens einem Teil einer von der Schneidvorrichtung (14) erzeug­ ten Schnittfläche (50) an Massestrang (12) hintergriffen wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (14) minde­ stens eine mit einer Schneidkante (48) und einer Spitze (47) versehene Messerklinge (39 bis 42) aufweist, welche eine Transportfläche (49) bildet und die einen Quervor­ schubantrieb (35 bis 38) für den Vorschub in den Masse­ strang (12) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (14) auf einer Drehvorrichtung (20) angeordnet ist, die den Massestrang (12) umgibt und auf einem in Längsrichtung (11) des Mas­ sestranges (12) beweglichen Schlitten (16) gelagert ist und mehrere, radial gegen den Massestrang (12) verschieb­ bare Messerklingen (39 bis 42) mit ihrem Quervorschuban­ trieb (35 bis 38) trägt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehvorrichtung (20) einen Dreh­ kranz (25) mit vier radial verschieblichen Messerklingen (39 bis 42) trägt, der in einem auf dem Schlitten (16) angeordneten Traggestell (15) drehbar gelagert und mit einem Drehantrieb (28) versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb (28) für den Dreh­ kranz (25) und die Vorschubantriebe (35 bis 38) für die Messerklingen (39 bis 42) pneumatische Zylinder sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (16) für die Schneid­ vorrichtung (14) mit einer Rückzug-Einrichtung (53) ver­ sehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidvorrichtung (14) für Rohre (12) ein Formkern (57) nachgeschaltet ist, der in Längs­ vorschubrichtung (11) des Massestranges (12) am Ende der Schneidstrecke (l) beginnt und dort eine Verjüngung (59) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (14) mit einer Steuerung versehen ist, deren Sensor (62) den längsbeweg­ ten Massestrang (12) abtastet.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schlitten (16) einen Servo-Antrieb (54, 55) für den Längstransport des Massestranges (12) beim Querschnei­ den aufweist.