EP3552785B1 - Vorrichtung und verfahren zum schneiden eines leerrohrs - Google Patents

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EP3552785B1
EP3552785B1 EP19166714.6A EP19166714A EP3552785B1 EP 3552785 B1 EP3552785 B1 EP 3552785B1 EP 19166714 A EP19166714 A EP 19166714A EP 3552785 B1 EP3552785 B1 EP 3552785B1
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EP
European Patent Office
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cutting
empty tube
axial
empty
empty pipe
Prior art date
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Active
Application number
EP19166714.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3552785A1 (de
Inventor
Manfred Sorg
Karl Glogger
Andreas Baumgärtner
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Metzner Maschinenbau GmbH
Original Assignee
Metzner Maschinenbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Metzner Maschinenbau GmbH filed Critical Metzner Maschinenbau GmbH
Priority to PL19166714T priority Critical patent/PL3552785T3/pl
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Publication of EP3552785B1 publication Critical patent/EP3552785B1/de
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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
    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
    • B26D2007/013—Means for holding or positioning work the work being tubes, rods or logs
    • 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
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/20—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed
    • B26D5/22—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed having the cutting member and work feed mechanically connected
    • B26D5/24—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting with interrelated action between the cutting member and work feed having the cutting member and work feed mechanically connected including a metering device

Definitions

  • the invention relates to a device for cutting an empty pipe according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a method for cutting an empty pipe according to the preamble of claim 12.
  • the invention also relates to a computer program product.
  • Methods and devices for cutting empty pipes are used in practice to cut empty pipes of any type into individual empty pipe pieces with a defined length.
  • the empty pipe is mostly unwound from a roll and fed to the corresponding device as a blank with a length that is, so to speak, "infinite". It depends on the accuracy of the cutting to length and, for economic reasons, also on the speed and throughput of the device.
  • the empty pipe is first positioned axially on a cutting device by means of a feed wheel and then cut through by this at a cutting position.
  • the generic DE 298 23 651 U1 relates to a device for positioning corrugated pipe hoses, with at least one feed wheel for the corrugated pipe hose, a positioning device for the corrugated pipe hose that interacts with a sensor, and a cutting device. It is proposed that at least one feed wheel has an external toothing which is adapted to the corrugation distance of the corrugated pipe hose and which engages in the corrugation troughs of the corrugations of the corrugated pipe hose. Together with one with the At least one indicator device coupled to the feed wheel is intended to provide a positioning device for the corrugated pipe hose.
  • JP 2004 314183 A which also relates to a device for positioning and cutting corrugated tubing.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a device and a method for cutting an empty pipe, the disadvantages of the prior art being avoided and in particular a sufficiently precise axial positioning of the empty pipe on the cutting device being made possible.
  • the invention is based on the object of providing a computer program product with program code means in order to carry out a method for cutting an empty pipe which is improved with regard to the prior art.
  • the inventive device for cutting an empty pipe comprises a cutting device for cutting to length and / or for cutting the empty pipe at an axial cutting position, at least one feed wheel for axially positioning the empty pipe on the cutting device, and a control device.
  • an empty pipe can be a rigid or flexible pipe, preferably made of plastic or metal.
  • Such empty pipes can be used, for example, for the installation of further pipes, e.g. B. water pipes and / or for the installation of electrical lines can be used to accommodate one or more electrical lines and / or other pipes.
  • the empty pipe according to the invention can also be suitable for the direct transport of solids, liquids and / or gases. The later use of the empty pipe is not important for the purposes of the invention.
  • a measuring wheel axially spaced apart from the at least one feed wheel along the empty pipe is provided in order to detect an axial feed length of the empty pipe. Furthermore, an additional sensor device is provided in order to detect an axial position of the empty pipe relative to the cutting device.
  • the control device is designed to move the empty pipe into the cutting position on the basis of measurement data from the measuring wheel and measurement data from the sensor device by controlling the at least one feed wheel.
  • the axial infeed length of the empty pipe which is detected by means of the measuring wheel, corresponds essentially to the length of the individual empty pipe pieces that are cut to length when the empty pipe is cut to length.
  • the axial position of the empty tube relative to the cutting device can be, for example, an axial position of a subsection repeating axially along the empty tube.
  • the actual cutting position can result from the measurement data of the measuring wheel and the sensor device.
  • the inventive use of a measuring wheel in combination with the additional sensor device enables extremely precise positioning of the empty pipe on the cutting device.
  • an absolute position or an axial infeed length which can be determined by means of the measuring wheel, is combined with a relative position of the empty pipe (or a section of the empty pipe). This ensures that a given length of the cut or cut to length empty pipe pieces and / or a given distance between slots or perforations of the empty pipe are maintained, while at the same time an exact alignment of relative reference points or sections of the empty pipe on the cutting device for an optimal cutting result to lead.
  • the empty pipe is designed as a corrugated pipe and / or a corrugated hose.
  • the sensor device can advantageously be designed or used for aligning wave crests, wave troughs and / or transitions between wave crests and wave troughs on the cutting device.
  • the invention can also be advantageously suitable for cutting to length and / or for cutting into empty pipes with a smooth or other external structure.
  • the cutting device has a knife with a cutting edge and / or a saw with a saw blade.
  • a knife with a cutting edge is preferably provided, since the mechanical requirements on the device can then be reduced. For example, when cutting with a knife, there is usually no chip that would have to be removed. Furthermore, a cutting movement based on a knife with a cutting edge can be implemented in a mechanically simpler manner than a "sawing" movement that would be required in a saw with a saw blade.
  • the exact design of the cutting device is not important.
  • the improvement according to the invention relating to the positioning of the empty pipe on the cutting device can in principle have a positive effect on all types of cutting device.
  • the cutting device is designed to cut the empty pipe to length orthogonally to an axial feed direction at the cutting position and / or to cut, e.g. B. to perforate at least partially along the circumference of the empty pipe.
  • the infeed of a knife with a cutting edge can take place in a uniaxial, cutting or “piercing” movement orthogonally to the axial infeed direction of the empty pipe.
  • the empty pipe is at least partially perforated.
  • this process is assigned to the generic term "to cut into”.
  • two feed wheels can be provided, between which the empty pipe is guided.
  • a particularly uniform delivery of the empty pipe can hereby be made possible.
  • a single feed wheel can already be sufficient to enable axial feed.
  • the at least one feed wheel has an external toothing adapted to the outer structure of the empty pipe, preferably to a wave structure, in order to enable positive guidance of the empty pipe.
  • the axial infeed of the empty pipe can preferably take place in the manner of a mutual gear wheel engagement between the at least one feed wheel and an externally toothed empty pipe.
  • the feed generated by the at least one feed wheel can thereby take place even more precisely.
  • the at least one feed wheel has notches arranged regularly distributed along its circumference, preferably in the valleys of an external toothing.
  • the design of a feed wheel with notches can be advantageous because the cutting device, including the cutting edge of a knife, can penetrate into the free space provided by the notches in the feed wheel during the cutting of the empty pipe .
  • the notches in the at least one feed wheel can advantageously be used to detect the rotative position of the feed wheel by means of the sensor device, for example to indirectly infer a relative position of the empty pipe, especially if the at least one feed wheel has external toothing for engaging an external structure of the empty pipe and the empty pipe thus leads positively.
  • the cutting position is defined as the axial infeed length detected by means of the measuring wheel +/- a correction term determined on the basis of the sensor device.
  • the desired axial infeed length can in particular first be set, after which the correction term is determined by the sensor device based on the axial position of the empty pipe relative to the cutting device in order to achieve an optimal cutting result.
