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Gegenstand
der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung mit rotierenden Schneidwerkzeugen
für die
zusammenhängende
Durchführung
von Schneid- und Profilierungsvorgängen an Blechen, vorzugsweise
innerhalb einer Produktionsstraße,
gemäß der Präambel zum
Patentanspruch 1.
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Diese
Erfindung bezieht sich ebenfalls auf Verfahren für die zusammenhängende Durchführung von Schneidvorgängen, für die die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
eingesetzt wird, sowie auf die Verwendung einer solchen Vorrichtung.
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Stand der Technik
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Bei
zahlreichen industriellen Anwendungen ist es bekannt, Schneid- und
Profilierungsvorgänge
zu verbinden. Diese Schnitte können
nicht sehr zahlreich sein, oder die Schnittdichte kann im Gegenteil
sehr hoch sein. Dies ist zum Beispiel bei Profilen mit schalldämpfenden
Eigenschaften oder auch bei Profilen für Kabelkanäle der Fall.
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Eine
der Herstellungstechniken von Wänden
mit schallabsorbierenden Eigenschaften basiert auf der Verwendung
von profilierten Metallverkleidungen, deren Oberfläche zahlreiche Öffnungen
aufweist. Die derzeitigen Verfahren bestehen entweder in der Verwendung
von gelochten Profilen, normalerweise mit runden Löchern von
geringem Durchmesser, oder auch von Profilen, in denen Einschnitte
hergestellt wurden. Einschnitte sind Teilausschnitte, bei denen
der Schnittabfall mit dem Blech verbunden bleibt; diese Schnitte
haben normalerweise eine rechteckige Form. Die vorgenannten Profile
sind durch eine sehr hohe Schnittdichte in der Größenordnung
von mehreren Tausend Löchern
pro Quadratmeter gekennzeichnet.
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Bei
der Herstellung von Kabelkanälen
gehört
das Profilieren zu den häufig
verwendeten Techniken. Auch in diesem Fall müssen Schneid- und Profilierungsvorgänge kombiniert
werden. Die Zahl der Schnitte ist zwar geringer als bei Profilen
mit schalldämpfenden
Eigenschaften, aber trotzdem noch sehr hoch.
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Auch
andere Produkte, wie Stützen
für Metallregale,
werden gemeinhin aus gestanzten Profilen hergestellt. Bei diesem
letzten Beispiel ist jedoch die Zahl der Schnitte wesentlich geringer.
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Um
diese Profile mit mehr oder weniger zahlreichen Schnitten zu erhalten,
werden verschiedene Verfahren angewandt. In der Tat sind zwei wichtige
Verfahrensarten zu unterscheiden, je nach dem, ob die Schneidvorgänge in Pressen
oder durch Drehwerkzeuge ausgeführt
werden.
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Schneidvorgänge in der
Presse können
vor dem Profilierungsvorgang durchgeführt werden, außerhalb
der Profilierungsstraße
oder in einer Presse, die in die Profilierungsstraße integriert
ist, oder auch nach dem Profilierungsvorgang.
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Wenn
die Schneidvorgänge
vor und außerhalb
der Profilierungsstraße
durchgeführt
werden, sind zahlreiche zusätzliche
Beförderungsvorgänge erforderlich,
die nicht zu vernachlässigende
Mehrkosten verursachen. Wenn die Presse in einer Profilierungsstraße integriert
ist, wird die Profilierungsgeschwindigkeit durch den Schneidvorgang
empfindlich beeinflusst. Schließlich
führt die
Herstellung von Schnitten nach der Profilierung aufgrund der durch
das Schneidwerkzeug bedingten Zugangsbeschränkungen zu Einschränkungen
in Bezug auf die Position der Schnitte auf dem Profil; dadurch wird
die Produktivität
ebenfalls vermindert.
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Drehwerkzeuge
bieten dahingehend eine interessante Alternative zum Einsatz von
Pressen, da sie mit Geschwindigkeiten arbeiten können, die mit denen der Profilierungsstraße vereinbar
sind.
