EP1557240A1 - Process and device for water jet cutting - Google Patents
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- EP1557240A1 EP1557240A1 EP04100250A EP04100250A EP1557240A1 EP 1557240 A1 EP1557240 A1 EP 1557240A1 EP 04100250 A EP04100250 A EP 04100250A EP 04100250 A EP04100250 A EP 04100250A EP 1557240 A1 EP1557240 A1 EP 1557240A1
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- water jet
- water bath
- bath
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
- B24C1/04—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass
- B24C1/045—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass for cutting
Definitions
- the present invention relates to a method and an apparatus for the Waterjet cutting of workpieces.
- the waterjet cutting is on known processing technique and is suitable for a variety of materials, such as metals, stone, glass.
- a jet of water under high pressure and with an admixed one particulate solid leads to an erosion-like material removal.
- By properly focused water jets clean cuts can be achieved where the thicknesses to be cut are material-dependent.
- the procedure finds especially application in the realization of two-dimensional complicated Patterns that are difficult to saw.
- the invention is based on the problem, a method and an apparatus for Specify water jet cutting with improved applications.
- the invention is directed to a method for water jet cutting workpieces, in which a workpiece is held with a workpiece holder and is processed with a jet of water under high pressure, characterized in that the water steel after passing through a wall of the workpiece by a between the wall and a protective material introduced in the direction of the water jet is intercepted, and to an apparatus for water jet cutting according to this method, which apparatus comprises: a water jet head capable of ejecting a water jet under high pressure, a workpiece holder for holding a workpiece to be processed, and a vessel for a water bath for capturing the water jet with the water bath, characterized in that the workpiece holder is adapted to hold the workpiece so that it is immersed in the water bath during processing.
- the invention is accordingly directed to a protective material which is between the actually to be machined wall and the wall to be protected is introduced.
- a protective material which is between the actually to be machined wall and the wall to be protected is introduced.
- It can be any materials capable of water jet sufficiently to absorb or brake, in particular to Solids, such as remnants of the material to be processed or other sufficient solid "sacrificial material".
- Such protective material may be in the form of plates, Tongues and similar geometrically adapted shapes are used. there can on a as hereinafter explained advantageous movement of the workpiece be considered during processing.
- the protective material can be both in terms of the workpiece as well as in relation to the non-moving Resting environment, so be attached to the workpiece itself or elsewhere.
- a preferred embodiment of the invention relates to the fact that it is this protective material to a liquid, especially the anyway during processing provided water, acts.
- the invention thus assumes that the Applications of water jet cutting technology can be extended if the workpiece partially immersed in the water bath. (In the following Water is representative of a protective material called.) It can then, for example plate-like parts of a complex structure in a while the machining upper area is edited, in particular cut, while other areas in front of it dipped in the water bath are protected accidentally damaged by the water jet.
- the water bath thus allows a separation between those for processing provided workpiece areas and other workpiece areas. Thereby can In particular workpieces are machined and cut, in which from the Direction of the water jet seen below the section to be machined further, not to be processed section is provided.
- the workpiece holder is at least one to arrange the essential part in the water bath itself. Not only the Areas of the workpiece holder, which at least in individual processing phases in advised the area of the water jet to be protected from this.
- the structure The workpiece holder also simplifies when positioning in the Water bath allows.
- hollow body in particular non-closed Hollow body.
- the invention of the opposite Sheath area arranged in a water bath and thus against damage protected by the processed by the machined shell area water jet become.
- This protection does not just concern the prevention of an accidental double cutting but also, for example, certain surface qualities the inner surface of the tube, itself by a widened Water jet or a relatively quick water injection could be damaged.
- the invention allows a water level within the hollow body, in particular just below the surface to be worked. But also with others, more complex shaped workpieces that no longer refer to as an open hollow body are comparable benefits can result.
