DE4238797A1 - Verfahren und Einrichtung zum spangebenden Trennen von Kunststoffrohren - Google Patents

Description

Das Durchschneiden von Rohren ist üblicherweise ein spanabhebender Arbeitsvorgang, wobei entweder das in einer Drehmaschine rotierende Rohr mittels eines Drehstahls abgestochen oder mit Hilfe eines Scheibenfräsers oder einer Diamantscheibe durchschnitten wird.

Es ist bekannt, Metallrohre automatisiert mittels einer Rohrschere zu schneiden, die ein ortsfestes und ein bewegliches, aneinanderliegend angeordnetes Ringmesser aufweist (DE-Auslegeschrift 15 02 808).

Die Schneidwerkzeuge, die beim Durchtrennen von Kunststoffrohren angewendet werden, sind ähnlich wie bei der Metallbearbeitung mit einem Schneidwinkel versehen, der auf die Erzeugung eines Spanes am relativ zum Schneidwerkzeug bewegten Kunststoffrohr ausgerichtet ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein solches Schneidverfahren auch dann nicht ohne weiteres wirkungsvoll ist, wenn die Werkzeugschneide in Schwingungen versetzt wird. Es hat sich vielmehr gezeigt, daß gerade das Inschwingungversetzen der Werkzeugschneide sehr problematisch ist. Weder durch eine entsprechende Steuerung einer die Schwingung erzeugenden Einrichtung noch hydraulische Mittel sind geeignet, beim Trennen von Kunststoffrohren eine notwendige Spanunterbrechung und damit das Erzeugen von kürzeren Spänen zu ermöglichen.

Der in den Ansprüchen 1 und 4 angegebenen Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, Rohrtrennautomaten dahingehend zu betreiben bzw. zu gestalten, lange und zähe Kunststoffspäne an den Rohrtrenneinrichtungen zu verhindern und einen einwandfreien automatischen Ablauf eines Trennvorganges beim Trennen von Kunststoffrohren zu erzielen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß - durch Umgehen einer hydraulischen Lösung - der Vorschub des Schneidstahls nunmehr derart gestaltet werden kann, daß eine "Stotterbewegung" ausgeführt wird, wodurch die Kunststoffspäne kurz und regelmäßig gebrochen werden und den automatischen Trennprozeß nicht behindern.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 2 angegeben. Die Weiterbildung nach Anspruch 2 besteht darin, daß die überlagerte schwingende Bewegung in Richtung der Vorschubbewegung gehalten wird. Dadurch wird im wesentlichen kurzzeitig eine Winkelstellung des Schneidstahls an der Schneide eingenommen, die einen Span erzeugt, wobei kurzfristig diese Verhältnisse wieder aufgehoben werden, so daß die kurzen Späne erzeugt werden können.

Nach einer weiteren erfinderischen Maßnahme ist vorgesehen, daß die pneumatische Erzeugung von Druckunterschieden durch Impuls-Amplituden- Modulation von Steuersignalen beeinflußt wird, die an Stetigventile geleitet werden, die mit einer Steuerung bzw. mit den Druckräumen des Vorschubzylinders in Verbindung stehen. Diese pneumatische Erzeugung von Druckunterschieden nutzt im Hinblick auf die höhere Druckübertragungsgeschwindigkeit gegenüber Flüssigkeiten die Möglichkeit einer höheren Schwingfrequenz gegenüber hydraulischen Systemen aus. Dadurch werden die kurzen Späne bewirkt, so daß die langen Späne wie bisher nicht mehr zerstörend auf die Werkstückoberfläche einwirken können.

