[0001] Kunststoffprofile werden als Endlosprodukte im Extrusionsverfahren hergestellt. Die
Produkte werden dann durch geeignete Trenneinheiten auf verarbeitungsfähige Längen
geschnitten. Hierfür werden in der Regel Sägen eingesetzt. Die Verwendung derartiger
Sägen hat den Nachteil, daß neben einer großen Menge von Spänen ein erheblicher Geräuschpegel
entsteht.
[0002] Eine Alternative zur Verwendung von Sägen besteht im Einsatz von Messern, mit denen
eine spanlose Trennung der Profile möglich ist. Für eine einwandfreie Schnittqualität
muß jedoch das Messer im Verhältnis zur Säge mit einer relativ langsamen Geschwindigkeit
eingetaucht und zudem exakt geführt werden.
[0003] Bei den bisher am Markt verfügbaren, aus der Praxis bekannten Schneidsystemen wird
das Messer in einer seitlichen Gleitführung geführt. Die Weite bzw. das Spiel dieser
Führungen ist teilweise einstellbar. Grundsätzlich sind diese Messer freigleitend
in ihrer Bewegung.
[0004] Bei einer am Markt verfügbaren, alternativen Vorrichtung ist eine Führung des Messers
mit sogenannten Gleit- oder Kugelbuchsen vorgesehen, wobei auch bei dieser Vorrichtung
das Messer, wenn überhaupt, dann nur unter großem Aufwand vorgespannt werden kann.
[0005] Um eine gute Schnittqualität zu gewährleisten, wird die Anforderung an die Messer
immer größer. So werden beispielsweise immer dünnere Schneiden gefordert, um ein präzises
Trennen der Profile durchführen zu können. Diese Forderung bringt es mit sich, daß
das eigentliche Messer instabil wird.
[0006] Ein weiterer entscheidender Nachteil bekannter Messertrennsysteme besteht darin,
daß insbesondere bei sogenannten Fensterhauptprofilen, Türrahmenprofilen oder sonstigen
großvolumigen und dickwandigen Bauprofilen das Messer zwar in einer geraden Linie
eintaucht, jedoch innerhalb des Profils beim Schnitt ausgelenkt wird. Ursachen dafür
sind beispielsweise innere Spannungen im Profil oder eine ungenügende Symmetrie im
Anschliffwinkel des Messers. Die Messerauslenkung führt dazu, daß die Schnittqualität
bzw. der Schnittwinkel und der gerade Verlauf des Schnittes in vielen Fällen für die
Produktionsanforderungen nicht ausreichend sind. Dies hat zur Folge, daß der Einsatz
der Messertrennung bei der Herstellung von extrudierten Bauprofilen in vielen Fällen
ausgeschlossen wird.
[0007] Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik besteht die Aufgabe
der Erfindung darin, eine Messertrennvorrichtung so weiterzuentwickeln, daß ein Schnitt
von Bauprofilen spanlos durchgeführt werden kann, der den an die Qualität eines solchen
Schnitts gestellten Anforderungen genügt.
[0008] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Messer in einen
stabilen Rahmen eingespannt, mit dessen Hilfe die Schneide des Messers unter einer
bestimmten Vorspannung eingespannt werden kann. Die Vorspannung, unter der das Messer
gehalten wird, orientiert sich dabei an der Zugspannungsgrenze des Messerstahls. Auf
diese Weise ist das Messer stets in einer stabilen Lage gehalten. Dabei ist der Rahmen
so dimensioniert, daß die erforderlichen Spannkräfte über ihn sicher erzeugt bzw.
von ihm genauso sicher aufgenommen werden können, wie die während des Schnitts auftretenden
Kräfte. Gleichzeitig wird der Spannrahmen mit dem Messer bewegt, wobei der Spannrahmen
seitlich geführt wird.
[0009] Eine derart erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ermöglicht es, einen geradlinigen,
rechtwinkligen Schnitt auch dann mit einer auch strengen Anforderungen gerecht werdenden
Qualität durchzuführen, wenn die Schneide des Messers oder seine Einspannung gewissen
geometrischen Fehlern unterliegt.
[0010] Praktische Erprobungen haben gezeigt, daß bei üblichen Messern bereits kleinste Fehler
beim Anschleifen in der Symmetrie des sogenannten Messerwinkels mit herkömmlichen
Führungen kaum im Schnitt zu korrigieren waren. Bei bisherigen Systemen haben zudem
kleinste Spannungen innerhalb des Profils bzw. Profilasymmetrien ebenfalls dazu geführt,
daß ein Messer im Laufe des Schnittes aus dem geradlinigen Verlauf abgelenkt wird.
Durch die Keilwirkung des Schneidwinkels entstehen erhebliche Kräfte beim Trennen,
die durch die erfindungsgemäße, extrem stabile Vorspannung im Schneidbereich des Messers
aufgefangen werden können.
[0011] Bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung führen kleine Fehler im Anschliff
des Messers, insbesondere in der Symmetrie der Messerschneide, nicht zum Verlauf des
geradlinigen Schnittes. Darüber hinaus ist festgestellt worden, daß durch die sehr
stabile Ausführung des Spannrahmens auch asymmetrische oder mit inneren Eigenspannungen
behaftete Profile geradlinig geschnitten werden können.
[0012] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schneiden von extrudierten Profilen in einer
frontalen Ansicht;
- Fig. 2
- eine alternative Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schneiden von
extrudierten Profilen in einer frontalen Ansicht.