  • the cutting position is defined on a crest of the corrugated pipe and / or the corrugated hose.
  • the axial position of the empty pipe with regard to a relative alignment of the outer structure of the empty pipe can be corrected slightly in order to achieve the final To reach cutting position.
  • the empty pipe can be moved further (or moved back) in the axial direction until, for example, a crest of the corrugated pipe and / or the corrugated hose is positioned on the cutting device in such a way that the cutting position lies on the crest (or alternatively in the wave trough or at a transition between wave crest and wave trough).
  • the corrugation crest closest to the axial positioning of the empty pipe according to the desired axial infeed length or another suitable section of the empty pipe or of the corrugated pipe or of the corrugated hose is used as the cutting position.
  • the sensor device is designed as an optical sensor device, comprising a photodetector and a light source, preferably a laser.
  • an optical sensor device can advantageously be used to detect the relative position of the empty pipe with respect to the cutting device.
  • the optical sensor device can, for example, determine the position of the empty pipe using its external structure directly or indirectly by detecting the rotative position of the feed wheel, for example by detecting the external toothing of the at least one feed wheel.
  • the sensor device is preferably arranged at the same axial "height" as the cutting device. That is, if the sensor device is designed with a light source, the light beam, preferably a laser beam, runs in the plane of the cutting edge of the cutting device, preferably above or below the cutting edge.
  • the light beam preferably a laser beam
  • the sensor device detects the rotative position of the at least one feed wheel.
  • the sensor device can be positioned in such a way that, for example, a laser beam passes through the feed wheel depending on the rotational position of the feed wheel and, for example, strikes a photodetector or the laser beam is blocked by the feed wheel.
  • suitable recesses, recesses or notches can be provided in the feed wheel, so that Depending on the rotative position of the feed wheel, the result is cyclically alternating that the laser beam can penetrate through the feed wheel or is blocked by it.
  • the feed wheel has external teeth which are composed of protruding teeth and valleys in between. It can be provided that the teeth of the feed wheel block the laser beam, while the valleys between the teeth allow the laser beam to pass through the feed wheel.
  • the valleys can preferably be designed accordingly and / or additional notches can be provided, which preferably extend further in the direction of the central axis of the feed wheel and thus provide suitable recesses so that a laser beam can pass through.
  • the external toothing of the feed wheel is preferably designed in such a way that the teeth of the feed wheel engage in the valleys of a corrugated pipe or a corrugated hose in order to transport the corrugated pipe or the corrugated hose in the feed direction.
  • the wave crests of the corrugated pipe or the corrugated pipe hose are thus located between the teeth of the feed wheel.
  • the sensor device preferably the laser
  • the laser beam penetrates the feed wheel in the area of the valley of the external toothing of the feed wheel or a notch preferably arranged radially below, it is automatically ensured that a corrugated pipe crest or the corrugated hose, which, as shown, is arranged between the teeth of the external toothing, is in the cutting position.
  • At least one guide means can be provided, the at least one guide means being designed and arranged to engage in an axial slot of an axially slotted empty pipe in such a way that the guide means brings the axial slot into a defined orientation in the area of the cutting position.
  • the guide means is preferably flat or plate-shaped. It is preferably a guide plate.
  • the guide means preferably has an axial length which corresponds to at least twice the diameter of the empty pipe.
  • a pipe guide can be provided for further improved guidance of the empty pipe.
  • the pipe guide can in particular be designed as a hollow cylinder, the inside diameter of which corresponds to the outside diameter of the empty pipe, in order to enable the empty pipe to be guided axially as precisely as possible.
  • the pipe guide can be formed in one piece or in several parts, for example, it can be formed from two hollow cylinders.
  • Several pipe guides can also be provided, for example two pipe guides, preferably in a coaxial, axially offset arrangement.
  • the pipe guide provides access to the empty pipe in the area of the cutting device and / or the at least one feed wheel and / or the measuring wheel.
  • the invention also relates to a method for cutting an empty pipe, according to which a control device positions the empty pipe by means of at least one feed wheel at a cutting position on a cutting device and whereupon the cutting device cuts and / or cuts the empty pipe at the cutting position. It is provided that one of the at least one Feed wheel along the empty pipe axially spaced measuring wheel detects an axial feed length of the empty pipe, with an additional sensor device detecting an axial position of the empty pipe relative to the cutting device, and wherein the control device detects the empty pipe on the basis of measurement data of the measuring wheel and measurement data of the sensor device by controlling the at least one feed wheel spends in the cutting position.
  • the axial position of the empty pipe relative to the cutting device is detected by means of the sensor device by aligning a light source, preferably a laser, with a photodetector, with the at least one feed wheel between the light source and the photodetector is arranged and depending on the rotational position of the feed wheel either releases or blocks a light beam on the photodetector.
  • a light source preferably a laser
  • the laser can pass through notches that are regularly distributed along the circumference of the feed wheel or through the external toothing, the position of the empty pipe relative to the cutting device being indirectly detected, especially in the case of a form-fitting guidance of the empty pipe.
  • At least one guide means is provided, which is designed and arranged in such a way that the guide means engages in an axial slot of an axially slotted empty tube during the feed movement of the empty tube in order to align the axial slot in a defined manner in the area of the cutting position .
  • the invention also relates to a computer program product with program code means in order to carry out a method according to the above statements when the program is executed on a control device of a device for cutting an empty pipe.
  • the control device can be designed as a microprocessor. Instead of a microprocessor, any other device for implementing the control device can also be provided, for example one or more arrangements of discrete electrical components on a circuit board, a programmable logic controller (PLC), an application-specific integrated circuit (ASIC) or another programmable circuit, for example also a field programmable gate array (FPGA), a programmable logic arrangement (PLA) and / or a commercially available computer.
  • PLC programmable logic controller
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • PLA programmable logic arrangement
  • the second invention relates to a device for cutting an empty pipe, comprising a cutting device for cutting to length and / or for cutting the empty pipe at an axial cutting position and at least one feed wheel for axially positioning the empty pipe on the cutting device.
  • the second invention is characterized in that at least one guide means is provided, the at least one guide means being designed and arranged to engage in an axial slot of an axially slotted empty pipe in such a way that the guide means the axial slot in the area the cutting position spends in a defined alignment while the empty pipe moves in the feed direction.
  • the guide means is preferably flat or plate-shaped and particularly preferably designed as a guide plate.
  • Figure 1 shows the device 1 for cutting an empty pipe 2 schematically in an isometric illustration.
  • Figure 2 shows a section through the device 1.
  • the device 1 according to the invention comprises a cutting device 3 for cutting to length and / or slitting the empty pipe 2 at an axial cutting position P (cf. Figure 2 ).
  • the cutting device 3 is designed as a knife with a cutting edge in order to cut the empty tube 2 to length into individual empty tube pieces 4.
  • the cutting device 3 is fed to the empty tube 2 orthogonally to a feed direction of the empty tube 2 or an axial feed direction Z for cutting to length in a uniaxial movement.
  • a sawing, multi-axis cutting movement is also possible, in particular if the cutting device 3 is designed as a saw with a saw blade.
  • the device 1 shown in the exemplary embodiment is used to cut to length an "infinite" empty pipe 2 that has been unrolled from a roll, for example, in order to produce individual empty pipe pieces 4 with a predefined length L RES .
  • the cutting device 3 can also be designed and used for any incision, for slitting or for perforating the empty pipe 2 along the circumference of the empty pipe 2.
  • the empty tube 2 is designed as a corrugated tube 2, but can in principle have any design, in particular also be made smooth on the outer surfaces.