- the workpiece holder is so designed so that the workpiece is rotated about an axis during machining can be. This is especially true for rotationally symmetrical workpieces all pipes, an advantage. On the one hand, pipes can then be cut through, without being recaptured. For another, along with one as well preferred mobility of the water jet head during processing as well more complex cutting patterns are mounted in a workpiece wall. Naturally are within the scope of the invention, further movement possibilities of Workpiece holder possible, however, it has been shown that in connection with an adjustability or mobility of the water jet head in many cases a Rotatable about a single axis of rotation, preferably perpendicular to the water jet direction and parallel to the water surface is sufficient.
- the workpiece holder preferably has two clamping heads which are between them can clamp the workpiece and an axis connecting the clamping heads can turn.
- One of the clamping heads can be used for workpiece removal and for Clamping be axially displaceable, so represent a so-called. Pinole.
- the clamping heads further preferably have conical insertion sections for insertion in a tube, as shown in more detail in the embodiment.
- one the clamping heads is preferably driven in rotation, while the other clamping head preferably free-running.
- the engine can be considered a watertight one Executed electric motor and be disposed within the water bath, however also provided outside the water bath and, for example, with a belt drive be connected to the chuck.
- the adjustability of the water jet head is preferably at least two-dimensional, and preferably in the plane of the water surface. Naturally additional degrees of freedom of adjustment of the water jet head can be added, as they are known per se in waterjet cutting devices.
- the numeral 1 denotes the surface of a water bath 2, that in a not shown here and in Fig. 2 schematically indicated vessel a Water jet cutting device is provided.
- the water jet cutting device has a water jet head 3 from which at the lower end a vertically directed downwardly focused water jet 4 under high pressure exit.
- the chuck 6 is as by the situation indicated schematically, the tube axis freely rotatable on a base 10 of the workpiece holder attached.
- the clamping head 7 is fastened to the base 10 in the same way and moreover at its opposite end via a belt drive 11 connected to an electric motor 12, which is above the water surface 1 is arranged.
- the clamping head 7 is also designed as quill and in the tube axis direction, which corresponds to the connection axis between the clamping heads 6 and 7, displaceable, so that the workpiece 5 by moving the sleeve from the workpiece holder can be removed or clamped in it.
- Fig. 1 shows that the workpiece holder with the exception of the uppermost areas of Clamping heads 6 and 7 and a part of the belt drive 11 and the electric motor 12 is arranged in the water bath 2. This ensures that the pipe section. 5 so immersed in the water bath 2 is that the water surface 1 just below the highest point of the inner shell of the pipe section 5 is located, so the uppermost part of Pipe piece wall just protrudes from the water bath 2.
- the water jet 4 thus hits, if he a section through the upper in the figures Area of the wall of the pipe section 5 generated immediately after passing through the Wall on the water surface 1 and can thus more areas of the pipe section 5 does not affect further.
- the water jet head 3 is further moved in this case two-dimensionally, and Although on the one hand in the horizontal direction in Fig. 1 and the other perpendicular on the drawing plane of Fig. 1. Further, the pipe section 5 via the electric motor 12, the belt drive 11 and the clamping heads 6 and 7 rotatable so that a total of in the pipe wall also complex lines can be cut. Of course you can the water jet head 3 also in different directions, in particular one horizontal axis in Fig. 1, be tilted to influence the cutting inclination.
- the clamping heads 6 and 7 are designed so that between the conical engaging heads 6 and 7 on the one hand and the pipe section 5 and generally the workpiece on the other hand, sufficient spaces remain so that the water level 1 within the workpiece to the water level 1 outside match.
- the water jet 4 namely water is introduced into the interior, which accordingly must be able to run to the outside.
- channels for example by grooves in the conical engagement surfaces.