Die Einrichtung zum spangebenden Trennen von relativ zum Schneidwerkzeug rotierenden Kunststoffrohren mittels eines in Querrichtung zum Achsverlauf des rotierenden Kunststoffrohres angestellten Schneidwerkzeuges ist vorteilhafterweise dahingehend gestaltet, daß einem Vorschubzylinder ein Vorschub-Wegeventil und ebenfalls jeweils den Druckräumen des Vorschubzylinders zugeordnete Stetigventile vorgesehen sind, die mit Signalen einer Steuerung beaufschlagbar sind, wobei die Steuerung mit einem Wegaufnehmer für das bewegte Schneidwerkzeug verbunden ist. Die Lebensdauer der Komponenten dieser Einrichtung sind anders als bei hydraulischen Systemen nicht durch Druckspitzen bei der Umsteuerung begrenzt. Es ist daher eine sehr hohe Schwingfrequenz möglich, die bei ca. 10 Hz und mehr liegt, was durch die hohe Druckübertragungsgeschwindigkeit von Luft erzielt wird. Es können daher kostengünstigere Komponenten im Vergleich zu hydraulischen Systemen eingesetzt werden. Außerdem kann eine höhere Lebensdauer der Bauelemente erzielt werden, da sich die Druckspitzen wegen der Kompressibilität des Mediums Luft nicht auf die Bauelemente in erheblichem Maße auswirken. Ferner ist ein Vorschubgeschwindigkeitsbereich über einen großen Abschnitt realisierbar.

Als Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, daß über die Steuerung in Abhängigkeit der Position des Kolbens die Steuersignale unterschiedlicher Impuls-Amplituden-Modulation den Stetigventilen zuführbar sind, wobei jeweils ein Stetigventil an einen der beiden Druckräume des Vorschubzylinders angeschlossen ist. Der Vorteil ist eine bessere Einstellmöglichkeit des jeweiligen Frequenzbereiches.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß durch den Ansteuer-Algorithmus für die Stetigventile und das Vorschub-Wegeventil die Vorschubgeschwindigkeit insgesamt bestimmbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Einrichtung,

Fig. 2 ein Diagramm der Vorschubbewegung mit überlagerter Schwingung und

Fig. 3 ein weiteres Diagramm einer veränderten Vorschubgeschwindigkeit mit überlagerter Schwingbewegung, bei einem Zylinderhub von 500 mm.

Das Verfahren zum spangebenden Trennen von Kunststoffrohren 1, die aus einer Kunststoffrohr-Erzeugungsanlage in einen Rohrtrennautomaten 2 einlaufen, baut auf dem Vorschieben eines Schneidwerkzeugs 3 auf (Fig. 1). Das Vorschieben in einer Querrichtung 4, der Richtung der Vorschubbewegung, erfolgt senkrecht zu einem Achsverlauf 5 des relativ zum Schneidwerkzeug 3 rotierenden Kunststoffrohres 1. Der in einem Vorschubzylinder 6 hin- und herbewegbare Kolben 7 trägt an seiner Kolbenstange 7a das Schneidwerkzeug 3, das aus einem feststehenden Schneidwerkzeug oder einem umlaufenden Schneidwerkzeug bei umlaufendem Kunststoffrohr 1 bestehen kann.

An eine Steuerung 8 sind an einen ersten Druckraum 7b über eine Steuerleitung 8a ein Stetigventil 9 und an einen zweiten Druckraum 7c ein Stetigventil 10 pneumatisch geschaltet.

Die Steuerung 8, die entweder in analoger oder in digitaler Technik ausgeführt ist, ist daher in der Lage, nach Vorgabe auf das an dem Kolben 7 bzw. der Kolbenstange 7a befestigte Schneidwerkzeug 3 durch Überlagerung von Druckimpulsen auf den Kolben 7 des Vorschubzylinders 6 Schwingungen auf die Bewegung in Querrichtung 4 zum Achsverlauf 5 des Kunststoffrohres 1 zu übertragen. Dabei kann die überlagerte schwingende Bewegung in Richtung der Vorschubbewegung gehalten werden. Die pneumatische Erzeugung von Druckunterschieden erfolgt durch Impuls- Amplituden-Modulation 17a in jeweiligen Zeitabschnitten 18 von einer Sekunde entsprechend dem Kurvenverlauf 19 der Fig. 2 und 3.

Die hierzu erforderliche Einrichtung gemäß Fig. 1 weist außer dem Vorschubzylinder 6 ein Vorschubwegeventil 11 auf, das zur Druckumsteuerung der Vorschubbewegung ebenfalls an die beiden Druckräume 7b und 7c angeschlossen ist, an denen auch die Stetigventile 9 und 10 für die Schwingungserzeugung liegen. Die Steuerung 8 ist hierbei noch mit einem Wegaufnehmer 15 für das bewegte Schneidwerkzeug 3 verbunden. Die Steuerimpulse 12 werden an die Steuerleitung 8b übertragen und die impuls-amplituden-modulierten Steuersignale 13 werden über die Steuerleitung 8a übertragen.