  • the device 1 further comprises two feed wheels 5 for the axial positioning of the empty pipe 2 on the cutting device 3, the empty pipe 2 in the present case being guided between the two feed wheels 5.
  • two feed wheels 5 for the axial positioning of the empty pipe 2 on the cutting device 3, the empty pipe 2 in the present case being guided between the two feed wheels 5.
  • only a single feed wheel 5 can also be provided.
  • the use of at least two feed wheels 5 can, however, be advantageous in order to provide uniform and robust guidance of the empty pipe 2.
  • the feed wheels 5 have external toothing 6 that is adapted to an external structure of the empty pipe 2 or the corrugated pipe, in order to enable the empty pipe 2 to be guided in a form-fitting manner.
  • the feed wheel 5 is thus adapted to the wave structure of the empty pipe 2 or the corrugated pipe (cf. in particular Figure 4 ).
  • the device 1 also comprises a measuring wheel 7 axially spaced apart from the feed wheels 5 along the empty pipe 2 in order to measure an axial feed length L (cf. Figure 4 ) of the empty pipe 2.
  • the device 1 further comprises an additional sensor device 8 in order to detect an axial position of the empty pipe 2 relative to the cutting device 3.
  • the sensor device 8 is as described in more detail below formed optical sensor device 8 and comprises a photodetector 9 and a light source 10, preferably a laser.
  • the device 1 also comprises a control device 11, which is set up to move the empty pipe 2 into the cutting position P based on measurement data from the measuring wheel 7 and measurement data u S from the sensor device 8 by controlling the feed wheels 5.
  • a pipe guide 12 which is designed as a hollow cylinder in the embodiment, can be provided.
  • two pipe guides 12 are provided, which are axially spaced apart in the region of the cutting position P and thus enable the cutting device 3 to penetrate.
  • One of the pipe guides 12 is shown schematically in an isometric representation in FIG Figure 3 shown together with the cutting device 3, also indicated schematically.
  • FIG 4 an enlarged detail of the cutting position P or of the two feed wheels 5 in the area of the cutting device 3 is shown.
  • the corrugated structure of the empty pipe 2 or of the corrugated pipe and the external toothing 6 of the feed wheels 5 adapted to it can be clearly seen.
  • the pipe guide is in Figure 4 not shown.
  • the feed wheels 5 have notches 13 which are arranged regularly distributed along their circumference and which are arranged in the valleys of the external toothing 6 or are designed as part of the valleys.
  • the notches 13 are particularly suitable for enabling the cutting device 3 to penetrate.
  • the notches 13 represent an advantageous possibility of using the sensor device 8, which is embodied as an optical sensor device 8 in the exemplary embodiment, for detecting the axial position of the empty pipe 2 relative to the cutting device 3.
  • the light source 10 or the laser can act on the photodetector in this way 9 are aligned so that a feed wheel 5 is arranged between the light source 10 or the laser and the photodetector 9, the feed wheel 5 either releasing or blocking a light beam 14 on the photodetector 9 depending on its rotative or radial position due to its external toothing 6 .
  • the point at which the light beam 14 is aligned is marked with an "X". Since the feed wheel 5 interacts positively with the empty pipe 2 due to its external toothing 6, the relative position of wave crests 15 and wave troughs 16 of the empty pipe 2 in relation to the cutting position P or the cutting device 3 can be detected by the sensor device 8.
  • the cutting position P is defined as the axial infeed length L +/- a correction term .DELTA.L determined by means of the measuring wheel 7 (see illustration in FIG Figure 4 ).
  • the cutting position P is defined in particular on a wave crest 15 of the empty pipe 2.
  • the cutting to length of the empty pipe 2 is thus initially carried out in accordance with the specification of the length L for the desired empty pipe pieces 4, with the cutting position P finally being corrected slightly using the data from the sensor device 8, namely up to an adjacent wave crest 15, preferably the one following in the axial feed direction Z Wave crest 15.
  • the resulting length L RES of an empty pipe section 4 essentially corresponds to the axial infeed length L, taking into account the external structure of the empty pipe 2.
  • the device 1 can furthermore comprise a guide means 17, which is preferably designed in the form of a plate.
  • the guide means is designed as a guide plate 17.
  • the guide plate 17 aligns the empty pipe 2, which in the exemplary embodiment is designed to be axially slotted.
  • the guide plate 17 is designed and arranged to engage in the axial slot 18 of the empty pipe 2, as in FIG Figure 5 shown schematically.
  • the pipe guide 12 is designed to accommodate the guide plate 17 (cf. Figure 2 ).
  • any number of guide plates 17 can be provided, in particular one guide plate 17, two guide plates 17 or even more guide plates 17.
  • the guide plates 17 are arranged as close as possible to the cutting position P or to the cutting device 3, in particular in order to stabilize during the To enable cutting.
  • the use of at least one guide means, in particular a guide plate 17, can also be provided independently of the use of a measuring wheel 7, the additional sensor device 8 and / or the control device 11.
  • the invention shown in the exemplary embodiment also relates to an in Figure 6
  • the illustrated method for cutting an empty pipe 2 according to which a control device 11 positions the empty pipe 2 in a first step A by means of at least one feed wheel 5.
  • a measuring wheel 7 axially spaced from the at least one feed wheel 5 along the empty pipe 2 detects an axial feed length L of the empty pipe 2.
  • the control device 11 drives the empty pipe 2 on the basis of measurement data u M of the measuring wheel 7 and measurement data u S of an additional sensor device 8, which detects an axial position of the empty pipe 2 relative to the cutting device 3 of the at least one feed wheel 5 in the cutting position P.
  • the cutting device 3 can cut and / or perforate the empty pipe 2 at the cutting position P.
  • a computer program product with program code means can be provided in order to carry out the method described above when the program is executed on a control device 11 of a device 1 for cutting an empty pipe 2.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden eines Leerrohrs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Schneiden eines Leerrohrs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Computerprogrammprodukt.
  • Verfahren und Vorrichtungen zum Schneiden von Leerrohren werden in der Praxis verwendet, um Leerrohre beliebiger Art in einzelne Leerrohrstücke mit definierter Länge zuzuschneiden. Das Leerrohr wird hierfür meist von einer Rolle abgewickelt und der entsprechenden Vorrichtung als Rohling mit gewissermaßen "unendlicher" Länge zugeführt. Dabei kommt es auf die Genauigkeit der Ablängung und aus wirtschaftlichen Gründen auch auf die Geschwindigkeit bzw. den Durchsatz der Vorrichtung an.
  • Üblicherweise wird das Leerrohr zunächst mittels eines Vorschubrades axial an einer Schneideeinrichtung positioniert und anschließend von dieser an einer Schneidposition durchtrennt.
  • Die gattungsgemäße DE 298 23 651 U1 betrifft eine Vorrichtung zum Positionieren von Wellrohrschläuchen, mit mindestens einem Vorschubrad für den Wellrohrschlauch, einer mit einem Sensor zusammenwirkenden Positioniereinrichtung für den Wellrohrschlauch, und einer Schneideeinrichtung. Es wird vorgeschlagen, dass mindestens ein Vorschubrad eine auf den Wellenabstand des Wellrohrschlauches angepasste Außenzahnung aufweist, die in die Wellentäler der Wellen des Wellrohrschlauches eingreift. Zusammen mit einer mit dem mindestens einen Vorschubrad gekoppelten Indikatoreinrichtung soll hierdurch eine Positioniereinrichtung für den Wellrohrschlauch bereitgestellt werden.
  • Zum weiteren technischen Hintergrund wird ergänzend auch auf die JP 2004 314183 A verwiesen, die ebenfalls eine Vorrichtung zum Positionieren und Schneiden von Wellrohrschläuchen betrifft.