- the invention thus offers significant advantages by the water jet machining complex workpieces, in particular of hollow bodies, without impairment other workpiece parts than intended intended. It opens up to the very simple one and advantageous methods of water jet machining, in particular of Water jet cutting, meaningful other applications, such as cutting to length of pipes or cutting parts of pipe walls.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wasserstrahlschneiden von Werkstücken. Das Wasserstrahlschneiden ist eine an sich bekannte Bearbeitungstechnik und eignet sich für eine Vielzahl von Materialien, etwa Metalle, Stein, Glas. Ein Wasserstrahl unter hohem Druck und mit einem beigemengten partikelförmigen Feststoff führt zu einem erosionsähnlichen Materialabtrag. Durch entsprechend fokussierte Wasserstrahlen können saubere Schnitte erzielt werden, wobei die zu schneidenden Stärken materialabhängig sind. Das Verfahren findet vor allem Anwendung bei der Realisierung zweidimensionaler komplizierter Schnittmuster, die sich schlecht sägen lassen.The present invention relates to a method and an apparatus for the Waterjet cutting of workpieces. The waterjet cutting is on known processing technique and is suitable for a variety of materials, such as metals, stone, glass. A jet of water under high pressure and with an admixed one particulate solid leads to an erosion-like material removal. By properly focused water jets clean cuts can be achieved where the thicknesses to be cut are material-dependent. The procedure finds especially application in the realization of two-dimensional complicated Patterns that are difficult to saw.
Bei entsprechend ausgelegten Vorrichtungen ist regelmäßig ein Gefäß mit einem darin enthaltenen Wasserbad vorgesehen, in dem das zur Bearbeitung verwendete Wasser mit den erosiven Feststoffpartikeln nach der Bearbeitung aufgefangen wird. Das Wasserbad fängt also den durch eine Platte hindurchgetretenen Strahl auf und dient im Übrigen auch als Sammelbecken für weggespritzte Anteile des Wasserstrahls.In appropriately designed devices is regularly a vessel with a provided therein water bath, in which the used for processing Water is collected with the erosive solid particles after processing. The water bath thus catches the jet which has passed through a plate and also serves as a reservoir for weggespritzte portions of the water jet.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wasserstrahlschneiden mit verbesserten Anwendungsmöglichkeiten anzugeben.The invention is based on the problem, a method and an apparatus for Specify water jet cutting with improved applications.
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Wasserstrahlschneiden von
Werkstücken, bei dem ein Werkstück mit einer Werkstückhalterung gehalten wird
und mit einem Wasserstrahl unter hohem Druck bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet,
dass der Wasserstahl nach Durchtritt durch eine Wand des Werkstücks
durch ein zwischen die Wand und eine in Richtung des Wasserstrahls folgende
Wand des Werkstücks eingebrachtes Schutzmaterial abgefangen wird,
sowie auf eine Vorrichtung zum Wasserstrahlschneiden gemäß diesem Verfahren,
welche Vorrichtung aufweist: einen Wasserstrahlkopf, der einen Wasserstrahl unter
hohem Druck ausstoßen kann, eine Werkstückhalterung zum Halten eines zu bearbeitenden
Werkstücks und ein Gefäß für ein Wasserbad zum Auffangen des Wasserstrahls
mit dem Wasserbad, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückhalterung
dazu ausgelegt ist, das Werkstück so zu halten, dass dieses während der Bearbeitung
in das Wasserbad eingetaucht ist.The invention is directed to a method for water jet cutting workpieces, in which a workpiece is held with a workpiece holder and is processed with a jet of water under high pressure, characterized in that the water steel after passing through a wall of the workpiece by a between the wall and a protective material introduced in the direction of the water jet is intercepted,
and to an apparatus for water jet cutting according to this method, which apparatus comprises: a water jet head capable of ejecting a water jet under high pressure, a workpiece holder for holding a workpiece to be processed, and a vessel for a water bath for capturing the water jet with the water bath, characterized in that the workpiece holder is adapted to hold the workpiece so that it is immersed in the water bath during processing.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Erfindung bezieht sich insgesamt sowohl auf ein Verfahren als auch auf eine Vorrichtung. In der folgenden Beschreibung wird zwischen diesen beiden Erfindungsaspekten nicht mehr im Einzelnen unterschieden, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für beide Aspekte Bedeutung haben.Preferred embodiments are specified in the dependent claims. The This invention relates generally to both a method and a device. In the following description, between these two aspects of the invention no longer individually, with the individual features each for both aspects have meaning.
