EP2431143B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ablängen eines extrudierten Rohres - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Ablängen eines extrudierten Rohres Download PDF

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EP2431143B1
EP2431143B1 EP11180832.5A EP11180832A EP2431143B1 EP 2431143 B1 EP2431143 B1 EP 2431143B1 EP 11180832 A EP11180832 A EP 11180832A EP 2431143 B1 EP2431143 B1 EP 2431143B1
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basket
battery
rocker arm
cutting
cutting device
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Battenfeld Cincinnati Austria GmbH
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Battenfeld-Cincinnati Austria GmbH
Battenfeld Cincinnati Austria GmbH
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    • 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
    • B26D3/00—Cutting work characterised by the nature of the cut made; Apparatus therefor
    • B26D3/16—Cutting rods or tubes transversely
    • 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
    • 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
    • B26D1/12—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 cutting member moving about an axis

Definitions

  • the invention relates to a method for cutting an extruded plastic tube by means of a separating device, and a device for cutting an extruded plastic tube by means of a separation device at least comprising: a rotatable about the extrusion axis of the tube basket with rocker and holder for a cutting tool, and arranged thereon a cutting blade, wherein the rotating basket is in the rest position in a defined starting position, wherein for cutting the cutting blade by means of the rocker is pivotable on the central axis of the tube.
  • the produced pipes are usually cut by a pipe rotary saw to the desired length.
  • a pipe rotary saw There are two cutting methods: With a circular saw (this produces chips) or with a puncture knife (without cutting).
  • saws For cutting extruded tubes saws are usually used, with a circular saw blade is brought to the pipe to be sawn, immersed in the cross section of the tube and in the first step, the wall thickness severed. In the second step, the saw blade is passed around the pipe to completely cut the pipe.
  • the pipe to be cut is clamped during the sawing process; the saw carriage or saw carriage then moves synchronously with the continuous extrusion process with the extrusion speed ("flying saw").
  • a hydraulic pump which is driven by an electric motor.
  • a swingarm with a puncture blade is powered by a hydraulic cylinder that comes from the store Hydraulic oil is fed, pivoted and brought over return springs back to the starting position.
  • the position of the rocker is monitored by limit switches. As the basket rotates, the signals of the limit switches and the current for the hydraulic drive must be fed through slip rings.
  • the slip ring designs are complex and error-prone (soiling, oxidation, ).
  • the rotatable hydraulic unit is complex and there is a risk of leakage. In the event of a leak, the hydraulic oil sprays through the rotation in the saw unit and contaminates the unit.
  • the manual setting of the pipe diameter and the pipe wall thickness during setup does not allow for automation.
  • the invention is therefore based on the object to provide a device and a method in which a separation of the tube without energy transfer takes place by means of slip rings.
  • a method for cutting an extruded plastic tube by means of a separator at least comprising: a rotating around the extrusion axis of the extruded tube basket with rocker and holder for a cutting tool, and a cutting blade disposed thereon, wherein the rotating basket in the rest position in a is defined starting position and a battery is docked to a charging station, with a cutting pulse following steps in the order given triggers: decoupling the battery from the loading station, rotating the basket about the extrusion axis, pivoting the rocker in the direction of the central axis of the tube via a servo drive until the set immersion depth is reached, returning the rocker to the starting position, stopping the rotation of the basket, return the basket in the defined starting position, coupling the battery to the charging station, proposed.
  • the charging station can be designed as a docking point, whereby the battery is charged directly or the battery is used in a docking point which is connected to a charging station to recharge the battery.
  • All functions are remotely controllable via e.g. moving PLC and / or WLAN connection. For a simple conversion of the pipe diameter is possible.
  • the required energy and the control signals of the saw are not supplied in the operating state via slip rings, but the energy provided by a co-rotating battery and the battery is charged when the saw is in the rest state.
  • a device is further proposed in connection with the preamble of claim. 8 characterized in that the pivoting of the rocker is done via a servo drive and the servo drive is powered by a battery with power.