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Solche
Arten von Werkzeugen werden zum Beispiel in den Patenten (Patentanmeldungen)
GB-A-1 044 313, GB-A-1 123 536, US-A-1 581 236, US-A-1 333 704,
US-A-3 828 636, US-A-3 205 744, US-A-3 709 077, US-A-3 438 835,
US-A-3 274 873, US-A-3 066 542 und US-A-5 040 397 beschrieben. Die
in diesen einzelnen Druckschriften beschriebenen Systeme sind für das hier
betrachtete Problem schlecht geeignet. Entweder sind sie nur für Schneid-
und nicht für
Lochungsvorgänge
vorgesehen, oder ihre Herstellung ist sehr komplex und aufwändig, wenn
eine hohe Zahl an Lochungen herzustellen ist. Insbesondere stellt
sich dabei das Problem des Abtransports der sehr hohen Menge an
Stanzabfällen,
die bei der Lochung anfällt.
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Deshalb
besteht eine in diesem Fall praktizierte Alternative in der Herstellung
eines Einschnitts, der darin besteht, einen Teilausschnitt herzustellen,
wobei der Schnittabfall jedoch am Blech hängen bleibt, so dass das Problem
des Abtransports gelöst
wird. Dieser Vorgang kann von Drehwerkzeugen durchgeführt werden,
beinhaltet aber andere Nachteile. Da die Untermesser Scheiben sind,
kann ein hochwertiger Schnitt nur in der parallel zum Blechvorschub
verlaufenden Richtung erzielt werden, die senkrecht dazu stehende
Seite wird eher herausgerissen, wodurch sich das Korrosionsverhalten
verschlechtern kann. Außerdem
ist durch den am Blech verbleibenden Schnittabfall das Vorhandensein
von Einschnitten in den Bereichen, die mit Profilierungsrollen in
Berührung
kommen, nicht möglich,
wodurch die relative Profilfläche,
in der tatsächlich
Einschnitte hergestellt werden können,
erheblich reduziert wird. Außerdem
liegt aufgrund der Drehwerkzeugtechnik der Winkel des Schnittabfalls
im Verhältnis
zur Ebene des Blechs näher
bei 45° als
bei 90°,
wodurch die sichtbare Öffnung
erheblich reduziert wird. Profile mit schalldämpfenden Eigenschaften, die
auf der Grundlage der Einschneidetechnik hergestellt wurden, weisen
daher deutlich geringere Leistungen auf, als die mit Bohrtechnik
hergestellten Profile.
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Das
amerikanische Patent US-A-4 766 707 beschreibt eine Maschine, die
ein erstes Paar sich drehender Bohrwalzen umfasst, auf die ein zweites
Paar sich drehender Walzen zum Schneiden eines Metallbands folgt.
Gemäß der vorgeschlagenen
Anlage folgt auf diese Maschine eine Form- oder Biegemaschine zur
Herstellung von Clips für
Dachplatten. Das erste Werkzeugpaar stellt eine kegelförmige Prägung oder
ein Loch her, das zur späteren
Aufnahme von Befestigungsmitteln wie zum Beispiel Nägeln dient.
Das zweite Werkzeugpaar führt
an jedem Längsrand
des Bandes eine Einkerbung in Querrichtung durch; zwei aufeinanderfolgende
Bandabschnitte sind dann nur noch locker durch die Bandmitte verbunden,
so dass eine spätere
Trennung der Clips erleichtert wird. Die Schritte dieser beiden
unterschiedlichen Vorgänge
sind deutlich verschieden.
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Das
amerikanische Patent U5-A-1 931 468 beschreibt eine ähnliche
Anlage, bei der die Bewegung der Rollenpaare durch ein Antriebssystem
mit Rädergetrieben
koordiniert wird. Eine Bohrung in ein oder zwei Schritten wird mit
Hilfe eines Drehwerkzeugpaares hergestellt, wobei das eine Werkzeug
Kanäle
zur Abführung
des Schnittabfalls aufweist.
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Ziele der Erfindung
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Diese
Erfindung hat die Aufgabe, eine Lösung anzubieten, mit der die
Nachteile nach dem Stand der Technik beseitigt werden.
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Insbesondere
hat die Erfindung die Aufgabe, eine Drehwerkzeugtechnologie anzubieten,
mit der entweder das Ausschneiden vieler Löcher geringer Größe in einer
Profilierungsstraße
oder die Herstellung von Einschnitten mit verbesserter Geometrie
ohne Reduzierung der Profilierungsgeschwindigkeit möglich ist.