Konventionellerweise wurden Werkstücke in Wasserstrahlschneide-Vorrichtungen oberhalb der Wasseroberfläche des Wasserbads angeordnet. Konkret wurden sie auf ein im Bereich der Oberfläche angeordnetes Lochblech aufgelegt. Es wurde darauf geachtet, dass die Unterseite des Werkstücks nicht mit der Wasseroberfläche in Berührung kam, weil sonst die Gefahr bestand, das in die Schnittlinie eintretendes Wasser aus dem Wasserbad den Wasserstrahl im unteren Bereich des Schnitts abbremst und damit die Schnittqualität verringert oder einen vollständigen Schnitt verhindert. Die bereits erwähnten Lochbleche oder Gitter haben ein Eintauchen von Werkstücken aus diesen Gründen verhindert.Conventionally, workpieces have been in water jet cutting devices arranged above the water surface of the water bath. They became concrete placed on a arranged in the surface of the perforated plate. It was on it Pay attention that the bottom of the workpiece does not interfere with the water surface Touch came, because otherwise the danger existed, which enters the cutting line Water from the water bath slows down the jet of water in the lower part of the cut thus reducing the cut quality or preventing a complete cut. The already mentioned perforated sheets or grids have a dipping of Workpieces prevented for these reasons.
Es hat sich aber herausgestellt, dass sich bei komplizierteren Werkstückformen das Problem stellt, dass der durch eine Wand des Werkstücks bereits hindurchgetretende Wasserstrahl an anderen Wänden des Werkstücks, die in Richtung des Wasserstrahls folgen, Schäden hinterlassen kann. Dies gilt natürlich nicht nur für im streng geometrischen Sinn der ursprünglichen Strahlrichtung folgende weitere Wände des Werkstücks sondern im Prinzip auch für Wandbereiche, die durch den nach Durchtritt durch die erste Wand etwas abgelenkten Wasserstrahl erreicht werden.However, it has turned out that with more complicated workpiece shapes the Problem is that the already passing through a wall of the workpiece Water jet on other walls of the workpiece, in the direction of the water jet follow, damage can leave. Of course this does not just apply to strictly geometric sense of the original beam direction following further walls of the Workpiece but in principle also for wall areas, by the passage be reached by the first wall slightly deflected water jet.
Die Erfindung richtet sich demgemäß auf ein Schutzmaterial, das zwischen die eigentlich zu bearbeitende Wand und die zu schützende Wand eingebracht wird. Dabei kann es sich um beliebige Materialien handeln, die in der Lage sind, den Wasserstrahl in ausreichendem Maße aufzufangen oder zu bremsen, insbesondere um Feststoffe, etwa Reststücke des zu bearbeitenden Materials oder anderes ausreichend festes "Opfermaterial". Solches Schutzmaterial kann in Form von Platten, Zungen und ähnlich geometrisch angepassten Formen eingesetzt werden. Dabei kann auf eine wie im Folgenden noch erläutert vorteilhafte Bewegung des Werkstücks während der Bearbeitung Rücksicht genommen werden. Das Schutzmaterial kann dabei sowohl in Bezug auf das Werkstück als auch in Bezug auf die nicht bewegte Umgebung ruhen, also an dem Werkstück selbst angebracht sein oder anderswo.The invention is accordingly directed to a protective material which is between the actually to be machined wall and the wall to be protected is introduced. there It can be any materials capable of water jet sufficiently to absorb or brake, in particular to Solids, such as remnants of the material to be processed or other sufficient solid "sacrificial material". Such protective material may be in the form of plates, Tongues and similar geometrically adapted shapes are used. there can on a as hereinafter explained advantageous movement of the workpiece be considered during processing. The protective material can be both in terms of the workpiece as well as in relation to the non-moving Resting environment, so be attached to the workpiece itself or elsewhere.