CH459716A - Verfahren und Vorrichtung zum Hochgeschwindigkeitskaltschneiden von Werkstücken in Stücke - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zum Hochgeschwindigkeitskaltschneiden von Werkstücken in Stücke    Die     Erfindung        betrifft    ein Verfahren und eine Vor  richtung zum Hochgeschwindigkeitskaltschneiden von  Werkstücken in Stücke.  



  Es ist bekannt, Stangen mittels parallel zueinander  beweglicher, die Stange umfassender Schneidbacken  oder -buchsen zu trennen. Die Schneidkraft steigt  dabei     allmählich        bis    auf einen     Wert,    bei     welchem    der  Schnitt erfolgt.  



  Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass für die  Erzeugung der Schneidgeschwindigkeit Kurbeltriebe       verwendet    werden, wobei die ungleichförmige gegen  Null abfallende Schneidgeschwindigkeit genutzt wird.  Die     hierdurch    erzielten Trennflächen verlaufen in der  Schnittebene konvex-konkav je nach Werkstoffestig  keit.  



  Es ist fernerhin ein     Verfahren    bekannt, bei wel  chem zur Erzeugung einer hohen, gleichförmigen  Schneidgeschwindigkeit ein die teilweise Form des       Stangenquerschnitts        aufweisendes    Messer auf einer       Kreisbahn    rotiert.

   Mit diesem Verfahren lassen sich  nur bei kleinen     Stangenquerschnitten    und Abschnitten       begrenzter    Längen     annähernd    ebene und rechtwinklig  zur     Mantelfläche    bestehende     Trennflächen    erzielen, da  die Stangen abschnittsseitig     nicht        gehalten    werden kön  nen, der Abschnitt deshalb während des Schnittes ab  kippt und     mehr    oder weniger stark     deformiert    wird.

    Um das     Abkippen    des Abschnittes     zu    verhindern, ist  deshalb vorgeschlagen worden, die Stangen zusätzlich       abschnittsseitig    zu halten. Dieses Verfahren ermöglicht  die     Herstellung        einwandfreier    Planflächen nur bei klei  neren     Stangenquerschnitten    und Abschnitten begrenz  ter Längen.  



  Der     Erfindung    liegt die Aufgabe     zugrunde,    ein Ver  fahren und eine Vorrichtung zu     entwickeln,    die es er  möglichen, Werkstücke     beliebiger    Längen     und        Quer-          schnittsgrössen        mit        einwandfreien    Planflächen     wirt-          schaftlich        herzustellen,

      ohne dass die Trennflächen  nachträglich durch Pressen oder spangebend geebnet  werden     müssen.       Nach dem     erfindungsgemässen    Verfahren wird dies  dadurch erreicht,     dass    das Werkstück am Umfang  radial mit einer Kraft P1 _>__ der Schneidkraft und der  Werkstückquerschnitt mit einer Kraft P2- entspre  chend der     Fliessgrenze    des Werkstoffes senkrecht zu  seiner Längsachse belastet und     anschliessend    durch  eine gleitend gelagerte Schneidplatte getrennt wird,

   die  geradlinig mit einer gleichförmigen     Geschwindigkeit          _2    1 m/s an einer die Stange     umschliessenden    festen  Schneidplatte vorbeigeführt wird.  



       Gemäss    Weiterausbildungen des     erfindungsgemäs-          sen    Verfahrens ist vorgesehen, dass die Kraft     P2    in  Schnittrichtung     wirkt,     dass die bewegliche Schneidplatte zwischen zwei  die Stange umschliessenden festen Schneidplatten an  diesen vorbeigeführt wird, und  dass eine beliebige     Anzahl    beweglicher Schneid  platten an mindestens ebensovielen die Stange     um-          schliessenden    festen Schneidplatten vorbeigeführt wird.  



  Die Vorrichtung nach der Erfindung zur Durchfüh  rung des     erfindungsgemässen    Verfahrens     isst    dadurch  gekennzeichnet, dass ein in einem Werkzeugführungs  körper gleitend gelagertes und durch ein rotierendes  Schlagwerk mittels Gasdruck, auf explosivem Wege  oder     elektromagnetisch        senkrecht    zur Achse der Werk  stückaufnahme angetriebenes, mit einem Schlagbolzen       versehenes        Schlagwerkzeug,

      in welchem eine aus einer  festen Klemmbacke und einer     mittels        Antriebszylinder-          kolbenaggre.gat        spannbaren    Klemmbacke     bestehende     bewegliche Schnittplatte angeordnet     ist,

      mittels eines  steuerbaren Antriebszylinderkolbenaggregats im     Werk-          zeugführungskörper    bewegbar     ist    und eine aus einer  festen Klemmbacke und einer radial zur Achse der  Werkstückaufnahme spannbaren Klemmbacke beste  hende feste Schnittplatte in dieser Achsrichtung vor  oder hinter dem Schlagwerkzeug am     Werkzeugfüh-          rungskörper    angeordnet ist.  