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Wichtigste charakteristische
Elemente der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit rotierenden Schneidwerkzeugen
für die
zusammenhängende
Durchführung
von Schneid- und Profilierungsvorgängen an Blechen, wobei die
Schnittdichte vorzugsweise sehr hoch ist und die besagten Schneidvorgänge vorzugsweise
in eine automatisierte Profilierungsstraße integriert sind, dadurch
gekennzeichnet, dass sie ein erstes rotierendes Schneidwerkzeugpaar
umfasst, das eine erste Mehrzahl von Schnitten durchführt, und
ein zweites rotierendes Schneidwerkzeugpaar, das die ersten Schnitte
durch eine zweite Mehrzahl von Schnitten oder durch Biegen ergänzt und
vollendet, um entweder einen geschlossenen Endschnitt mit Schnittabfall
oder einen Einschnitt zu erhalten.
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Gemäß einer
ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Endschnitt
im wesentlichen rechteckig ist, schneidet das erste rotierende Werkzeugpaar
in Bezug auf den Blechvorschub in Querrichtung, um Einschnitte herzustellen,
und das zweite rotierende Werkzeugpaar in Bezug auf den Blechvorschub
in Längsrichtung.
Es sei angemerkt, dass die Aufgabe der beiden Werkzeugpaare umgekehrt
sein kann (zuerst Schnitt in Längs-,
dann in Querrichtung).
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Gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Eidschnitt
im wesentlichen rechteckig und vom Typ Einschnitt ist, schneidet
das erste Werkzeugpaar drei zusammenhängende Seiten des besagten
Rechtecks und das zweite Werkzeugpaar führt an der Achse, die durch
die vierte Seite des besagten Rechtecks gebildet wird, einen Biegevorgang
durch.
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Vorzugsweise
sind die besagten rotierenden Werkzeuge auf Wellen montiert, die
von Lagern aufgenommen werden, deren Achse senkrecht zur Vorschubrichtung
des Blechs ist.
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Vorteilhafterweise
ist die Drehrichtung der Oberwerkzeuge und der Unterwerkzeuge so
gewählt,
dass die Tangentialgeschwindigkeit der besagten Werkzeuge am Berührungspunkt
mit dem Blech die gleiche Richtung und im wesentlichen den gleichen
Wert wie die Vorschubgeschwindigkeit des Blechs hat.
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In
besonders vorteilhafter Weise umfasst die besagte Vorrichtung Mittel,
um die relative Lage nach dem Umfang der Zähne, die zu den Ober- und Unterwerkzeugen
des besagten ersten Rundwerkzeugpaares gehören, zu gewährleisten, wobei diese Mittel
vorzugsweise nachstellbare Zahnradgetriebe sind, die die Synchronisierung
der Wellen ermöglichen.
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Gemäß einer
besonderen Ausführung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
umfasst das erste Werkzeugpaar ein Oberwerkzeug, das aus einer Wechselfolge
von elementaren Kreismessern und Zwischenelementen besteht, und
ein Unterwerkzeug, das aus einer Wechselfolge von elementaren Kreismessern
und Elementen, die als Seitenmesser dienen, besteht. Außerdem umfasst
das zweite Werkzeugpaar ein Obermesser und ein Untermesser, von
denen jedes aus einer Wechselfolge von elementaren Kreismessern
und Zwischenelementen besteht.
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Vorteilhafterweise
weist jedes obere elementare Kreismesser an seinem Umfang Zähne auf,
deren Bogen die gleiche Länge,
bis auf den Schneidspalt genau, aufweist, wie die Entfernung zwischen
den beiden Einschnitten, die zum gleichen Endschnitt gehören und
durch das erste Werkzeugpaar hergestellt werden. Die elementaren
Kreismesser sowie die Zwischenelemente des zweiten Werkzeugpaares
haben im wesentlichen bis auf den Schneidspalt die gleiche Breite.
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Die
Vorrichtung gemäß der Erfindung
ist vorteilhafterweise mit Mitteln zum Abtransport der Schnittabfälle ausgestattet,
vorzugsweise mit Kämmen,
deren Zinken zwischen die elementaren Kreiswerkzeuge des zweiten
Werkzeugpaares greifen.
