EP0988941B1 - Vorrichtung zum Trennen von strangförmigen Hohlkammerprofilen aus thermoplastischen Werkstoffen - Google Patents

Vorrichtung zum Trennen von strangförmigen Hohlkammerprofilen aus thermoplastischen Werkstoffen Download PDF

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EP0988941B1
EP0988941B1 EP99118583A EP99118583A EP0988941B1 EP 0988941 B1 EP0988941 B1 EP 0988941B1 EP 99118583 A EP99118583 A EP 99118583A EP 99118583 A EP99118583 A EP 99118583A EP 0988941 B1 EP0988941 B1 EP 0988941B1
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knife
cutting
frame
cut
profiles
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Milacron Inc
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    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D1/00—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor
    • B26D1/01—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work
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    • B26D1/06—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member wherein the cutting member reciprocates
    • B26D1/08—Cutting through work characterised by the nature or movement of the cutting member or particular materials not otherwise provided for; Apparatus or machines therefor; Cutting members therefor involving a cutting member which does not travel with the work having a linearly-movable cutting member wherein the cutting member reciprocates of the guillotine type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/08—Means for treating work or cutting member to facilitate cutting

Definitions

  • Plastic profiles are used as continuous products in the Extrusion process manufactured. The products are then by suitable separation units to processable Cut lengths. Usually saws are used for this used. The use of such saws has the Disadvantage that in addition to a large amount of chips considerable noise level arises.
  • the knife is in a guided on the side.
  • the width or the game these guides are partially adjustable. in principle these knives slide freely in their movement.
  • the document DE 298 08 312 U discloses the features of Preamble of claim 1. Based on the status of the Technology is the object of the invention is a Knife cutting device to develop so that a Cutting of building profiles can be carried out without cutting, of the quality of such a cut Requirements are sufficient.
  • Such a device designed according to the invention allows a straight, right-angled cut even with a stringent requirements quality to perform when the cutting edge of the Knife or its clamping certain geometric Errors.
  • a knife 1 clamped in a clamping frame which is made of two side elements 2 and 4 and a head element 3 and a foot element 5 is constructed.
  • the clamping points 9, 10, on which the knife 1 is connected to the stenter is necessary to achieve the Knife tension close to the diagonal to the cutting direction S running knife edge 1a arranged.
  • Knives 1 Other possible stops or tension points for the Knives 1 are in FIG. 1 by reference numerals 11 to 15 characterized.
  • clamping devices In the area of the clamping points 9 to 15 can not here shown clamping devices are attached, wherein the fixation of the knife 1 in the clamping points 9 to 15 for example with a quick release device can be done.
  • the stenter has in this example Execution on the upper left side a pivot point 7, around which the left side element 4 is pivotable.
  • the frame can be clamped. Since doing that Knife 1 on the one hand, for example, at the clamping point 10 firmly with the pivotable about the pivot point 7 Side element 4 connected and on the other hand simultaneously for example at the fixed point 9 at the fixed point Side element 2 is held by the bracing of the pivotable side element 4, the knife 1 as well biased.
  • the tension reached in the knife 1 corresponds to at least 4% of the invention Tensile strength of the steel from which the knife 1 is made.
  • a groove 8 is exemplary in the right side spar 2 shown.
  • the groove 8 forms a lateral guide for the frame.
  • Ball bushing guides shown are used also function free of the knife clamping forces.
  • a profile 16 is guided through the stenter, which is cut to length by means of the knife 1.
  • the separating device according to the invention is suitable basically also for cutting pipes or similar extruded hollow chamber products. It is chipless Separation not only possible with PVC profiles, but also can in principle almost all plastics with this be separated. The quality of the separation quality then depends still depends primarily on the separation speed.
  • the knife 27 is in the two z-shaped Frames 17 and 18 at stops 24 and 25 excited, which is arranged near the knife edge 27a are and in which the knife 27 with the respective lower Arm of the z-shaped frame 17, 18 are connected.
  • the z-shaped Frames 17 and 18 are common Pivotal point 19 can be pivoted like a pair of scissors, that when the upper arms 17a, 18a approach each other Frame 17, 18 the lower arms 17b, 18b of frame 17, 18 separate from each other.
  • the frames are 17, 18 at the upper end of their upper arms 17b, 18b via a upper cross frame 23 connected to one another Separating force is applied to the upper arms 17b, 18b to move pivot point 19.
  • the connection is over the two free slot connections 20 and 21 manufactured.
  • the device shown in FIG. 2 is biased via a clamping device 22, not shown in detail.
  • This tensioning device 22 pulls for tensioning the Knife 27, the upper arms 17b, 18b of the frames 17 and 18 together around pivot point 19 so that the lower arms 17a, 18a of the frames 17, 18 are moved apart.
  • the knife 27 becomes transverse to the cutting direction 26 biased until subjected to tension which is at least 4% of the tensile stress of the steel, from which the knife 27 is made.
  • the knife drive takes place during a cutting process in Cutting direction 26.
  • the z-shaped frames 17 and 18 also serve to manage the overall system, the frame 17, 18 in guides, not shown are led.