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung bezieht sich darauf, dass es sich bei diesem Schutzmaterial um eine Flüssigkeit, insbesondere das ohnehin bei der Bearbeitung vorgesehene Wasser, handelt. Die Erfindung geht somit davon aus, dass die Anwendungsmöglichkeiten der Wasserstrahlschneide-Technik erweitert werden können, wenn das Werkstück teilweise in das Wasserbad eintaucht. (Im Folgenden wird Wasser stellvertretend für ein Schutzmaterial genannt.) Es können dann beispielsweise plattenartige Teile eines komplexer aufgebauten Werkstücks in einem während der Bearbeitung oberen Bereich bearbeitet, insbesondere geschnitten, werden, während andere Bereiche in ihrem in das Wasserbad eingetauchten Zustand davor geschützt sind, unbeabsichtigterweise durch den Wasserstrahl geschädigt zu werden. Das Wasserbad erlaubt also eine Trennung zwischen den für die Bearbeitung vorgesehenen Werkstückbereichen und anderen Werkstückbereichen. Dadurch können insbesondere Werkstücke bearbeitet und geschnitten werden, bei denen aus der Richtung des Wasserstrahls gesehen unterhalb des zu bearbeitenden Abschnitts ein weiterer, nicht zu bearbeitender Abschnitt vorgesehen ist.A preferred embodiment of the invention relates to the fact that it is this protective material to a liquid, especially the anyway during processing provided water, acts. The invention thus assumes that the Applications of water jet cutting technology can be extended if the workpiece partially immersed in the water bath. (In the following Water is representative of a protective material called.) It can then, for example plate-like parts of a complex structure in a while the machining upper area is edited, in particular cut, while other areas in front of it dipped in the water bath are protected accidentally damaged by the water jet. The water bath thus allows a separation between those for processing provided workpiece areas and other workpiece areas. Thereby can In particular workpieces are machined and cut, in which from the Direction of the water jet seen below the section to be machined further, not to be processed section is provided.
Aus diesem Grund ist es bevorzugt, auch die Werkstückhalterung zumindest zu einem wesentlichen Teil im Wasserbad selbst anzuordnen. Damit können nicht nur die Bereiche der Werkstückhalterung, die zumindest in einzelnen Bearbeitungsphasen in den Bereich des Wasserstrahls geraten, vor diesem geschützt werden. Der Aufbau der Werkstückhalterung vereinfacht sich auch, wenn man eine Positionierung im Wasserbad zulässt.For this reason, it is preferred that the workpiece holder is at least one to arrange the essential part in the water bath itself. Not only the Areas of the workpiece holder, which at least in individual processing phases in advised the area of the water jet to be protected from this. The structure The workpiece holder also simplifies when positioning in the Water bath allows.
Besondere Bedeutung hat die Erfindung für Hohlkörper, insbesondere nichtgeschlossene Hohlkörper. Wenn beispielsweise ein Rohr in einem Teilbereich der Mantelfläche aufgeschnitten werden soll, so kann mit der Erfindung der gegenüberliegende Mantelbereich im Wasserbad angeordnet und damit vor einer Beschädigung des durch den bearbeiteten Mantelbereich durchgetretenen Wasserstrahls geschützt werden. Dieser Schutz betrifft nicht nur die Verhinderung eines versehentlichen doppelten Durchschneidens sondern beispielsweise auch bestimmte Oberflächenqualitäten der Innenoberfläche des Rohrs, die selbst durch einen aufgeweiteten Wasserstrahl oder eine noch relativ schnelle Wasserspritze beschädigt werden könnten. Die Erfindung erlaubt hier einen Wasserspiegel innerhalb des Hohlkörpers, insbesondere knapp unter der zu bearbeitenden Fläche. Aber auch bei anderen, komplexer geformten Werkstücken, die nicht mehr als offener Hohlkörper zu bezeichnen sind, können sich vergleichbare Vorteile ergeben. Wenn man sich als Beispiel ein im Querschnitt U-förmiges Werkstück vorstellt, bei dem ein Schenkel des U's bearbeitet werden soll, während der andere Schenkel davon nicht beeinträchtigt sein soll, so erlaubt die Erfindung ein Eintauchen des nicht zu bearbeitenden Schenkels und eines wesentlichen Teils der Basis im Wasserbad.Of particular importance to the invention for hollow body, in particular non-closed Hollow body. For example, if a pipe in a portion of the Jacket surface to be cut, so can with the invention of the opposite Sheath area arranged in a water