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Weiterhin
kann gemäß der Erfindung
das Oberwerkzeug des zweiten Werkzeugpaares mit Zähnen versehen
sein, die an der Biegekante abgerundet oder abgestumpft sind und
die ein mit dem Biegen vereinbares Flankenspiel aufweisen.
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Ein
weiterer Aspekt dieser Erfindung betrifft ein Verfahren für die zusammenhängende Durchführung von
Schneidvorgängen
vom Typ Durchschnitt und Profilierungsvorgängen an Blechen, wobei die
Schnittdichte vorzugsweise sehr hoch ist; die besagten Schneidvorgänge sind
vorzugsweise in eine automatisierte Profilierungsstraße integriert,
in der eine Vorrichtung nach Anspruch 2 integriert ist, durch die
folgenden aufeinander folgenden Phasen gekennzeichnet:
- – ein
erstes rotierendes Schneidwerkzeugpaar führt eine erste Mehrzahl von
Querschnitten in Bezug auf den Blechvorschub durch
- – ein
zweites rotierendes Schneidwerkzeugpaar führt eine zweite Mehrzahl von
Längsschnitten
in Bezug auf den Blechvorschub durch, wobei das Resultat dieser
beiden Schnittvorgänge
aus einem Satz geschlossener, vorzugsweise rechteckiger Schnitte
besteht;
- – die
Schnittabfälle
werden durch die Werkzeugbewegung, vorzugsweise mit Kämmen, die
in das zweite Werkzeugpaar integriert sind, und/oder in Querrichtung
durch ein Förderband
abtransportiert.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren für die zusammenhängende Durchführung von
Einschneide- und Profilierungsvorgängen an Blechen, wobei die
besagten Schneidvorgänge
vorzugsweise in eine automatisierte Profilierungsstraße integriert
sind, in der eine Vorrichtung nach Anspruch 3 integriert ist, durch
die folgenden aufeinander folgenden Phasen gekennzeichnet:
- – ein
erstes rotierendes Schneidwerkzeugpaar führt eine erste Mehrzahl von
Schnitten in U-Form in einem Rechteck durch
- – ein
zweites rotierendes Schneidwerkzeugpaar führt einen Biegevorgang durch,
bei dem die Achse der verbleibenden Seite entspricht, um einen Satz
rechteckiger Schnitte vom Typ Einschnitt zu bilden.
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Auf
besonders vorteilhafte Weise kann das Verfahren gemäß der Erfindung
in einer einzigen Maschine Schneid- und Einschneidevorgänge vereinen,
die auf Blechbänder
verteilt sind, die parallel zum Blechvorschub sind, wobei die besagten
Einschnitte in Bereichen hergestellt werden, die nicht mit den Profilierwerkzeugen
in Berührung
kommen.
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Vorteilhafterweise
sind die besagten rechteckigen Schnitte vom Typ Durchschnitt oder
Einschnitt versetzt, wobei der Versatz zwischen zwei nebeneinander
liegenden Schnitten dem Quotient aus Längsschritt durch Versatzparameter
X entspricht, mit X ungleich Null.
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Im
Betrieb wird die Vorrichtung gemäß der Erfindung
zur Herstellung von Wänden
mit schallabsorbierenden Eigenschaften, zur Herstellung von Kabelkanälen oder
auch zur Herstellung von Metallregalen genutzt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Gesamtansicht des Drehwerkzeugsystems gemäß dieser Erfindung.
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2 zeigt
zwei Werkzeugelemente, die zum ersten Drehwerkzeugpaar aus 1 gehören.
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3 zeigt
eine Vorderansicht des ersten Drehwerkzeugpaares gemäß der Erfindung.
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4 zeigt
zwei besondere Ausführungsarten
der Zähne
des oberen Drehwerkzeugs aus 3.
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5 zeigt
die mit dem ersten Werkzeugpaar gemäß einer ersten bevorzugten
Ausgestaltung der Erfindung hergestellten Einschnitte im Detail.
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6 zeigt
eine Detailansicht der beiden Werkzeugelemente des zweiten Drehwerkzeugpaares
aus 1.
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7 zeigt
eine Vorderansicht des zweiten Drehwerkzeugpaares gemäß der Erfindung.
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8 zeigt
ein optimiertes Schema der Anordnung der Schnitte im Blech gemäß der Erfindung.
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9 zeigt
die Parameter, mit denen die Schnitte, wie in 8 gezeigt,
definiert werden können.