  • the battery In the rest position, the battery is via a docking point in a charging station where it can be loaded again until the next cutting process.
  • extrusion line has an extruder 1.
  • This extruder 1 is followed by an extrusion tool 2, in turn, a calibration station 3 and a deduction 4 are connected downstream.
  • the system components are connected via an electrical connection 7 to a system controller 6. All system parts are as shown here on a common extrusion axis 8. However, this is not absolutely necessary, since even deviating placements of the system parts lead to useful product results.
  • the system controller 6 can be arranged as a separate unit in a control cabinet next to the extrusion line or integrated in the extruder 1. Intended interfaces such as LAN and / or CAN bus systems allow the controller to be integrated into a corporate network so that relevant data can be stored in a central computer and the input of the required parameters or specific terms can be entered via any network-integrated PC.
  • FIG. 2 shows a section of the cutting device 5 with a rotating basket 9, a rotatably mounted on the rotating basket 9 rocker 10, a holder for cutting tool 11 and the cutting tool 12 itself. Furthermore, a servo drive 13 and the battery 14 with the docking station 15, with the charging station is connected or even designed as a charging station to recognize.
  • the rocker 10 is in communication with the nut 18 which is mounted on the threaded spindle 17.
  • the nut 18 When the servo motor 16 is actuated, the nut 18 is moved on the threaded spindle 17 and thus pivots the rocker 10 with the knife holder 11 and the knife 12 in the direction of the extrusion axis 8 or away. As a result, the knife 12 penetrates into the tube 19 and cuts it off without cutting.
  • FIG. 3 shows the use of a pipe 19 with small and FIG. 2 the use with a large diameter.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablängen eines extrudierten Kunststoffrohres mittels einer Trennvorrichtung, sowie eine Vorrichtung zum Ablängen eines extrudierten Kunststoffrohres mittels einer Trennvorrichtung mindestens umfassend: einen um die Extrusionsachse des Rohres rotierbaren Korb mit Schwinge und Halter für ein Schneidwerkzeug, sowie einem daran angeordnetem Schneidmesser, wobei sich der rotierende Korb in Ruhestellung in einer definierten Ausgangsposition befindet, wobei zum Ablängen das Schneidmesser mittels der Schwinge auf die Mittelachse des Rohres verschwenkbar ist.
  • In einer Rohrextrusionslinie werden die produzierten Rohre üblicherweise von einer Rohr-Umlaufsäge auf die gewünschte Länge geschnitten. Es gibt zwei Schneidverfahren: Mit einer Kreissäge (dabei werden Späne produziert) oder mit einem Einstichmesser (spanlos).
  • Zum Ablängen von extrudierten Rohren werden meist Sägen eingesetzt, wobei ein kreisrundes Sägeblatt an das zu sägende Rohr herangeführt wird, in den Querschnitt des Rohres eintaucht und im ersten Schritt die Wandstärke durchtrennt. Im zweiten Schritt wird das Sägeblatt um das Rohr herumgeführt, um das Rohr vollständig abzulängen. Hierbei wird das abzulängende Rohr während des Sägevorgangs eingespannt; der Sägeschlitten oder Sägewagen fährt dann synchron zum kontinuierlich weiterlaufenden Extrusionsvorgang mit der Extrusionsgeschwindigkeit mit ("fliegende Säge").
  • Werden Rohre gesägt, entstehen Sägespäne. Außerdem wird, bedingt durch die Reibung des Sägeblattes am Rohr, insbesondere bei einem Kunststoffrohr, eine statische Aufladung erzeugt. Dies hat den Nachteil, dass die Sägespäne am Rohr haften bleiben, was eine Verschmutzung zur Folge hat. Der entstehende Abfall muss oft als Sondermüll deklariert werden, was eine Wiederverwertung unmöglich macht.