Die Masse 14 der Kolbenstange 7a einschließlich des Schneidwerkzeugs 3 wird über den Wegaufnehmer 15 überbracht, und ein entsprechendes Istwertsignal wird über eine Signalleitung 16 an die Steuerung 8 gegeben.

Die Steuerimpulse 12 bewirken über die Steuerung 8 in Abhängigkeit der Position des Kolbens 7 die Steuersignale 13 unterschiedlicher Impuls- Amplituden-Modulation 17a und diese werden den Stetigventilen 9 und 10 zugeführt, wobei deren Druckimpulse an die beiden Druckräume 7b und 7c des Vorschubzylinders 6 weitergegeben werden. Durch die Ansteuer-Algorithmen der Steuerung 8 für die Stetigventile 9 und 10 kann über das Vorschub-Wegeventil 11 die Vorschubgeschwindigkeit insgesamt bestimmt werden.

Bezugszeichenliste

1 Kunststoffrohr
2 Rohrtrennautomat
3 Schneidwerkzeug
4 Querrichtung (Richtung der Vorschubbewegung)
5 Achsverlauf
6 Vorschubzylinder
7 Kolben
7a Kolbenstange
7b erster Druckraum
7c zweiter Druckraum
8 Steuerung
8a Steuerleitung
8b Steuerleitung
9 Stetigventil
10 Stetigventil
11 Vorschubwegeventil
12 Steuerimpuls
13 Steuersignal
14 Masse
15 Wegaufnehmer
16 Signalleitung
17 Vorschubweg
17a impuls-amplituden-moduliertes Zylinderausgangssignal
18 Zeitabschnitt von einer Sekunde
19 Kurvenverlauf mit überlagerter Schwingung

Claims (6)

1. Verfahren zum spangebenden Trennen von Kunststoffrohren durch Vorschieben eines Schneidwerkzeugs in Querrichtung (Vorschubrichtung) zum Achsverlauf des relativ zum Schneidwerkzeug rotierenden Kunststoffrohrs, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem Kolben eines pneumatisch wirkenden Vorschubzylinders befestigte Schneidwerkzeug durch Überlagerung einer schwingenden Bewegung auf die Vorschubbewegung angetrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die überlagerte schwingende Bewegung in Richtung der Vorschubbewegung gehalten wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die pneumatische Erzeugung von Druckunterschieden durch Impuls- Amplituden-Modulation von Steuersignalen beeinflußt wird, die an Stetigventile geleitet werden, die mit einer Steuerung bzw. mit den Druckräumen des Vorschubzylinders in Verbindung stehen.

4. Einrichtung für die spangebende Trennung von relativ zum Schneidwerkzeug rotierenden Kunststoffrohren mittels eines in Querrichtung zum Achsverlauf des rotierenden Kunststoffrohres angestellten Schneidwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß einem Vorschubzylinder (6) ein Vorschub-Wegeventil (11) und ebenfalls jeweils den Druckräumen (7b, 7c) des Vorschubzylinders (6) zugeordnete Stetigventile (9, 10) vorgesehen sind, die mit Signalen einer Steuerung (8) beaufschlagbar sind, wobei die Steuerung (8) mit einem Wegaufnehmer (15) für das bewegte Schneidwerkzeug (3) verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Steuerung (8), die entweder in analoger oder in digitaler Technik ausgeführt ist, in Abhängigkeit der Position des Kolbens (7) die Steuersignale unterschiedlicher Impuls-Amplituden-Modulation (17a) den Stetigventilen (9, 10) zuführbar sind, wobei jeweils ein Stetigventil (9; 10) an einen der beiden Druckräume (7b, 7c) des Vorschubzylinders (6) angeschlossen ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Ansteuer-Algorithmus für die Stetigventile (9, 10) und das Vorschub-Wegeventil (11) die Vorschubgeschwindigkeit insgesamt bestimmbar ist.