  • Es hat sich gezeigt, dass eine genaue Positionierung des Leerrohrs an der Schneideeinrichtung bzw. das Sicherstellen einer exakten Schneidposition für viele Anwendungen, insbesondere unter Beibehaltung eines hohen Durchsatzes, mit den herkömmlichen Vorrichtungen nur mit einem erheblichen Aufwand möglich ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schneiden eines Leerrohrs bereitzustellen, wobei die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden und insbesondere eine hinreichend genaue axiale Positionierung des Leerrohrs an der Schneideeinrichtung ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird für die Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.
  • Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln bereitzustellen, um ein im Hinblick auf den Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Schneiden eines Leerrohrs durchzuführen.
  • Die Aufgabe wird bezüglich des Computerprogrammprodukts durch die Merkmale des Anspruchs 15 gelöst.
  • Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schneiden eines Leerrohrs umfasst eine Schneideeinrichtung zum Ablängen und/oder zum Einschneiden des Leerrohrs an einer axialen Schneidposition, wenigstens ein Vorschubrad zur axialen Positionierung des Leerrohrs an der Schneideeinrichtung, sowie eine Steuereinrichtung.
  • Bei einem Leerrohr kann es sich vorliegend um ein starres oder flexibles Rohr, vorzugsweise aus Kunststoff oder Metall, handeln. Derartige Leerrohre können beispielsweise für die Installation von weiteren Rohren, z. B. Wasserrohren und/oder für die Installation elektrischer Leitungen verwendbar sein, um eine oder mehrere elektrische Leitungen und/oder weitere Rohre in sich aufzunehmen. Grundsätzlich kann sich das erfindungsgemäße Leerrohr auch zum unmittelbaren Transport von Feststoffen, Flüssigkeiten und/oder Gasen eignen. Auf die spätere Verwendung des Leerrohrs kommt es im Sinne der Erfindung nicht an.
  • Erfindungsgemäß ist ein von dem wenigstens einen Vorschubrad entlang des Leerrohrs axial beabstandetes Messrad vorgesehen, um eine axiale Zustelllänge des Leerrohrs zu erfassen. Ferner ist eine zusätzliche Sensoreinrichtung vorgesehen, um eine axiale Position des Leerrohrs relativ zu der Schneideeinrichtung zu erfassen. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, um das Leerrohr anhand von Messdaten des Messrades und Messdaten der Sensoreinrichtung durch Ansteuern des wenigstens einen Vorschubrades in die Schneidposition zu verbringen.
  • Die axiale Zustelllänge des Leerrohrs, die mittels des Messrades erfasst wird, korrespondiert im Wesentlichen mit der bei einer Ablängung des Leerrohrs resultierenden Länge der einzelnen abgelängten Leerrohrstücke.
  • Bei der axialen Position des Leerrohrs relativ zu der Schneideeinrichtung kann es sich beispielsweise um eine axiale Position eines sich axial entlang des Leerrohrs wiederholenden Teilabschnitts handeln.
  • Die tatsächliche Schneidposition kann sich anhand der Messdaten des Messrades und der Sensoreinrichtung ergeben. Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Messrades in Kombination mit der zusätzlichen Sensoreinrichtung kann eine äußerst genaue Positionierung des Leerrohrs an der Schneideeinrichtung ermöglicht werden.
  • Erfindungsgemäß wird also eine absolute Position bzw. eine axiale Zustelllänge, die mittels des Messrades bestimmbar ist, mit einer relativen Position des Leerrohrs (bzw. eines Abschnitts des Leerrohrs) kombiniert. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine vorgegebene Länge der geschnittenen bzw. abgelängten Leerrohrstücke und/oder ein vorgegebener Abstand zwischen Schlitzungen bzw. Perforationen des Leerrohrs eingehalten werden, wobei gleichzeitig eine exakte Ausrichtung relativer Bezugspunkte bzw. Abschnitte des Leerrohrs an der Schneideeinrichtung zu einem optimalen Schneideergebnis führen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Leerrohr als Wellrohr und/oder Wellschlauch ausgebildet ist.
  • Bekanntermaßen ist das Schneiden von Wellrohren und Wellschläuchen aufgrund deren welliger Außenstruktur besonders aufwändig, weshalb sich die Erfindung besonders zum exakten Schneiden von Wellrohren und/oder Wellschläuchen eignen kann. Die Sensoreinrichtung kann vorteilhaft zur Ausrichtung von Wellenbergen, Wellentälern und/oder Übergängen zwischen Wellenbergen und Wellentälern an der Schneideeinrichtung ausgebildet bzw. verwendbar sein.
  • Die Erfindung kann sich allerdings auch vorteilhaft zum Ablängen und/oder zum Einschneiden von Leerrohren mit glatter oder sonstiger Außenstruktur eignen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass die Schneideeinrichtung ein Messer mit einer Schneide und/oder eine Säge mit einem Sägeblatt aufweist.
  • Vorzugsweise ist ein Messer mit einer Schneide vorgesehen, da die mechanischen Anforderungen an die Vorrichtung dann reduziert sein können. Beispielsweise tritt bei einem Schneiden mit einem Messer üblicherweise keinerlei Span auf, der abgeführt werden müsste. Ferner lässt sich eine Schneidebewegung, die auf einem Messer mit einer Schneide beruht, mechanisch einfacher realisieren, als eine "sägende" Bewegung, die bei einer Säge mit einem Sägeblatt erforderlich wäre.
  • Tatsächlich kommt es im Rahmen der Erfindung auf die genaue Ausgestaltung der Schneideeinrichtung aber nicht an. Die erfindungsgemäße Verbesserung betreffend die Positionierung des Leerrohrs an der Schneideeinrichtung kann sich grundsätzlich auf alle Arten einer Schneideeinrichtung positiv auswirken.
  • In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Schneideeinrichtung ausgebildet ist, um das Leerrohr orthogonal zu einer axialen Zustellrichtung an der Schneidposition abzulängen und/oder Einschneiden, z. B. wenigstens teilweise entlang des Umfangs des Leerrohrs zu perforieren.
  • Beispielsweise kann die Zustellung eines Messers mit einer Schneide in einer einachsigen, einschneidenden bzw. "stechenden" Bewegung orthogonal zu der axialen Zustellrichtung des Leerrohrs erfolgen.
  • Im Rahmen der Erfindung kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass das Leerrohr wenigstens teilweise perforiert wird. Dieser Vorgang ist im Rahmen der Erfindung dem Oberbegriff "einzuschneiden" zugeordnet.
  • In einer Weiterbildung können zwei Vorschubräder vorgesehen sein, zwischen denen das Leerrohr geführt ist.
  • Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige Zustellung des Leerrohrs ermöglicht werden. Grundsätzlich kann aber bereits ein einzelnes Vorschubrad ausreichend sein, um eine axiale Zustellung zu ermöglichen. Auch eine Kombination aus einem Vorschubrad und einem nicht angetriebenen, jedoch frei drehbaren, vorzugsweise dem Vorschubrad gegenüberliegenden Führungsrad ist möglich.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Vorschubrad eine an die Außenstruktur des Leerrohrs, vorzugsweise an eine Wellenstruktur, angepasste Außenverzahnung aufweist, um eine formschlüssige Führung des Leerrohrs zu ermöglichen.
  • Die axiale Zustellung des Leerrohrs kann vorzugsweise in der Art eines gegenseitigen Zahnradeingriffs zwischen dem wenigstens einen Vorschubrad und einem außenverzahnten Leerrohr erfolgen.
  • Der durch das wenigstens eine Vorschubrad erzeugte Vorschub kann dadurch noch genauer erfolgen.