  • Mit der letztgenannten, spanlosen Trennung wird es erreicht, kleine Rohrdurchmesser mit dünnem Querschnitt sauber zu trennen, jedoch war es bis dato nicht möglich, erfolgreich auch dickwandige Rohre mit großem bis sehr großem Durchmesser- etwa 2m Durchmesser -abzulängen. Bei diesen Rohren wurde immer wieder auf das weiter oben beschriebene Sägen zurückgegriffen, was die bekannten Nachteile aufwies. Eine Lösung des Problems wurde seinerzeit durch das im Jahre 2001 eingereichte Gebrauchmuster DE 20 104 200 U1 erzielt, hier wird vorgeschlagen, dass ein Messerträger mit Mitteln teleskopartig verstellbar ist und über weitere Mittel um das abzulängende Rohr herumgeführt wird, um das Rohr abzulängen. Durch diese Lösung konnte dann auch große und dickwandige Rohre spanlos abgelängt werden.
  • Bei einer spanlosen Säge wird zum Beispiel in einer Trommel, die um das Kunststoffrohr rotieren kann, das Sägeaggregat angeordnet. Es besteht aus einer Schwinge, die das Einstichmesser hält, Endschaltern für die Position des Einstichmessers und einem Antrieb zum Einschwenken der Schwinge. Die Arbeitsschritte zum Schneiden eines Rohres sind:
    • Schließen der Spannbacken - die Trommel fährt mit dem Rohr mit.
    • Die Trommelrotiert um das Rohr.
    • Die Schwinge wird eingeschwenkt und das Messer in die Rohrwand gedrückt. Durch die gleichzeitige Rotation der Trommel wird das Rohr abgeschnitten.
  • Üblicherweise sitzt in der Trommel eine Hydraulikpumpe, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Eine Schwinge mit einem Einstichmesser wird über einen Hydraulikzylinder, der vom Speicher mit Hydrauliköl gespeist wird, eingeschwenkt und über Rückholfedern wieder in die Ausgangsposition gebracht.
  • Die Position der Schwinge wird über Endschalter überwacht. Da sich der Korb dreht, müssen die Signale der Endschalter und der Strom für den Hydraulikantrieb über Schleifringe geführt werden.
  • Beim Rüsten der Säge auf eine andere Rohrdimension müssen der neue Rohrdurchmesser und die Schnitttiefe an der Schwinge von Hand eingestellt werden.
  • Die Schleifringkonstruktionen sind aufwändig und fehleranfällig (Verschmutzung, Oxydation, ... ). Das rotierbares Hydraulikaggregat ist aufwändig und es besteht die Gefahr des Leckverlustes. Bei einem Leck spritzt das Hydrauliköl durch die Rotation im Sägeaggregat und verschmutzt das Aggregat. Die händische Einstellung des Rohrdurchmessers und der Rohrwanddicke beim Rüsten lässt keine Automatisierung zu.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung sowie ein Verfahren anzubieten bei dem ein Abtrennen des Rohres ohne Energieübertragung mittels Schleifringen erfolgt.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Ablängen eines extrudierten Kunststoffrohres mittels einer Trennvorrichtung mindestens umfassend: einen um die Extrusionsachse des extrudierten Rohres rotierenden Korb mit Schwinge und Halter für ein Schneidwerkzeug, sowie einem daran angeordneten Schneidmesser, wobei sich der rotierende Korb in Ruhestellung in einer definierten Ausgangsposition befindet und ein Akku an einer Ladestation angedockt ist, wobei ein Schneidimpuls folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge auslöst: Entkoppeln des Akkus von der Ladestation, Rotieren des Korbs um die Extrusionsachse, Einschwenken der Schwinge in Richtung der Mittelachse des Rohres über einen Servoantrieb bis die eingestellte Eintauchtiefe erreicht ist, Zurückführen der Schwinge in die Ausgangsposition, Stoppen der Rotation des Korbes, Rückführung des Korbes in die definierte Ausgangsposition, Ankoppeln des Akkus an die Ladestation, vorgeschlagen. Die Ladestation kann als Andockstelle ausgelegt sein, wodurch der Akku direkt geladen wird oder der Akku wird in eine Andockstelle eingesetzt die mit einer Ladestation verbunden ist um den Akku wieder aufzuladen.