  Vorteilhafte     Ausgestaltungen    der erfindungsgemäs  sen Vorrichtung können dadurch erzielt werden, dass  zwei je als     Klemmbackenpaar    ausgebildete feste           Schnittplatten    beidseitig des Schlagwerkzeuges am  Werkzeugführungskörper angeordnet sind,  dass im Werkzeugführungskörper mehrere Schlag  werkzeuge gleitend gelagert     sind    und     mindestens    eben  soviel von Klemmbacken     gebildete    feste     Schnittplatten     am Werkzeugführungskörper dergestalt angeordnet  sind, dass feste und bewegliche Schnittplatten mitein  ander in Werkstückaufnahmeachsrichtung abwechseln,

    dass die vordere Totpunktlage des     Schlagwerkzeu-          ges    durch einen festen     Anschlag        bestimmt        isst,     dass die hintere Totpunktlage des     Schlagwerkzeu-          ges    durch einen Druckspeicher     einstellbar    ist,  dass die am Werkzeugführungskörper angeordneten  radial beweglichen Klemmbacken vorzugsweise       hydraulisch    über     Steuerzylinder,    Kolben und Kolben  stangen spannbar sind, und  dass das     rotierende        Schlagwerk    senkrecht zu seiner  Drehachse verschiebbar ist.  



  Von der erfindungsgemässen Vorrichtung ist nach  stehend ein auf der     Zeichnung    dargestelltes Ausfüh  rungsbeispiel zum Schneiden von Stangenwerkstoff und  anhand von dem auch das     Verfahren    nach der Erfin  dung beispielsweise     erläutert.    In der Zeichnung stellen  dar:  Fig. 1 Vorderansicht im teilweisen Schnitt,  Fig. 2 Ansicht von unten.  



  In einem Werkzeugführungskörper 1, der tangen  tial zur Spur eines rotierenden Schlagwerks angeordnet       ist,    das aus einer auf einer     Drehachse    2     befestigten     Scheibe 3 und einem     Schlagkörper    4     besteht,        ist    ein  Schlagwerkzeug 5     gleitend    gelagert, in dessen Ausspa  rung 6 eine bewegliche Schnittplatte     geführt    ist, deren  Klemmbacken 7, 8 die Werkstückstange 9 umfassen.

    Während die Klemmbacke 7     in,    der Aussparung 6 fest       angeordnet    ist, ist die Klemmbacke 8 über Kolben  stange 10 mit einem Kolben 11 fest verbunden und, in  Ausgangsstellung durch     Druckfeder    12 von der Stange  9 abgehoben. Kolben 11 gleitet in     einem    mit     dem     Schlagwerkzeug 5     fest    verbundenen Zylinder 13,     der     für einen in einem Steuerzylinder 14     geführten    Kolben  15 als     Kolbenstange    dient.

   Der Zylinder 13 weist in       seinem    dem Kolben 15 zugewandten Teil Bohrungen  16 auf, die mit dem     Zylinderraum    17 in Verbindung  stehen und in die das über Bohrung 18 im Zylinder  raum 19 eingeleitete Druckmittel die Kolben 11,15  beaufschlagt. Koaxial zur Stange 9 sind seitlich am  Werkzeugführungskörper 1 zwei feste Schnittplatten  angeordnet, deren     Klemmbacken    20,21 im Werkzeug  führungskörper 1 gelagert sind und deren     Klemmbak-          ken    22,23 mittels hydraulischer Steuerzylinder 24,25  über Kolbenstangen 26,27 am Werkstück radial spann  bar sind.

   Ein fester     Anschlag    28     fixiert    die     vordere     Totpunktlage des Schlagwerkzeugs 5, das an seiner  dem Schlagkörper 4     zugewandten        Stirnseite    einen       Schlagbolzen    31 trägt.  



  Die Arbeitsweise dieser     Ausführung    ist folgende:  In     Ausgangsstellung    liegt     das        Schlagwerkzeug    5  am festen     Anschlag    28 an und die     Druckfeder    12 hat  die bewegliche     Schnittplatte        mit    den Klemmbacken  7, 8     geöffnet.    Nach     Zuführung    der Stange 9     mittels     einer bekannten Vorschubeinrichtung wird über Boh  rungen 29,30 ein Druckmittel     in    die Steuerzylinder  24,25 eingeleitet und die     Klemmbacken    22,

  23 über       Kolbenstangen    26,27     gespannt.    Zugleich wird über       Bohrung    18 ein     Druckmittel    in     den.        Zylinderraum    19       eingeleitet,    das über     Bohrungen    16 in den     Zylinder-          raum    17 überströmt, wobei der Kolben 11 über Kol-    benstange 10 den Klemmbacken 8 mit einer Kraft  P1 > Schnittkraft gegen die Stange 9 presst.