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10 zeigt
ein echtes Beispiel eines Schnittschemas gemäß der Erfindung.
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11 zeigt
eine Detailansicht der mit dem ersten Werkzeugpaar gemäß eines
zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung hergestellten Schnitte, jeweils abwechselnd in Längs- und
Querrichtung.
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12 zeigt
eine Detailansicht der Zähne
des elementaren Biegewerkzeugs am zweiten Werkzeugpaar, das den
Schnitten aus 11 entspricht.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Diese
Erfindung dient dazu, entweder einen rechteckigen Ausschnitt oder
einen Einschnitt herzustellen, indem die Vorgänge in zwei Phasen aufgeteilt
werden, so dass eine gute Schnittqualität und ein einfacher Abtransport
des Abfalls beim Schneiden oder einen gute Schneide- und Biegequalität beim Einschnitt
sichergestellt werden.
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Das
in 1 dargestellte Grundprinzip besteht darin, zwei
aufeinander folgende Paare von rotierenden Werkzeugen zu verwenden.
Beim Ausstanzen von Löchern
kann bei diesem Prinzip der Schneidevorgang in zwei Phasen aufgeteilt
werden. Einerseits führt
ein erstes Drehwerkzeugpaar Querschnitte in Bezug auf den Blechvorschub
durch. Andererseits führt
das zweite Werkzeugpaar Längsschnitte
durch und sorgt für
einen einfachen Abtransport der Abfälle. Bei Schnitten vom Typ
Einschnitt führt
das erste Werkzeugpaar zum Beispiel einen Schneidevorgang auf drei
Seiten durch. Das zweite Werkzeugpaar führt dann das Biegen des Schnittabfalls
durch, wodurch eine deutlich verbesserte sichtbare Öffnung im
Vergleich zum Stand der Technik erreicht wird. Außerdem betreffen
die nach dem Stand der Technik wie bei US-A-4 766 707 aufeinander
folgenden Vorgänge,
die durch Drehwerkzeuge durchgeführt
werden (Drücken
oder Bohren, Querschneiden) unterschiedliche Bereiche und haben
völlig
andere Ziele.
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1 zeigt
eine Gesamtansicht des Systems. Ein erstes Drehwerkzeugpaar, bestehend
aus den Werkzeugen 1 und 2, die jeweils auf die
Wellen 6 und 6' montiert
sind, führt
einen Teilschnitt in dem Blech durch, ohne dass Abfall entsteht.
Der Schneidvorgang wird durch ein zweites Werkzeugpaar vollendet,
bestehend aus den Werkzeugen 3 und 4, die jeweils
auf die Wellen 6'' und 6''' montiert
sind.
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Diese
Wellen sind in Lagern gelagert, die in Tragköpfen ähnlich den Profilierköpfen (nicht
dargestellt) eingebaut sind. Die Drehrichtung jedes Werkzeugs (B,
B', B'', B''') ist angegeben. Der Blechvorschub erfolgt
in Richtung A, in der angegebenen Richtung und ist gleich der gemeinsamen
Umfangsgeschwindigkeit der Werkzeuge 1, 2, 3 und 4.
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Beschreibung mehrerer
bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung
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Die 2 und 3 zeigen
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Drehwerkzeuge 1 und 2. Insbesondere 2 zeigt
das obere Rundwerkzeugelement 11 und das untere Element 21,
die einen Einschnitt 7 quer zur Vorschubrichtung des Blechs 5 (siehe 5)
herstellen. Wie in 3 dargestellt, besteht das Oberwerkzeug 1 aus
einem Paket elementarer Rundwerkzeuge 11 und Zwischenelemente 12.
Diese Werkzeugelemente sind auf die Welle 6 montiert, ausgerichtet
und in Drehrichtung durch Teile wie etwa Keile blockiert. Diese
Elemente sind ebenfalls in axialer Richtung blockiert, um eine genaue
Ausrichtung zu gewährleisten. Das
Unterwerkzeug 2 besteht in gleicher Weise aus einem Paket
von Elementen 21, die gegenüber den Elementen 11 angeordnet
sind und durch Elemente 22 getrennt sind, die als Seitenmesser
beim Herstellen des Einschnitts 7 dienen. Die Elemente 21 und 22 sind
während
der Drehung blockiert und in axialer Richtung ausgerichtet, wie
beim Werkzeug 1. Die Elemente 11, 21 und 22 werden
vorzugsweise aus gehärtetem
Werkzeugstahl hergestellt, so wie herkömmliche Schneidwerkzeuge.