  • Hierdurch wird ermöglicht, dass die beschrieben Probleme vermieden werden können. Alle Funktionen werden fernsteuerbar über z.B. mitfahrende SPS und/oder WLAN-Anbindung. Damit ist auch eine einfache Umstellung der Rohrdurchmesser möglich.
  • Die benötigte Energie und die Steuersignale der Säge werden im Betriebszustand nicht über Schleifringe zugeführt, sondern die Energie über einen mitrotierenden Akku bereitgestellt und der Akku im Ruhezustand der Säge geladen wird.
  • Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben. Wo vorgeschlagen wird, über eine Drehmomentbegrenzung des Servomotors das Schneidmesser gegen Bruch zu schützen oder über einen Inkrementalgeben die Eintauchtiefe zu messen und beim Erreichen dessen Maximums den Schneidvorgang zu beenden. Hier zu können beispielsweise Funksignale verwendet werden, die auch den gestoppten Korb über einen Endschalter in die Ruhestellung verfährt.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin eine Vorrichtung vorgeschlagen die in Verbindung mit dem Oberbegriff des Anspruches 8 dadurch gekennzeichnet ist, dass das Verschwenken der Schwinge über einen Servoantrieb erfolgt und der Servoantrieb über einen Akku mit Strom versorgt wird.
  • In der Ruhestellung befindet sich der Akku über eine Andockstelle in einer Ladestation wo er wieder bis zum nächsten Schneidvorgang geladen werden kann.
  • In der Zeichnung ist schematisch ein Beispiel der Erfindung darstellt, es zeigen
    • Fig. 1
    eine Extrusionslinie und
    Fig. 2
    eine erfindungsgemäße Ablängvorrichtung für einen großen und
    Fig. 3
    für einen keinen Rohrduchmesser.
  • Die in Figur 1 dargestellte Extrusionslinie weist einen Extruder 1 auf. Diesem Extruder 1 ist ein Extrusionswerkzeug 2 nachgeschaltet, dem wiederum eine Kalibrierstation 3 sowie ein Abzug 4 nachgeschaltet sind. Daran schließt sich eine Ablängvorrichtung 5 an. Nicht dargestellt ist eine daran sich anschließende Ablagevorrichtung für das Profil oder eine Pack- und Stapelvorrichtung.
  • Die Anlagenteile sind über eine elektrische Verbindung 7 mit einer Anlagensteuerung 6 verbunden. Sämtliche Anlagenteile liegen wie hier dargestellt auf einer gemeinsamen Extrusionsachse 8. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da auch davon abweichende Platzierungen der Anlagenteile zu brauchbaren Produktergebnissen führen. Die Anlagensteuerung 6 kann als separate Einheit in einem Steuerschrank neben der Extrusionslinie angeordnet sein oder im Extruder 1 integriert werden. Vorgesehene Schnittstellen wie LAN und/oder CAN-Bus-Systeme ermöglichen es, die Steuerung in einem Firmennetzwerk zu integrieren, so dass relevante Daten in einem Zentralcomputer gespeichert werden und die Eingabe der benötigten Parameter bzw. bestimmter Begriffe über jeden im Netzwerk integrierten PC eingegeben werden können.
  • Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus der Ablängvorrichtung 5 mit rotierendem Korb 9, einer auf dem rotierenden Korb 9 drehbar gelagerten Schwinge 10, einem Halter für Schneidwerkzeug 11 sowie das Schneidwerkzeug 12 selbst. Weiterhin ist ein Servoantrieb 13 und der Akku 14 mit der Andockstation 15, die mit der Ladestation verbunden oder selbst als Ladestation ausgeführt ist, zu erkennen. Ein Servomotor 16 mit Drehwinkelgeber, der auf dem rotierenden Korb 9 drehbar gelagert ist, ist mit einer Gewindespindel 17 verbunden. Die Schwinge 10 steht mit der Mutter 18, die auf der Gewindespindel 17 montiert ist, in Verbindung. Wird der Servomotor 16 betätig, wird die Mutter 18 auf der Gewindespindel 17 bewegt und schwenkt damit die Schwinge 10 mit dem Messerhalter 11 und dem Messer 12 in Richtung der Extrusionsachse 8 oder von diese weg. Infolge dessen, dringt das Messer 12 in das Rohr 19 ein und trennt es spanlos ab.