  • In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Vorschubrad entlang seines Umfangs regelmäßig verteilt angeordnete Einkerbungen aufweist, vorzugsweise in den Tälern einer Außenverzahnung.
  • Die Ausgestaltung eines Vorschubrades mit Einkerbungen, beispielsweise mittels periodisch entlang des Umfangs verteilt angeordneten Nuten, kann von Vorteil sein, da die Schneideeinrichtung, unter anderem die Schneide eines Messers, während des Schneidens des Leerrohrs in den durch die Einkerbungen bereitgestellten Freiraum in dem Vorschubrad eindringen kann. Ferner können die Einkerbungen in dem wenigstens einen Vorschubrad vorteilhaft zur Erfassung der rotativen Position des Vorschubrads mittels der Sensoreinrichtung verwendbar sein, beispielsweise um mittelbar auf eine relative Position des Leerrohrs zu schließen, insbesondere wenn das wenigstens eine Vorschubrad eine Außenverzahnung zum Eingriff in eine Außenstruktur des Leerrohrs aufweist und das Leerrohr damit formschlüssig führt.
  • In einer Weiterbildung kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Schneidposition als die mittels des Messrades erfasste axiale Zustelllänge +/- einen anhand der Sensoreinrichtung bestimmten Korrekturterm definiert ist.
  • Somit kann zur axialen Positionierung des Leerrohrs insbesondere zunächst die gewünschte axiale Zustelllänge eingestellt werden, wonach der Korrekturterm durch die Sensoreinrichtung anhand der axialen Position des Leerrohrs relativ zu der Schneideeinrichtung bestimmt wird, um ein optimales Schneidergebnis zu erzielen.
  • In einer Weiterbildung kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schneidposition auf einen Wellenberg des Wellrohrs und/oder des Wellschlauchs definiert ist.
  • Somit kann beispielsweise im Verlauf der axialen Positionierung des Leerrohrs nach einer axialen Zustellung gemäß der gewünschten Zustelllänge bzw. der gewünschten Länge eines zu fertigenden Leerrohrstücks die axiale Position des Leerrohrs im Hinblick auf eine relative Ausrichtung der Außenstruktur des Leerrohrs noch geringfügig korrigiert werden, um die endgültige Schneidposition zu erreichen. Beispielsweise kann das Leerrohr nach Erreichen der axialen Zustelllänge in axialer Richtung noch so weit weiterbewegt werden (oder zurückbewegt werden), bis beispielsweise ein Wellenberg des Wellrohrs und/oder des Wellschlauchs derart an der Schneideeinrichtung positioniert ist, dass die Schneidposition auf dem Wellenberg liegt (oder alternativ in dem Wellental oder an einem Übergang zwischen Wellenberg und Wellental).
  • Es kann vorgesehen sein, dass der nach axialer Positionierung des Leerrohrs gemäß der gewünschten axialen Zustelllänge nächstliegende Wellenberg oder ein sonstiger geeigneter Abschnitt des Leerrohrs bzw. des Wellrohrs bzw. des Wellschlauchs als Schneidposition verwendet wird.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung als optische Sensoreinrichtung ausgebildet ist, umfassend einen Fotodetektor und eine Lichtquelle, vorzugsweise einen Laser.
  • Insbesondere wenn das Leerrohr eine Außenstruktur aufweist, kann eine optische Sensoreinrichtung vorteilhaft verwendet werden, um die relative Position des Leerrohrs bezüglich der Schneideeinrichtung zu erfassen. Die optische Sensoreinrichtung kann beispielsweise die Position des Leerrohrs anhand dessen Außenstruktur direkt oder durch Erfassung der rotativen Position des Vorschubrades indirekt ermitteln, beispielsweise durch Erfassung der Außenverzahnung des wenigstens einen Vorschubrades.
  • Die Sensoreinrichtung ist vorzugsweise auf derselben axialen "Höhe" angeordnet wie die Schneideeinrichtung. Das heißt, bei einer Ausbildung der Sensoreinrichtung mit einer Lichtquelle verläuft der Lichtstrahl, vorzugsweise ein Laserstrahl in der Ebene der Schneide der Schneideeinrichtung, vorzugsweise oberhalb oder unterhalb der Schneide.
  • Um eine axiale Position des Leerrohrs relativ zu der Schneideeinrichtung zu erfassen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung die rotative Position des wenigstens einen Vorschubrads erfasst. Die Sensoreinrichtung kann dabei derart positioniert sein, dass beispielsweise ein Laserstrahl in Abhängigkeit der rotativen Position des Vorschubrads durch dieses hindurchtritt und beispielsweise auf einen Fotodetektor auftrifft oder der Laserstrahl von dem Vorschubrad blockiert wird. Hierzu können geeignete Aussparungen, Ausnehmungen oder Einkerbungen in dem Vorschubrad vorgesehen sein, so dass in Abhängigkeit der rotativen Position des Vorschubrads sich zyklisch abwechselnd ergibt, dass der Laserstrahl durch das Vorschubrad durchdringen kann oder von diesem blockiert wird. In besonders einfacher Weise lässt sich dies dadurch erreichen, dass das Vorschubrad eine Außenverzahnung aufweist, die sich aus herausragenden Zähnen und dazwischenliegenden Tälern zusammensetzt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Zähne des Vorschubrads den Laserstrahl blockieren, während die Täler zwischen den Zähnen ein Durchtreten des Laserstrahls durch das Vorschubrad ermöglichen. Die Täler können dabei vorzugsweise entsprechend ausgeprägt ausgebildet sein und/oder es können zusätzliche Einkerbungen vorgesehen sein, die sich vorzugsweise weiter in Richtung auf die Mittelachse des Vorschubrads erstrecken und somit geeignete Aussparungen bereitstellen, damit ein Laserstrahl durchtreten kann.
  • Vorzugsweise ist die Außenverzahnung des Vorschubrads derart gestaltet, dass die Zähne des Vorschubrads in die Täler eine Wellrohrs oder eine Wellschlauchs eingreifen, um das Wellrohr bzw. den Wellschlauch in Vorschubrichtung zu transportieren. Somit befinden sich die Wellenberge des Wellrohrs bzw. des Wellrohrschlauchs zwischen den Zähnen des Vorschubrads. Wenn nun die Sensoreinrichtung, vorzugsweise der Laser, in derselben axialen Position angeordnet ist, wie die Schneideeinrichtung und der Laserstrahl das Vorschubrad im Bereich des Tales der Außenverzahnung des Vorschubrads oder einer vorzugsweise radial darunter angeordneten Einkerbung durchdringt, ist automatisch sichergestellt, dass ein Wellenberg des Wellrohrs bzw. des Wellschlauchs, der, wie dargestellt, zwischen den Zähnen der Außenverzahnung angeordnet ist, in der Schneidposition befindet.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung kann wenigstens ein Führungsmittel vorgesehen sein, wobei das wenigstens eine Führungsmittel ausgebildet und angeordnet ist, um in einen Axialschlitz eines axial geschlitzten Leerrohrs einzugreifen derart, dass das Führungsmittel den Axialschlitz im Bereich der Schneidposition in eine definierte Ausrichtung verbringt.
  • Durch die Vorschubbewegung des Leerrohrs und das in den Axialschlitz eingreifende Führungsmittel ergibt sich, dass sich das Leerrohr während des Vorschubs dreht bzw. so ausrichtet, dass sich der Axialschlitz an der durch das Führungsmittel vorgegebene Position befindet.
  • Dabei kann es von Vorteil sein, das Führungsmittel möglichst angrenzend an das wenigstens eine Vorschubrad anzuordnen, um eine stabile Führung bzw. Zustellung des Leerrohrs an die Schneideeinrichtung zu ermöglichen.