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Diese
Herstellungsart der Drehwerkzeuge ist insbesondere vorteilhaft,
da sie eine wirtschaftliche Herstellung der Werkzeuge ermöglicht;
Elemente wie zum Beispiel 11 oder 21 können mit einer Drahtschneide
aus einem Scheibenstapel aus gehärtetem
Werkzeugstahl ausgeschnitten werden.
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Die
Ausrichtung der Werkzeuge 1 und 2 in axialer Richtung
erfolgt durch Anschläge,
die bei den im Tragkopf befindlichen Lagern auf die Wellen montiert
sind. Die relative radiale Ausrichtung der Zähne der Rundwerkzeuge 11 und 21 erfolgt
durch mindestens ein Rädergetriebe,
das die Wellen 6 und 6' synchronisiert. Es handelt sich
vorzugsweise um nachstellbare Getriebe, so dass eine genaue Ausrichtung
möglich
ist, die mit dem Schneidspalt vereinbar ist. Wenigstens eine der
Wellen 6 oder 6' wird
angetrieben, so dass eine Umfangsdrehzahl der Werkzeug gewährleistet
wird, die dem Vorschub des Blechs A entspricht.
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4 zeigt
zwei Arten der Gestaltung der Zähne 111 oder 111' des Rundwerkzeugs 11.
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Nach
dem Durchlauf durch das erste Drehwerkzeugpaar weist das Blech Einschnitte 7 auf,
wie in 5 gezeigt.
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Die 6 und 7 zeigen
die elementaren Messer 31 und 41, die einen zweiten
Schneidvorgang durchführen.
Das Rundmesser 31 weist an seinem Umfang Zähne 311 auf,
deren Bogen die gleiche Länge, bis
auf den Schneidspalt genau, aufweist, wie die Entfernung zwischen
zwei aufeinander folgenden Einschnitten 7. Das vollständige obere
Rundwerkzeug 3 besteht aus einem Paket elementarer Messer 31,
die durch Zwischenelemente 32 voneinander getrennt sind.
Die Umfangs- und axiale Ausrichtung der Messer 31 wird wie
bei den Werkzeugen 1 und 2 durchgeführt. Außerdem ist
die Welle 6'' in Bezug auf
die Welle 6 synchronisiert, so dass eine genaue Positionierung
der Einschnitte 7 in Bezug auf die Messer 311 gewährleistet
ist. Diese Synchronisierung erfolgt zum Beispiel durch ein Getriebe.
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Das
Werkzeug 4 besteht aus einem Paket elementarer Schneidscheiben 41 und
Zwischenelementen 42 (7). Ihre
axiale Ausrichtung erfolgt wie bei den Werkzeugen 1 und 2,
die relative Ausrichtung der Werkzeuge 3 und 4 muss
nur in axialer Richtung gewährleistet
werden. Die Werkzeugelemente 11, 21 und 31 sowie die
Zwischenelemente 42 haben bis auf den Schneidspalt genau
die gleiche Breite.
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Die
Schnittabfälle
können
zwischen den Kreiswerkzeugen 41 sehr leicht abtransportiert
werden; gegebenenfalls wird ein Kamm vorgesehen, dessen Zinken zwischen
die Scheiben 41 greifen, um den Abtransport der Abfälle zu gewährleisten,
die zwischen den Schneidscheiben 41 verklemmt sind; die
Abfälle
werden anschließend
quer abtransportiert, zum Beispiel mit Hilfe eines Förderbands.
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8 zeigt
schematisch eine optimierte Positionierung der Schnitte. In der
Tat ist die aufzubringende Schnittkraft ein delikater Punkt bei
diesem Verfahren, insbesondere beim Herstellen von Einschnitten
durch die Werkzeuge 1 und 2. Um diese Kraft zu
reduzieren, ist es vorteilhaft, die Schnitte versetzt anzuordnen,
wie in 8 gezeigt.