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Description

Kunststoffprofile werden als Endlosprodukte im Extrusionsverfahren hergestellt. Die Produkte werden dann durch geeignete Trenneinheiten auf verarbeitungsfähige Längen geschnitten. Hierfür werden in der Regel Sägen eingesetzt. Die Verwendung derartiger Sägen hat den Nachteil, daß neben einer großen Menge von Spänen ein erheblicher Geräuschpegel entsteht.
Eine Alternative zur Verwendung von Sägen besteht im Einsatz von Messern, mit denen eine spanlose Trennung der Profile möglich ist. Für eine einwandfreie Schnittqualität muß jedoch das Messer im Verhältnis zur Säge mit einer relativ langsamen Geschwindigkeit eingetaucht und zudem exakt geführt werden.
Bei den bisher am Markt verfügbaren, aus der Praxis bekannten schneidsystemen wird das Messer in einer seitlichen Gleitführung geführt. Die Weite bzw. das Spiel dieser Führungen ist teilweise einstellbar. Grundsätzlich sind diese Messer freigleitend in ihrer Bewegung.
Bei einer am Markt verfügbaren, alternativen Vorrichtung ist eine Führung des Messers mit sogenannten Gleit- oder Kugelbuchsen vorgesehen, wobei auch bei dieser Vorrichtung das Messer, wenn überhaupt, dann nur unter großem Aufwand vorgespannt werden kann.
Um eine gute Schnittqualität zu gewährleisten, wird die Anforderung an die Messer immer größer. So werden beispielsweise immer dünnere Schneiden gefordert, um ein präzises Trennen der Profile durchführen zu können. Diese Forderung bringt es mit sich, daß das eigentliche Messer instabil wird.
Ein weiterer entscheidender Nachteil bekannter Messertrennsysteme besteht darin, daß insbesondere bei sogenannten Fensterhauptprofilen, Türrahmenprofilen oder sonstigen großvolumigen und dickwandigen Bauprofilen das Messer zwar in einer geraden Linie eintaucht, jedoch innerhalb des Profils beim Schnitt ausgelenkt wird.
Ursachen dafür sind beispielsweise innere Spannungen im Profil oder eine ungenügende Symmetrie im Anschliffwinkel des Messers. Die Messerauslenkung führt dazu, daß die Schnittqualität bzw. der Schnittwinkel und der gerade Verlauf des Schnittes in vielen Fällen für die Produktionsanforderungen nicht ausreichend sind. Dies hat zur Folge, daß der Einsatz der Messertrennung bei der Herstellung von extrudierten Bauprofilen in vielen Fällen ausgeschlossen wird.
Das Dokument DE 298 08 312 U offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Messertrennvorrichtung so weiterzuentwickeln, daß ein Schnitt von Bauprofilen spanlos durchgeführt werden kann, der den an die Qualität eines solchen Schnitts gestellten Anforderungen genügt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Messer in einen stabilen Rahmen eingespannt, mit dessen Hilfe die Schneide des Messers unter einer bestimmten Vorspannung eingespannt werden kann. Die Vorspannung, unter der das Messer gehalten wird, orientiert sich dabei an der Zugspannungsgrenze des Messerstahls. Auf diese Weise ist das Messer stets in einer stabilen Lage gehalten. Dabei ist der Rahmen so dimensioniert, daß die erforderlichen Spannkräfte über ihn sicher erzeugt bzw. von ihm genauso sicher aufgenommen werden können, wie die während des Schnitts auftretenden Kräfte. Gleichzeitig wird der Spannrahmen mit dem Messer bewegt, wobei der Spannrahmen seitlich geführt wird.
Eine derart erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ermöglicht es, einen geradlinigen, rechtwinkligen Schnitt auch dann mit einer auch strengen Anforderungen gerecht werdenden Qualität durchzuführen, wenn die Schneide des Messers oder seine Einspannung gewissen geometrischen Fehlern unterliegt.