bath and thus against damage protected by the processed by the machined shell area water jet become. This protection does not just concern the prevention of an accidental double cutting but also, for example, certain surface qualities the inner surface of the tube, itself by a widened Water jet or a relatively quick water injection could be damaged. The invention allows a water level within the hollow body, in particular just below the surface to be worked. But also with others, more complex shaped workpieces that no longer refer to as an open hollow body are comparable benefits can result. If you are an example in the Cross-section presents U-shaped workpiece in which a leg of the U processed should be, while the other leg of it should not be affected, so the invention allows immersion of the non-machined leg and a essential part of the base in a water bath.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Werkstückhalterung so ausgelegt, dass das Werkstück während der Bearbeitung um eine Achse gedreht werden kann. Dies ist insbesondere bei rotationssymmetrischen Werkstücken, vor allem Rohren, von Vorteil. Zum einen können Rohre dann durchgeschnitten werden, ohne umgespannt zu werden. Zum anderen können zusammen mit einer ebenfalls bevorzugten Verfahrbarkeit des Wasserstrahlkopfs während der Bearbeitung auch komplexere Schnittmuster in einer Werkstückwand angebracht werden. Natürlich sind im Rahmen der Erfindung auch weitergehende Bewegungsmöglichkeiten der Werkstückhalterung möglich, jedoch hat es sich gezeigt, dass in Zusammenhang mit einer Verstellbarkeit bzw. Beweglichkeit des Wasserstrahlkopfs in vielen Fällen eine Drehbarkeit um eine einzige Rotationsachse, die vorzugsweise senkrecht zur Wasserstrahlrichtung und parallel zur Wasseroberfläche liegt, ausreicht.In a preferred embodiment of the invention, the workpiece holder is so designed so that the workpiece is rotated about an axis during machining can be. This is especially true for rotationally symmetrical workpieces all pipes, an advantage. On the one hand, pipes can then be cut through, without being recaptured. For another, along with one as well preferred mobility of the water jet head during processing as well more complex cutting patterns are mounted in a workpiece wall. Naturally are within the scope of the invention, further movement possibilities of Workpiece holder possible, however, it has been shown that in connection with an adjustability or mobility of the water jet head in many cases a Rotatable about a single axis of rotation, preferably perpendicular to the water jet direction and parallel to the water surface is sufficient.
Die Werkstückhalterung weist vorzugsweise zwei Spannköpfe auf, die zwischen sich das Werkstück einspannen können und um eine die Spannköpfe verbindende Achse drehen können. Einer der Spannköpfe kann dabei zur Werkstückentnahme und zum Einspannen axial verschiebbar sein, also eine sog. Pinole darstellen.The workpiece holder preferably has two clamping heads which are between them can clamp the workpiece and an axis connecting the clamping heads can turn. One of the clamping heads can be used for workpiece removal and for Clamping be axially displaceable, so represent a so-called. Pinole.
Die Spannköpfe weisen ferner vorzugsweise konische Einführabschnitte zum Einführen in ein Rohr auf, wie dies im Ausführungsbeispiel noch näher dargestellt ist. Einer der Spannköpfe ist vorzugsweise drehend angetrieben, während der andere Spannkopf vorzugsweise freilaufend ist. Der Motor kann beispielsweise als wasserdichter Elektromotor ausgeführt und innerhalb des Wasserbads angeordnet sein, jedoch auch außerhalb des Wasserbads vorgesehen und beispielsweise mit einem Riemenantrieb mit dem Spannkopf verbunden sein.The clamping heads further preferably have conical insertion sections for insertion in a tube, as shown in more detail in the embodiment. one the clamping heads is preferably driven in rotation, while the other clamping head preferably free-running. For example, the engine can be considered a watertight one Executed electric motor and be disposed within the water bath, however also provided outside the water bath and, for example, with a belt drive be connected to the chuck.