  • Das Verfahren und die Vorrichtung sind für unterschiedliche Rohrdurchmesser geeignet und kann somit ohne Wechsel von Bauteilen individuell eingesetzt werden. Figur 3 zeigt den Einsatz bei einem Rohr 19 mit kleinem und Figur 2 den Einsatz bei einem großen Durchmesser.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Extruder
    2
    Extrusionswerkzeug
    3
    Kalibrierstation
    4
    Abzug
    5
    Ablängvorrichtung
    6
    Steuerung
    7
    elektrische Verbindung
    8
    Extrusionsachse
    9
    rotierender Korb
    10
    Schwinge
    11
    Halter für 12
    12
    Schneidwerkzeug
    13
    Servoantrieb
    14
    Akku
    15
    Andockstelle für 14
    16
    Servomotor
    17
    Gewindespindel
    18
    Mutter
    19
    Kunststoffrohr

Claims (9)

  1. Verfahren zum Ablängen eines extrudierten Kunststoffrohres (19) mittels einer Trennvorrichtung mindestens umfassend:
    einen um die Extrusionsachse (8) des extrudierten Rohres (19) rotierenden Korb (9) mit Schwinge (10) und Halter (11) für ein Schneidwerkzeug, sowie einem daran angeordneten Schneidwerkzeug (12),
    wobei sich der rotierende Korb (9) in Ruhestellung in einer definierten Ausgangsposition befindet und
    ein Akku (14) an einer Ladestation angedockt ist,
    wobei ein Schneidimpuls folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge auslöst:
    • Entkoppeln des Akkus (14) von der Ladestation
    • Rotieren des Korbs (9) um die Extrusionsachse (8)
    • Einschwenken der Schwinge (10) in Richtung der Mittelachse des Rohres (19) über einen Servoantrieb (13) bis die eingestellte Eintauchtiefe erreicht ist
    • Zurückführen der Schwinge (10) in die Ausgangsposition
    • stoppen der Rotation des Korbes (9)
    • Rückführung des Korbes (9) in die definierte Ausgangsposition
    • Ankoppeln des Akkus (14) an die Ladestation
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Servoantrieb (13) über den mitrotierenden Akku (14) mit Strom versorgt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die exakte Position der Schwinge (10) über einen Drehinkrementalgeber gesteuert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Drehmomentbegrenzung des Servoantriebs (13) das Schneidwerkzeug (12) gegen Bruch geschützt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erreichte Eintauchtiefe über den Inkrementalgeber gemessen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erreichen der maximalen Eintauchtiefe der Schneidvorgang beendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über ein Funksignal der Korb (9) gestoppt wird.
  8. Vorrichtung zum Ablängen eines extrudierten Kunststoffrohr mittels einer Trennvorrichtung mindestens umfassend:
    einen um die Extrusionsachse 8) des Rohres (19) rotierbaren Korb (9) mit Schwinge (10) und Halter (11) für ein Schneidwerkzeug (12), sowie einem daran angeordnetem Schneidwerkzeug (12),
    wobei sich der rotierende Korb (9) in Ruhestellung in einer definierten Ausgangsposition befindet,
    wobei zum Ablängen das Schneidwerkzeug (12) mittels der Schwinge (10) auf die Mittelachse (8) des Rohres (19) verschwenkbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Verschwenken der Schwinge (10) über einen Servoantrieb (13) erfolgt und
    der Servoantrieb (13) über einen Akku (14) mit Strom versorgt wird.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Akku (14) in Ruhestellung über eine Andockstelle (15) mit einer Ladestation verbunden ist.
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