Praktische Erprobungen haben gezeigt, daß bei üblichen Messern bereits kleinste Fehler beim Anschleifen in der Symmetrie des sogenannten Messerwinkels mit herkömmlichen Führungen kaum im Schnitt zu korrigieren waren. Bei bisherigen Systemen haben zudem kleinste Spannungen innerhalb des Profils bzw. Profilasymmetrien ebenfalls dazu geführt, daß ein Messer im Laufe des Schnittes aus dem geradlinigen Verlauf abgelenkt wird. Durch die Keilwirkung des Schneidwinkels entstehen erhebliche Kräfte beim Trennen, die durch die erfindungsgemäße, extrem stabile Vorspannung im Schneidbereich des Messers aufgefangen werden können.
Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung führen kleine Fehler im Anschliff des Messers, insbesondere in der Symmetrie der Messerschneide, nicht zum Verlauf des geradlinigen Schnittes. Darüber hinaus ist festgestellt worden, daß durch die sehr stabile Ausführung des Spannrahmens auch asymmetrische oder mit inneren Eigenspannungen behaftete Profile geradlinig geschnitten werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schneiden von extrudierten Profilen in einer frontalen Ansicht;
Fig. 2
eine alternative Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schneiden von extrudierten Profilen in einer frontalen Ansicht.
Bei der in Figur 1 dargestellten Schneidvorrichtung ist ein Messer 1 in einen Spannrahmen eingespannt, der aus zwei Seitenelementen 2 und 4 sowie einem Kopfelement 3 und einem Fußelement 5 aufgebaut ist. Die Einspannpunkte 9,10, an denen das Messer 1 mit dem Spannrahmen verbunden ist, sind zur Erreichung der erforderlichen Messerspannung nahe der schräg zur Schnittrichtung S verlaufenden Messerschneide 1a angeordnet.
Weitere in Frage kommende Halte- oder Spannpunkte für das Messer 1 sind in Fig. 1 durch die Bezugsziffern 11 bis 15 gekennzeichnet.
Im Bereich der Einspannpunkte 9 bis 15 können hier nicht dargestellte Spannvorrichtungen angebracht werden, wobei die Fixierung des Messers 1 in den Einspannpunkten 9 bis 15 beispielsweise mit einer Schnellspannvorrichtung erfolgen kann.
Der Spannrahmen besitzt in dieser beispielhaften Ausführung auf der linken oberen Seite einen Drehpunkt 7, um den das linke Seitenelement 4 schwenkbar ist. Durch eine gegen das Fußelement 5 des Rahmens arbeitende Schraube 6 kann der Rahmen verspannt werden. Da dabei das Messer 1 einerseits beispielsweise im Einspannpunkt 10 fest mit dem um den Drehpunkt 7 verschwenkbaren Seitenelement 4 verbunden und andererseits gleichzeitig beispielsweise im Einspannpunkt 9 fest am feststehenden Seitenelement 2 gehalten ist, wird durch das Verspannen des schwenkbaren Seitenelements 4 das Messer 1 ebenfalls vorgespannt. Die dabei erreichte Spannung im Messer 1 entspricht erfindungsgemäß mindestens 4 % der Zugfestigkeit des Stahles, aus welchem das Messer 1 hergestellt ist.
Exemplarisch ist in dem rechten Seitenholm 2 eine Nut 8 dargestellt. Die Nut 8 bildet eine seitliche Führung für den Rahmen.
Als Alternativführungen können seitlich hier nicht dargestellte Kugelbuchsenführungen eingesetzt werden, die ebenfalls frei von den Messerspannkräften funktionieren.
Durch den Spannrahmen ist ein Profil 16 geleitet, welches durch mittels des Messers 1 abgelängt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird deutlich, in welch stabiler seitlicher Halterung das Messer 1 geführt wird, um die auftretenden, auf das Messer 1 wirkenden Kräfte aufzufangen, so daß die Schneide 1a grundsätzlich einen geradlinigen Schnitt ausführt.