Die Verstellbarkeit des Wasserstrahlkopfs besteht vorzugsweise zumindest zweidimensional, und zwar vorzugsweise in der Ebene der Wasseroberfläche. Natürlich können weitere Freiheitsgrade der Verstellung des Wasserstrahlkopfs hinzukommen, wie sie an sich bei Wasserstrahlschneide-Vorrichtungen bekannt sind.The adjustability of the water jet head is preferably at least two-dimensional, and preferably in the plane of the water surface. Naturally additional degrees of freedom of adjustment of the water jet head can be added, as they are known per se in waterjet cutting devices.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale auch in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein können.
- Fig. 1
- zeigt in einer schematischen Seitenansicht die wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Wasserstrahlschneide-Vorrichtung.
- Fig. 2
- zeigt eine schematische Schnittansicht durch die Wasserstrahlschneide-Vorrichtung.
- Fig. 1
- shows a schematic side view of the essential parts of a water jet cutting device according to the invention.
- Fig. 2
- shows a schematic sectional view through the water jet cutting device.
In Fig. 1 bezeichnet die Ziffer 1 die Oberfläche eines Wasserbads 2, dass in einem
hier nicht eingezeichneten und in Fig. 2 schematisch angedeuteten Gefäß einer
Wasserstrahlschneide-Vorrichtung vorgesehen ist. Die Wasserstrahlschneide-Vorrichtung
weist einen Wasserstrahlkopf 3 auf, aus dem an dessen unterem Ende
ein vertikal nach unten gerichteter fokussierter Wasserstrahl 4 unter hohem Druck
austritt.In Fig. 1, the
5 bezeichnet ein hier als Rohrstück ausgebildetes Werkstück, das zwischen zwei
Spannköpfen 6 und 7 einer Werkstückhalterung der Wasserstrahlschneide-Vorrichtung
eingespannt ist. Dazu greifen konische Endabschnitte (Stumpfkegel) 8
und 9 der Spannköpfe 6 und 7 in die offenen Enden des Rohrstücks 5 ein und halten
dieses axial ausgerichtet zwischen sich. Der Spannkopf 6 ist, wie durch die Lage
schematisch angedeutet, um die Rohrachse frei drehbar an einer Basis 10 der Werkstückhalterung
befestigt. Der Spannkopf 7 ist in gleicher Weise an der Basis 10 befestigt
und darüber hinaus an seinem entgegengesetzten Ende über einen Riemenantrieb
11 mit einem Elektromotor 12 verbunden, der oberhalb der Wasseroberfläche
1 angeordnet ist.5 designates a workpiece formed here as a pipe piece, which is between two
Clamping
Der Spannkopf 7 ist überdies als Pinole ausgebildet und in der Rohrachsenrichtung,
die der Verbindungsachse zwischen den Spannköpfen 6 und 7 entspricht, verschiebbar,
so dass das Werkstück 5 durch Verschieben der Pinole aus der Werkstückhalterung
entnommen bzw. darin eingespannt werden kann.The clamping
Fig. 1 zeigt, dass die Werkstückhalterung mit Ausnahme der obersten Bereiche der
Spannköpfe 6 und 7 und eines Teils des Riemenantriebs 11 sowie des Elektromotors
12 in dem Wasserbad 2 angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass das Rohrstück 5
so in das Wasserbad 2 eingetaucht ist, dass die Wasseroberfläche 1 knapp unter der
höchsten Stelle des Innenmantels des Rohrstücks 5 liegt, also der oberste Teil der
Rohrstückwand gerade aus dem Wasserbad 2 herausragt.Fig. 1 shows that the workpiece holder with the exception of the uppermost areas of
Clamping heads 6 and 7 and a part of the
Der Wasserstrahl 4 trifft also, wenn er einen Schnitt durch den in den Figuren oberen
Bereich der Wand der Rohrstücks 5 erzeugt, unmittelbar nach Durchtritt durch die
Wand auf die Wasseroberfläche 1 und kann damit weitere Bereiche des Rohrstücks
5 nicht weiter beeinträchtigen.The
Der Wasserstrahlkopf 3 ist ferner in diesem Fall zweidimensional verfahrbar, und
zwar zum einen in der in Fig. 1 horizontalen Richtung und zum anderen senkrecht
auf der Zeichenebene der Fig. 1. Ferner ist das Rohrstück 5 über den Elektromotor
12, den Riemenantrieb 11 und die Spannköpfe 6 und 7 drehbar, so dass insgesamt
in der Rohrwand auch komplexe Linien geschnitten werden können. Natürlich kann
der Wasserstrahlkopf 3 zudem in verschiedene Richtungen, insbesondere um eine
horizontale Achse in Fig. 1, kippbar sein, um die Schnittneigung zu beeinflussen.The
Die Spannköpfe 6 und 7 sind so ausgestaltet, dass zwischen den konischen Eingriffsköpfen
6 und 7 einerseits und dem Rohrstück 5 bzw. allgemein dem Werkstück
andererseits ausreichend Zwischenräume verbleiben, damit sich der Wasserspiegel
1 innerhalb des Werkstücks an den Wasserspiegel 1 außerhalb angleichen kann.