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Die
zu betrachtenden Parameter werden in 9 gezeigt:
der Querschritt Ptr, der Längsschritt
Plg, der Querschnitt DecTr und der Längsschnitt DecLg. Die Schnittquote,
ein entscheidender Parameter, zum Beispiel für die akustische Qualität der Platten,
ist das Verhältnis
zwischen ausgeschnittener Fläche
(DecTr × DecLg)
und Schrittfläche
(Plg × Ptr).
Der Parameter X, der den Versatz bestimmt, wird so hoch gewählt, dass
die auf die Wellen wirkende Kraft reduziert wird. In der Tat finden
um so weniger Schnitte gleichzeitig statt, je höher der Parameter X ist, insbesondere
wenn X keine Ganzzahl ist.
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Ein
weiterer wichtiger Parameter ist das Verhältnis zwischen der nicht geschnittenen
Länge in
Längsrichtung – Plg-DecLg – und dem
Versatzschritt Plg/X. Wenn dieses Verhältnis ganzzahlig ist, fallen
bestimmte erste Schnitte rechteckiger Öffnung mit den versetzten zweiten
Schnitten einer Zahl von Reihen zusammen, die dem besagten Verhältnis entspricht.
In diesem Fall ist die Zahl der Schnitte, die gleichzeitig stattfinden,
relativ hoch, was zu einer relativ hohen Biegebeanspruchung der
Wellen führt,
da aber die Schnitte paarweise stattfinden, gleichen sich die radialen
Kräfte
auf die Messer aus, was das auf die Wellen wirkende Moment reduziert.
Wenn man die Schnittparameter so wählt, dass das Verhältnis (Plg-DecLg)/(Plg/X) nicht
ganzzahlig ist, reduziert man die Zahl der Schnitte, die gleichzeitig
stattfinden, wodurch die Biegebeanspruchung reduziert wird, aber
das auf die Wellen wirkende Moment sich erhöht.
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Tabelle
1 zeigt ein Beispiel einer angemessenen Auswahl von Parametern,
die einem nicht ganzzahligen Verhältnis entspricht und 10 zeigt
ein konkretes Schnittbeispiel.
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Die
Technik gemäß der Erfindung
ermöglicht
es ebenfalls, das Schneiden von Öffnungen
als Einschnitte, das heißt
ohne Materialabnahme, zu optimieren.
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Die
Technologie der Werkzeuge ist dem Prinzip nach identisch. Bei einem
ersten Werkzeugpaar 1 und 2 wird ein Schnitt in
U-Form durchgeführt,
wie bei 7' (Längsrichtung)
oder 7'' (Querrichtung)
in 11 angegeben. Die Zähne vom Typ 111 des
elementaren Werkzeugs 11 sind entsprechend angepasst. Beim
zweiten Werkzeugpaar wird nicht mehr, wie zuvor, ein Schnitt durchgeführt, sondern
ein Biegevorgang gemäß 8.
Die Zähne 311 des
elementaren Werkzeugs 31 sind selbstverständlich entsprechend
angepasst: an der Biegekante abgerundet und mit einem Spiel, das
mit dem Biegen vereinbar ist. 12 zeigt
typische Ansichten dieser Art Einschnitte für die Längsrichtung und die Querrichtung.
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Für diese
verschiedenen Anwendungen wird der Durchmesser der Werkzeuge durch Überlegungen bezüglich der
Werkstofffestigkeit bestimmt, die die Auslegung der Wellen bedingen,
aber auch durch die Kontaktbedingungen des Rundwerkzeugs mit dem
Blech. So sollte der Radius der Werkzeuge 1 und 2 vorzugsweise
gleich oder größer als
die hundertfache Blechdicke sein. Bei einem Einschnitt kann man
auch unterschiedliche Radien für
die Werkzeuge 3 und 4 wählen, das Werkzeug 4 weist
zum Beispiel einen deutlich höheren
Radius als das Werkzeug 3 auf, so dass beim Biegevorgang
eine gute Auflage des Blechs gewährleistet ist.
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Bei
einer besonderen Ausgestaltung kann man in der selben Maschine Schneide-
und Einschneidevorgänge
in parallel zum Blechvorschub liegenden Bändern kombinieren, wobei die
Einschnitte in Bereichen liegen, die nicht mit den Profilierungswerkzeugen
in Berührung
kommen.
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Tabelle
1: Beispiel der Parameter