Umfangreiche Versuche haben gezeigt, daß alle bisher geschnittenen Profile mit dieser Ausführung geradlinig und rechtwinklig geschnitten werden konnten. Es wurden unterschiedliche Winkel für die Messergeometrie eingesetzt, wobei kaum ein Einfluß auf die Geradlinigkeit des Schnittes festzustellen war, solange ein symmetrischer Anschliff durchgeführt wurde. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schneidvorrichtungen der in Rede stehenden Art war die Anforderung an die Symmetrie des Anschleifens jedoch erheblich niedriger. Eigenspannungen im Profil zeigten keinen Einfluß auf die Geradlinigkeit des Schnittes.
Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung eignet sich grundsätzlich auch zum Trennen von Rohren oder ähnlichen extrudierten Hohlkammerprodukten. Dabei ist das spanlose Trennen nicht nur bei PVC-Profilen möglich, sondern es können prinzipiell annähernd alle Kunststoffe hiermit getrennt werden. Die Güte der Trennqualität hängt dann noch primär von der Trenngeschwindigkeit ab.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist eine scherenförmige Anordnung der Spannvorrichtung verwirklicht. Dabei ist das Messer 27 in den beiden z-förmigen Rahmen 17 und 18 in den Haltepunkte 24 und 25 gespannt, welche nahe der Messerschneide 27a angeordnet sind und in denen das Messer 27 mit dem jeweils unteren Arm der z-förmigen Rahmen 17,18 verbunden sind. Die z-förmigen Rahmen 17 und 18 sind um einen gemeinsamen Drehpunkt 19 nach Art einer Schere derart verschwenkbar, daß sich bei einer Annäherung der oberen Arme 17a,18a der Rahmen 17,18 die unteren Arme 17b,18b der Rahmen 17,18 voneinander entfernen. Zusätzlich sind die Rahmen 17,18 am oberen Ende ihrer oberen Arme 17b,18b über einen oberen Querrahmen 23 miteinander verbunden, über den eine Trennkraft eingebracht wird, um die oberen Arme 17b,18b um den Drehpunkt 19 zu bewegen. Die Verbindung ist über die beiden freien Langlochverbindungen 20 und 21 hergestellt.
Vorgespannt wird die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung über eine im einzelnen nicht dargestellte Spannvorrichtung 22. Diese Spannvorrichtung 22 zieht zum Verspannen des Messers 27 die oberen Arme 17b,18b der Rahmen 17 und 18 um den Drehpunkt 19 zusammen, so daß die unteren Arme 17a,18a der Rahmen 17,18 auseinanderbewegt werden. Auf diese Weise wird das Messer 27 quer zur Schneidrichtung 26 vorgespannt, bis es einer Spannung unterworfen ist, die mindestens 4 % der Zugspannung des Stahles beträgt, aus welchem das Messer 27 hergestellt ist.
Der Messerantrieb erfolgt bei einem Schneidvorgang in Schneidrichtung 26. Die z-förmigen Rahmen 17 und 18 dienen gleichzeitig auch zur Führung des Gesamtsystems, wobei die Rahmen 17,18 in nicht dargestellten Führungen geführt sind.

Claims (4)

  1. Vorrichtung zum Trennen von strangförmigen Hohlkammerprofilen (6) aus thermoplastischen Werkstoffen, insbesondere Fenster- und Türrahmenprofilen, mit einem Messer (1) zum Trennen des Profils (6), dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (1) in einem stabilen Rahmen vorgespannt ist und die Vorspannung des Messers (1) mindestens 4 % der Zugspannungsgrenze des Messerstahls entspricht und daß der Rahmen seitlich geführt ist und bei der Schnittbewegung parallel mit dem Messer (1) läuft.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen rechteckig und allseitig geschlossen ausgebildet ist und gleichzeitig zur Vorspannung des Messers (1) dient und seitlich geführt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung zur Schnittbewegung frei ist von Messerspannkräften.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Messer (1) in einer scherenförmigen Vorrichtung eingespannt ist, so daß der Spannrahmen nach unten in Schneidrichtung offen ist und die Scherenarme seitlich geführt sind.
EP99118583A 1998-09-21 1999-09-21 Vorrichtung zum Trennen von strangförmigen Hohlkammerprofilen aus thermoplastischen Werkstoffen Expired - Lifetime EP0988941B1 (de)

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