  • Das Führungsmittel ist vorzugsweise flach bzw. plattenförmig ausgebildet. Vorzugsweise handelt es sich um ein Führungsblech.
  • Das Führungsmittel weist vorzugsweise eine axiale Länge auf, die wenigstens dem zweifachen des Durchmessers des Leerrohres entspricht.
  • Für eine weiter verbesserte Führung des Leerrohrs kann eine Rohrführung vorgesehen sein. Die Rohrführung kann insbesondere als Hohlzylinder ausgeführt sein, dessen Innendurchmesser mit dem Außendurchmesser des Leerrohrs korrespondiert, um eine möglichst passgenaue axiale Führung des Leerrohrs zu ermöglichen. Die Rohrführung kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein, beispielsweise aus zwei Hohlzylindern ausgebildet sein. Es können auch mehrere Rohrführungen vorgesehen sein, beispielsweise zwei Rohrführungen, vorzugsweise in koaxialer, axial versetzter Anordnung. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Rohrführung im Bereich der Schneideeinrichtung und/oder des wenigstens einen Vorschubrads und/oder des Messrades einen Zugang zu dem Leerrohr bereitstellt.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Schneiden eines Leerrohrs, wonach eine Steuereinrichtung das Leerrohr mittels wenigstens eines Vorschubrades an einer Schneidposition an einer Schneideeinrichtung positioniert und wonach die Schneideeinrichtung das Leerrohr an der Schneidposition ablängt und/oder einschneidet. Dabei ist vorgesehen, dass ein von dem wenigstens einen Vorschubrad entlang des Leerrohrs axial beabstandetes Messrad eine axiale Zustelllänge des Leerrohrs erfasst, wobei eine zusätzliche Sensoreinrichtung eine axiale Position des Leerrohrs relativ zu der Schneideeinrichtung erfasst, und wobei die Steuereinrichtung das Leerrohr anhand von Messdaten des Messrades und Messdaten der Sensoreinrichtung durch Ansteuerung des wenigstens einen Vorschubrades in die Schneidposition verbringt.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die axiale Position des Leerrohrs relativ zu der Schneideeinrichtung mittels der Sensoreinrichtung erfasst wird, indem eine Lichtquelle, vorzugsweise ein Laser, auf einen Fotodetektor ausgerichtet wird, wobei zwischen der Lichtquelle und dem Fotodetektor das wenigstens eine Vorschubrad angeordnet ist und in Abhängigkeit der rotativen Position des Vorschubrads einen Lichtstrahl auf den Fotodetektor entweder freigibt oder blockiert.
  • Beispielsweise kann der Laser durch entlang des Umfangs des Vorschubrades regelmäßig verteilt angeordnete Einkerbungen oder die Außenverzahnung hindurchtreten, wobei die Position des Leerrohrs relativ zu der Schneideeinrichtung insbesondere im Falle einer formschlüssigen Führung des Leerrohrs mittelbar erfasst wird.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens kann außerdem vorgesehen sein, dass wenigstens ein Führungsmittel vorgesehen wird, welches derart ausgebildet und angeordnet wird, dass das Führungsmittel während der Vorschubbewegung des Leerrohrs in einen Axialschlitz eines axial geschlitzten Leerrohrs eingreift, um den Axialschlitz im Bereich der Schneidposition definiert auszurichten.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren gemäß den vorstehenden Ausführungen durchzuführen, wenn das Programm auf einer Steuereinrichtung einer Vorrichtung zum Schneiden eines Leerrohrs ausgeführt wird.
  • Die Steuereinrichtung kann als Mikroprozessor ausgebildet sein. Anstelle eines Mikroprozessors kann auch eine beliebige weitere Einrichtung zur Implementierung der Steuereinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine oder mehrere Anordnungen diskreter elektrischer Bauteile auf einer Leiterplatte, eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder eine sonstige programmierbare Schaltung, beispielsweise auch ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine programmierbare logische Anordnung (PLA) und/oder ein handelsüblicher Computer.
  • Merkmale, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben wurden, sind selbstverständlich auch für das erfindungsgemäße Verfahren, das Computerprogrammprodukt und die nachfolgend noch beschriebene zweite Erfindung vorteilhaft umsetzbar - und umgekehrt. Ferner können Vorteile, die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung genannt wurden, auch auf das erfindungsgemäße Verfahren, das Computerprogrammprodukt und die nachfolgend dargestellte zweite Erfindung bezogen verstanden werden - und umgekehrt.
  • Die nachfolgend dargestellte Lösung stellt eine von der Lösung des Anspruchs 1 unabhängige, zweite Erfindung dar, die jedoch auch in Kombination mit Anspruch 1 umgesetzt werden kann.
  • Die zweite Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden eines Leerrohrs, umfassend eine Schneideeinrichtung zum Ablängen und/oder zum Einschneiden des Leerrohrs an einer axialen Schneidposition und wenigstens ein Vorschubrad zur axialen Positionierung des Leerrohrs an der Schneideeinrichtung. Die zweite Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Führungsmittel vorgesehen ist, wobei das wenigstens eine Führungsmittel ausgebildet und angeordnet ist, um in einen Axialschlitz eines axial geschlitzten Leerrohrs einzugreifen derart, dass das Führungsmittel den Axialschlitz im Bereich der Schneidposition in eine definierte Ausrichtung verbringt, während sich das Leerrohr in Vorschubrichtung bewegt.
  • Das Führungsmittel ist vorzugsweise flach bzw. plattenförmig und besonders bevorzugt als Führungsblech ausgebildet.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der zweiten Erfindung ergeben sich aus den Ausführungen, Weiterbildungen und den offenbarten einzelnen Merkmalen betreffend die vorstehend bereits beschriebene Vorrichtung zum Schneiden eines Leerrohrs sowie dem vorstehend bereits beschriebene Verfahren zum Schneiden eines Leerrohrs.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisen" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
  • Die Figuren zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, in dem einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Die Merkmale des Ausführungsbeispiels sind aber auch losgelöst von den anderen Merkmalen des Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen verbunden werden.
  • In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Es zeigen schematisch:
    • Fig. 1
    die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schneiden eines Leerrohrs in einer isometrischen Darstellung;
    Fig. 2
    die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schneiden eines Leerrohrs in einer geschnittenen Seitenansicht;
    Fig. 3
    eine Rohrführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in isometrischer Darstellung;
    Fig. 4
    einen vergrößerten Ausschnitt der Vorschubräder zur axialen Zustellung des Leerrohrs;
    Fig. 5
    das erfindungsgemäße Führungsmittel im Eingriff in ein geschlitztes Leerrohr; und
    Fig. 6
    das erfindungsgemäße Verfahren zum Schneiden eines Leerrohrs.
  • Figur 1 zeigt die Vorrichtung 1 zum Schneiden eines Leerrohrs 2 schematisch in isometrischer Darstellung. Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfasst eine Schneideeinrichtung 3 zur Ablängung und/oder Schlitzung des Leerrohrs 2 an einer axialen Schneidposition P (vgl. Figur 2). Die Schneideeinrichtung 3 ist im Ausführungsbeispiel als Messer mit einer Schneide ausgeführt, um das Leerrohr 2 in einzelne Leerrohrstücke 4 abzulängen. Die Schneideeinrichtung 3 wird dem Leerrohr 2 hierfür orthogonal zu einer Vorschubrichtung des Leerrohrs 2 bzw. einer axialen Zustellrichtung Z zur Ablängung in einer einachsigen Bewegung zugestellt. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine sägende, mehrachsige Schneidbewegung möglich, insbesondere wenn die Schneideeinrichtung 3 als Säge mit einem Sägeblatt ausgebildet ist.
  • Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Vorrichtung 1 dient der Ablängung eines beispielsweise von einer Rolle abgerollten "unendlichen" Leerrohrs 2 zur Erzeugung einzelner Leerrohrstücke 4 mit vordefinierter Länge LRES.
  • Grundsätzlich kann die Schneideeinrichtung 3 auch zum beliebigen Einschneiden, zum Schlitzen oder zur Perforierung des Leerrohrs 2 entlang des Umfangs des Leerrohrs 2 ausgebildet und verwendbar sein.
  • Das Leerrohr 2 ist im Ausführungsbeispiel als Wellrohr 2 ausgeführt, kann grundsätzlich aber eine beliebige Gestaltung aufweisen, insbesondere an den Außenflächen auch glatt ausgeführt sein.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst ferner zwei Vorschubräder 5 zur axialen Positionierung des Leerrohrs 2 an der Schneideeinrichtung 3, wobei das Leerrohr 2 vorliegend zwischen den beiden Vorschubrädern 5 geführt ist. Grundsätzlich kann auch lediglich ein einzelnes Vorschubrad 5 vorgesehen sein. Die Verwendung von wenigstens zwei Vorschubrädern 5 kann allerdings von Vorteil sein, um eine gleichmäßige und robuste Führung des Leerrohrs 2 bereitzustellen.
  • Im Ausführungsbeispiel weisen die Vorschubräder 5 eine an eine Außenstruktur des Leerrohrs 2 bzw. des Wellrohrs angepasste Außenverzahnung 6 auf, um eine formschlüssige Führung des Leerrohrs 2 zu ermöglichen. Das Vorschubrad 5 ist somit an die Wellenstruktur des Leerrohrs 2 bzw. des Wellrohrs angepasst (vgl. insbesondere Figur 4).
  • Die Vorrichtung 1 umfasst außerdem ein von den Vorschubrädern 5 entlang des Leerrohrs 2 axial beabstandetes Messrad 7, um eine axiale Zustelllänge L (vgl. Figur 4) des Leerrohrs 2 zu erfassen.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst weiter eine zusätzliche Sensoreinrichtung 8, um eine axiale Position des Leerrohrs 2 relativ zu der Schneideeinrichtung 3 zu erfassen. Die Sensoreinrichtung 8 ist dabei als nachfolgend noch näher beschriebene optische Sensoreinrichtung 8 ausgebildet und umfasst einen Fotodetektor 9 und eine Lichtquelle 10, vorzugsweise einen Laser.
  • Schließlich umfasst die Vorrichtung 1 außerdem eine Steuereinrichtung 11, die eingerichtet ist, um das Leerrohr 2 anhand von Messdaten um des Messrades 7 und Messdaten uS der Sensoreinrichtung 8 durch Ansteuern der Vorschubräder 5 in die Schneidposition P zu verbringen.
  • Für eine geeignete Führung des Leerrohrs 2 durch die Vorrichtung 1, insbesondere auch für eine Weiterführung der bereits abgelängten Leerrohrstücke 4, kann eine Rohrführung 12, die im Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder ausgebildet ist, vorgesehen sein. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Rohrführungen 12 vorgesehen, die im Bereich der Schneidposition P axial beabstandet sind und somit ein Eindringen der Schneideinrichtung 3 ermöglichen. Eine der Rohrführungen 12 ist schematisch in isometrischer Darstellung in Figur 3 zusammen mit der ebenfalls schematisch angedeuteten Schneideeinrichtung 3 dargestellt.
  • In Figur 4 ist ein vergrößerter Ausschnitt auf die Schneidposition P bzw. auf die beiden Vorschubräder 5 im Bereich der Schneideeinrichtung 3 dargestellt. Dabei ist insbesondere die Wellenstruktur des Leerrohrs 2 bzw. des Wellrohrs sowie die daran angepasste Außenverzahnung 6 der Vorschubräder 5 gut erkennbar. Die Rohrführung ist in Figur 4 nicht dargestellt.
  • Wie ebenfalls in Figur 4 gut erkennbar ist, weisen die Vorschubräder 5 entlang ihres Umfangs regelmäßig verteilt angeordnete Einkerbungen 13 auf, die in den Tälern der Außenverzahnung 6 angeordnet oder als Teil der Täler ausgebildet sind. Die Einkerbungen 13 eignen sich in besonderem Maße, um ein Eindringen der Schneideeinrichtung 3 zu ermöglichen. Ferner stellen die Einkerbungen 13 eine vorteilhafte Möglichkeit dar, die im Ausführungsbeispiel als optische Sensoreinrichtung 8 ausgebildete Sensoreinrichtung 8 zur Erfassung der axialen Position des Leerrohrs 2 relativ zu der Schneideeinrichtung 3 zu verwenden. Dabei kann die Lichtquelle 10 bzw. der Laser derart auf den Fotodetektor 9 ausgerichtet werden, dass zwischen der Lichtquelle 10 bzw. dem Laser und dem Fotodetektor 9 ein Vorschubrad 5 angeordnet ist, wobei das Vorschubrad 5 in Abhängigkeit seiner rotativen bzw. radialen Position aufgrund seiner Außenverzahnung 6 einen Lichtstrahl 14 auf den Fotodetektor 9 entweder freigibt oder blockiert. Zur Verdeutlichung ist in Figur 4 die Stelle, auf die der Lichtstrahl 14 ausgerichtet ist, mit einem "X" markiert. Da das Vorschubrad 5 aufgrund seiner Außenverzahnung 6 mit dem Leerrohr 2 formschlüssig wechselwirkt, kann schließlich die relative Position von Wellenbergen 15 und von Wellentälern 16 des Leerrohrs 2 in Bezug auf die Schneidposition P bzw. auf die Schneideeinrichtung 3 durch die Sensoreinrichtung 8 erfasst werden.
  • Im Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schneidposition P als die mittels des Messrades 7 erfasste axiale Zustelllänge L +/- einen anhand der Sensoreinrichtung 8 bestimmten Korrekturterm ΔL definiert ist (vgl. Darstellung in Figur 4). Vorliegend ist die Schneidposition P insbesondere auf einem Wellenberg 15 des Leerrohrs 2 definiert. Die Ablängung des Leerrohrs 2 erfolgt somit zunächst gemäß Vorgabe der Länge L für die gewünschten Leerrohrstücke 4, wobei die Schneidposition P schließlich anhand der Daten der Sensoreinrichtung 8 noch geringfügig korrigiert wird, nämlich bis zu einem angrenzenden Wellenberg 15, vorzugsweise dem in axialer Zustellrichtung Z nachfolgenden Wellenberg 15. Grundsätzlich kann auch in einem Wellental 16 oder an einer sonstigen relativen Position des Leerrohrs 2 geschnitten werden. Schließlich entspricht die resultierende Länge LRES eines Leerrohrstücks 4 im Wesentlichen der axialen Zustelllänge L, unter Berücksichtigung der Außenstruktur des Leerrohrs 2.