Durch den Wasserstrahl 4 wird nämlich Wasser in das Innere eingetragen, das dementsprechend
nach außen ablaufen können muss. Hierfür reichen Kanäle, beispielsweise
durch Rillen in den konischen Eingriffsflächen. Mit der verschiedentlich erwähnten
Konizität ist also sozusagen nur eine einhüllende Fläche gemeint, die in
ihrer Struktur im Einzelnen von einer einfachen konischen Fläche abweichen kann.The clamping heads 6 and 7 are designed so that between the conical
Die Erfindung bietet somit wesentliche Vorteile, indem sie die Wasserstrahlbearbeitung komplexer Werkstücke, insbesondere von Hohlkörpern, ohne Beeinträchtigung anderer Werkstückteile als der beabsichtigten gestattet. Sie erschließt dem sehr einfachen und vorteilhaften Verfahren der Wasserstrahlbearbeitung, insbesondere des Wasserstrahlschneidens, sinnvolle weitere Anwendungsgebiete, etwa das Ablängen von Rohren oder das Ausschneiden von Teilen aus Rohrwänden.The invention thus offers significant advantages by the water jet machining complex workpieces, in particular of hollow bodies, without impairment other workpiece parts than intended intended. It opens up to the very simple one and advantageous methods of water jet machining, in particular of Water jet cutting, meaningful other applications, such as cutting to length of pipes or cutting parts of pipe walls.
Claims (10)
bei dem ein Werkstück (5) mit einer Werkstückhalterung (6 - 10) gehalten wird und
mit einem Wasserstrahl (4) unter hohem Druck bearbeitet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstahl (4) nach Durchtritt durch eine Wand des Werkstücks (5) durch ein zwischen die Wand und eine in Richtung des Wasserstrahls (4) folgende Wand des Werkstücks (5) eingebrachtes Schutzmaterial (1) abgefangen wird.Method for water jet cutting workpieces (5),
in which a workpiece (5) with a workpiece holder (6-10) is held and
processed with a water jet (4) under high pressure,
characterized in that the water steel (4) after passing through a wall of the workpiece (5) by a between the wall and in the direction of the water jet (4) following wall of the workpiece (5) introduced protective material (1) is intercepted.
welche Vorrichtung aufweist:
which device comprises:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP04100250A EP1557240A1 (en) | 2004-01-23 | 2004-01-23 | Process and device for water jet cutting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP04100250A EP1557240A1 (en) | 2004-01-23 | 2004-01-23 | Process and device for water jet cutting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1557240A1 true EP1557240A1 (en) | 2005-07-27 |
Family
ID=34626536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP04100250A Withdrawn EP1557240A1 (en) | 2004-01-23 | 2004-01-23 | Process and device for water jet cutting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1557240A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
2004
- 2004-01-23 EP EP04100250A patent/EP1557240A1/en not_active Withdrawn
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