   Zugleich  wird der Kolben 15     mit    dem     eingeleiteten    Druckmittel  beaufschlagt, und das Schlagwerkzeug 5 erteilt dem zu  scherenden Querschnitt der Stange 9 durch die     unter-          schiedlichen    Grössen     der        Kolbenflächen        eine    Vorlast in       Richtung    P, wobei diese     Vorlast        P2        annähernd    gleich  der     Fliessgrenze    des     Stangenwerkstoffes        ist,

      Trifft nun  der Schlagkörper 4     des    rotierenden     Schlagwerks    auf       dien        Schlagbolzen    31 auf, so     erteilt    er     schlagartig    dem  Schlagwerkzeug 5 seine     Umlaufgeschwindigkeit,    unter  stützt     durch    die in     Schnittrichtung    wirkende Kraft P,  wobei die Stange 9     getrennt    wird. Dabei bewegt sich  das     Schlagwerkzeug    5 aus der Schlagspur des Schlag  körpers 4 und wird über Druckspeicher des Zylinder  raums 32 gebremst.

   Die im     Druckspeicher    sich aufbau  ende Druckspitze kann zur Rückführung des Schlag  werkzeugs 5 in     Ausgangsstellung        genutzt    werden oder  es erfolgt die     Rückführung        durch        Einleiten    eines  Druckmittels in die Bohrung 33, wobei die Zylinder  räume 17,19 nahezu druckfrei werden.

   Die bewegliche  Schnittplatte mit den     Klemmbacken    7,8 wird     geöffnet,     die festen Schnittplatten mit den Klemmbacken (20,22;  <B>21,23)</B> geben die Stange 9 durch Einleiten des     Druck-          mittels        in    Bohrungen 34,35 frei, durch deren nachfol  genden Vorschub     die    Rohlinge     ausgestossen    werden.  Hiernach     wiederholt    sich der beschriebene Arbeitszy  klus.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zum Hochgeschwindigkeitskaltschneiden von Werkstücken in Stücke, unter Verwendung von als Klemmbacken ausgebildeten Schnittplatten, dadurch gekennzeichnet,

   dass das Werkstück am Umfang radial mit einer Kraft P1 >_ der Schneidkraft und der Werk stückquerschnitt mit einer Kraft P2-.- entsprechend der Fliessgrenze des Werkstoffes senkrecht zu seiner Längsachse belastet und anschliessend durch eine glei tend gelagerte Schneidplatte getrennt wird,

   die gerad linig mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit >_ 1 m/s an einer die Stange umschliessenden festen Schneidplatte vorbeigeführt wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Kraft P2 in Schnittrichtung wirkt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, zum Schnei den von Stangen, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Schneidplatte zwischen zwei die Stange umschliessenden festen Schneidplatten an diesen vor- beigeführt wird. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine beliebige Anzahl beweglicher Schneidplatten an mindestens ebensovielen die Stange umschliessenden festen Schneidplatten vorbeigeführt wird.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Werk- zeugführungskörper (1) gleitend gelagertes und. durch ein rotierendes Schlagwerk (2, 3, 4) mittels.

   Gasdruck, auf explosivem Wege oder elektromagnetisch senkrecht zur Achse der Werkstückaufnahme angetriebenes, mit einem Schlagbolzen:

   (31) versehenes Schlagwerkzeug (5), in welchem eine aus einer festen Klemmbacke (7) und einer mittels Antriebszylinderkolbenaggregat (13, 11, 10) spannbaren Klemmbacke (8) bestehende be wegliche Schnittplatte angeordnet ist, mittels eines steuerbaren Antriebszylinderkolbenaggregats (14, 15, 13) im Werkzeugführungskörper (1) bewegbar ist und eine aus einer festen Klemmbacke (21) und einer radial zum Achse der Werkstückaufnahme spannbaren Klemmbacke (23)

   bestehende feste Schnittplatte in die ser Achsrichtung vor oder hinter dem Schlagwerkzeug (5) am Werkzeugführungskörper (1) angeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE 4. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zwei je als Klemmbackenpaar (21, 23 und 20, 22) ausgebildete feste Schnittplatten beidseitig des Schlagwerkzeuges (5) am Werkzeugfüh rungskörper (1) angeordnet sind. 5.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Werk zeugführungskörper (1) mehrere Schlagwerkzeuge (5) gleitend gelagert sind und mindestens ebensoviel von Klemmbacken (20, 21; 22, 23) gebildete feste Schnitt- platten am Werkzeugführungskörper dergestalt ange ordnet sind, dass feste und bewegliche Schnittplatten miteinander in Werkstückaufnahmeachsrichtung ab wechseln. 6.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Totpunktlage des Schlagwerkzeuges (5) durch einen festen Anschlag (28) bestimmt ist. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Totpunktlage des Schlagwerkzeuges (5) durch einen Druckspeicher einstellbar ist.

   B. Vorrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die am Werkzeugführungskörper angeordneten radial beweglichen Klemmbacken (22, 23) vorzugs weise hydraulisch über Steuerzylinder (24, 25), Kolben und Kolbenstangen (26, 27) spannbar sind.. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierende Schlagwerk (2, 3, 4) senkrecht zu seiner Drehachse (2) verschiebbar ist.