  • Die Vorrichtung 1 kann ferner ein Führungsmittel 17 umfassen, welches vorzugsweise plattenförmig ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Führungsmittel als Führungsblech 17 ausgebildet. Das Führungsblech 17 richtet das Leerrohr 2, das im Ausführungsbeispiel axial geschlitzt ausgebildet ist, aus. Das Führungsblech 17 ist dabei ausgebildet und angeordnet, um in den Axialschlitz 18 des Leerrohrs 2 einzugreifen, wie in Figur 5 schematisch dargestellt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Rohrführung 12 ausgebildet ist, um das Führungsblech 17 aufzunehmen (vgl. Figur 2). Grundsätzlich kann eine beliebige Anzahl Führungsbleche 17 vorgesehen sein, insbesondere ein Führungsblech 17, zwei Führungsbleche 17 oder noch mehr Führungsbleche 17. Vorzugsweise sind die Führungsbleche 17 möglichst nah angrenzend an die Schneidposition P bzw. an die Schneideeinrichtung 3 angeordnet, um insbesondere eine Stabilisierung während des Schneidens zu ermöglichen.
  • Im Rahmen einer zweiten Erfindung kann die Verwendung wenigstens eines Führungsmittels, insbesondere eines Führungsblechs 17, auch unabhängig von der Verwendung eines Messrades 7, der zusätzlichen Sensoreinrichtung 8 und/oder der Steuereinrichtung 11 vorgesehen sein.
  • Schließlich betrifft die im Ausführungsbeispiel dargestellte Erfindung auch ein in Figur 6 dargestelltes Verfahren zum Schneiden eines Leerrohrs 2, wonach eine Steuereinrichtung 11 das Leerrohr 2 in einem ersten Schritt A mittels wenigstens eines Vorschubrades 5 positioniert. Hierzu kann vorgesehen sein, dass ein von dem wenigstens einen Vorschubrad 5 entlang des Leerrohrs 2 axial beabstandetes Messrad 7 eine axiale Zustelllänge L des Leerrohrs 2 erfasst. In einem zweiten Schritt B kann vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 11 das Leerrohr 2 anhand von Messdaten uM des Messrades 7 und von Messdaten uS einer zusätzlichen Sensoreinrichtung 8, die eine axiale Position des Leerrohrs 2 relativ zu der Schneideeinrichtung 3 erfasst, durch Ansteuern des wenigstens einen Vorschubrades 5 in die Schneidposition P verbringt. Schließlich kann in einem dritten Schritt C die Schneideeinrichtung 3 das Leerrohr 2 an der Schneidposition P ablängen und/oder perforieren.
  • Es kann ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln vorgesehen sein, um das vorstehend beschriebene Verfahren durchzuführen, wenn das Programm auf einer Steuereinrichtung 11 einer Vorrichtung 1 zum Schneiden eines Leerrohrs 2 ausgeführt wird.

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1) zum Schneiden eines Leerrohrs (2), umfassend eine Schneideeinrichtung (3) zum Ablängen und/oder zum Einschneiden des Leerrohrs (2) an einer axialen Schneidposition (P), wenigstens ein Vorschubrad (5) zur axialen Positionierung des Leerrohrs (2) an der Schneideeinrichtung (3), sowie eine Steuereinrichtung (11),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein von dem wenigstens einen Vorschubrad (5) entlang des Leerrohrs (2) axial beabstandetes Messrad (7) vorgesehen ist, um eine axiale Zustelllänge (L) des Leerrohrs (2) zu erfassen, und wobei eine zusätzliche Sensoreinrichtung (8) vorgesehen ist, um eine axiale Position des Leerrohrs (2) relativ zu der Schneideeinrichtung (3) zu erfassen, und wobei die Steuereinrichtung (11) eingerichtet ist, um das Leerrohr (2) anhand von Messdaten (uM) des Messrades (7) und Messdaten (uS) der Sensoreinrichtung (8) durch Ansteuern des wenigstens einen Vorschubrades (5) in die Schneidposition (P) zu verbringen.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Leerrohr (2) als Wellrohr und/oder Wellschlauch ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideeinrichtung (3) ein Messer mit einer Schneide und/oder eine Säge mit einem Sägeblatt aufweist.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideeinrichtung (3) ausgebildet ist, um das Leerrohr (2) orthogonal zu einer axialen Zustellrichtung (Z) an der Schneidposition (P) abzulängen und/oder wenigstens teilweise entlang des Umfangs des Leerrohrs (2) zu perforieren.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwei Vorschubräder (5) vorgesehen sind, zwischen denen das Leerrohr (2) geführt ist.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Vorschubrad (5) eine an eine Außenstruktur des Leerrohrs (2), vorzugsweise an eine Wellenstruktur, angepasste Außenverzahnung (6) aufweist, um eine formschlüssige Führung des Leerrohrs (2) zu ermöglichen.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Vorschubrad (5) entlang seines Umfangs regelmäßig verteilt angeordnete Einkerbungen (13) aufweist, vorzugsweise in den Tälern einer Außenverzahnung (6).
  8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidposition (P) als die mittels des Messrades (7) erfasste axiale Zustelllänge (L) +/- einen anhand der Sensoreinrichtung (8) bestimmten Korrekturterm (ΔL) definiert ist.
  9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidposition (P) auf einem Wellenberg (15) des Wellrohrs (2) und/oder des Wellschlauchs definiert ist.
  10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (8) als optische Sensoreinrichtung (8) ausgebildet ist, umfassend einen Fotodetektor (9) und eine Lichtquelle (10), vorzugsweise einen Laser.
  11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Führungsmittel (17) vorgesehen ist, wobei das wenigstens eine Führungsmittel (17) ausgebildet und angeordnet ist, um in einen Axialschlitz (18) eines axial geschlitzten Leerrohrs (2) einzugreifen derart, dass das Führungsmittel (17) den Axialschlitz (18) im Bereich der Schneidposition (P) in eine definierte Ausrichtung verbringt.
  12. Verfahren zum Schneiden eines Leerrohrs (2), wonach eine Steuereinrichtung (11) das Leerrohr (2) mittels wenigstens eines Vorschubrades (5) an einer Schneidposition (P) an einer Schneideeinrichtung (3) positioniert und wonach die Schneideeinrichtung (3) das Leerrohr (2) an der Schneidposition (P) ablängt und/oder einschneidet,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem wenigstens einen Vorschubrad (5) entlang des Leerrohrs (2) axial beabstandetes Messrad (7) eine axiale Zustelllänge (L) des Leerrohrs (2) erfasst, wobei eine zusätzliche Sensoreinrichtung (8) eine axiale Position des Leerrohrs (2) relativ zu der Schneideeinrichtung (3) erfasst, und wobei die Steuereinrichtung (11) das Leerrohr (2) anhand von Messdaten (uM) des Messrades (7) und Messdaten (uS) der Sensoreinrichtung (8) durch Ansteuern des wenigstens einen Vorschubrades (5) in die Schneidposition (P) verbringt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Position des Leerrohrs (2) relativ zu der Schneideeinrichtung (3) mittels der Sensoreinrichtung (8) erfasst wird, indem eine Lichtquelle (10), vorzugsweise ein Laser, auf einen Fotodetektor (9) ausgerichtet wird, wobei zwischen der Lichtquelle (10) und dem Fotodetektor (9) das wenigstens eine Vorschubrad (5) angeordnet ist und in Abhängigkeit der rotativen Position des Vorschubrads einen Lichtstrahl (14) auf den Fotodetektor (9) entweder freigibt oder blockiert.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Führungsmittel (17) vorgesehen wird, welches derart ausgebildet und angeordnet wird, dass das Führungsmittel (17) während der Vorschubbewegung des Leerrohrs (2) in einen Axialschlitz (18) eines axial geschlitzten Leerrohrs (2) eingreift, um den Axialschlitz (18) im Bereich der Schneidposition (P) definiert auszurichten.
  15. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, um ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 durchzuführen, wenn das Programm auf einer Steuereinrichtung (11) einer Vorrichtung (1) zum Schneiden eines Leerrohrs (2) ausgeführt wird.
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