[0013] Bei der in Figur 1 dargestellten Schneidvorrichtung ist ein Messer 1 in einen Spannrahmen
eingespannt, der aus zwei Seitenelementen 2 und 4 sowie einem Kopfelement 3 und einem
Fußelement 5 aufgebaut ist. Die Einspannpunkte 9,10, an denen das Messer 1 mit dem
Spannrahmen verbunden ist, sind zur Erreichung der erforderlichen Messerspannung nahe
der schräg zur Schnittrichtung S verlaufenden Messerschneide la angeordnet.
[0014] Weitere in Frage kommende Halte- oder Spannpunkte für das Messer 1 sind in Fig. 1
durch die Bezugsziffern 11 bis 15 gekennzeichnet.
[0015] Im Bereich der Einspannpunkte 9 bis 15 können hier nicht dargestellte Spannvorrichtungen
angebracht werden, wobei die Fixierung des Messers 1 in den Einspannpunkten 9 bis
15 beispielsweise mit einer Schnellspannvorrichtung erfolgen kann.
[0016] Der Spannrahmen besitzt in dieser beispielhaften Ausführung auf der linken oberen
Seite einen Drehpunkt 7, um den das linke Seitenelement 4 schwenkbar ist. Durch eine
gegen das Fußelement 5 des Rahmens arbeitende Schraube 6 kann der Rahmen verspannt
werden. Da dabei das Messer 1 einerseits beispielsweise im Einspannpunkt 10 fest mit
dem um den Drehpunkt 7 verschwenkbaren Seitenelement 4 verbunden und andererseits
gleichzeitig beispielsweise im Einspannpunkt 9 fest am feststehenden Seitenelement
2 gehalten ist, wird durch das Verspannen des schwenkbaren Seitenelements 4 das Messer
1 ebenfalls vorgespannt. Die dabei erreichte Spannung im Messer 1 entspricht erfindungsgemäß
mindestens 4 % der Zugfestigkeit des Stahles, aus welchem das Messer 1 hergestellt
ist.
[0017] Exemplarisch ist in dem rechten Seitenholm 2 eine Nut 8 dargestellt. Die Nut 8 bildet
eine seitliche Führung für den Rahmen.
[0018] Als Alternativführungen können seitlich hier nicht dargestellte Kugelbuchsenführungen
eingesetzt werden, die ebenfalls frei von den Messerspannkräften funktionieren.
[0019] Durch den Spannrahmen ist ein Profil 16 geleitet, welches durch mittels des Messers
1 abgelängt wird.
[0020] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird deutlich, in welch stabiler seitlicher
Halterung das Messer 1 geführt wird, um die auftretenden, auf das Messer 1 wirkenden
Kräfte aufzufangen, so daß die Schneide 1a grundsätzlich einen geradlinigen Schnitt
ausführt.
[0021] Umfangreiche Versuche haben gezeigt, daß alle bisher geschnittenen Profile mit dieser
Ausführung geradlinig und rechtwinklig geschnitten werden konnten. Es wurden unterschiedliche
Winkel für die Messergeometrie eingesetzt, wobei kaum ein Einfluß auf die Geradlinigkeit
des Schnittes festzustellen war, solange ein symmetrischer Anschliff durchgeführt
wurde. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schneidvorrichtungen der in Rede stehenden Art
war die Anforderung an die Symmetrie des Anschleifens jedoch erheblich niedriger.
Eigenspannungen im Profil zeigten keinen Einfluß auf die Geradlinigkeit des Schnittes.
[0022] Die erfindungsgemäße Trennvorrichtung eignet sich grundsätzlich auch zum Trennen
von Rohren oder ähnlichen extrudierten Hohlkammerprodukten. Dabei ist das spanlose
Trennen nicht nur bei PVC-Profilen möglich, sondern es können prinzipiell annähernd
alle Kunststoffe hiermit getrennt werden. Die Güte der Trennqualität hängt dann noch
primär von der Trenngeschwindigkeit ab.
[0023] Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist eine scherenförmige Anordnung
der Spannvorrichtung verwirklicht. Dabei ist das Messer 27 in den beiden z-förmigen
Rahmen 17 und 18 in den Haltepunkte 24 und 25 gespannt, welche nahe der Messerschneide
27a angeordnet sind und in denen das Messer 27 mit dem jeweils unteren Arm der z-förmigen
Rahmen 17,18 verbunden sind. Die z-förmigen Rahmen 17 und 18 sind um einen gemeinsamen
Drehpunkt 19 nach Art einer Schere derart verschwenkbar, daß sich bei einer Annäherung
der oberen Arme 17a,18a der Rahmen 17,18 die unteren Arme 17b,18b der Rahmen 17,18
voneinander entfernen. Zusätzlich sind die Rahmen 17,18 am oberen Ende ihrer oberen
Arme 17b,18b über einen oberen Querrahmen 23 miteinander verbunden, über den eine
Trennkraft eingebracht wird, um die oberen Arme 17b,18b um den Drehpunkt 19 zu bewegen.
Die Verbindung ist über die beiden freien Langlochverbindungen 20 und 21 hergestellt.
[0024] Vorgespannt wird die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung über eine im einzelnen nicht
dargestellte Spannvorrichtung 22. Diese Spannvorrichtung 22 zieht zum Verspannen des
Messers 27 die oberen Arme 17b,18b der Rahmen 17 und 18 um den Drehpunkt 19 zusammen,
so daß die unteren Arme 17a,18a der Rahmen 17,18 auseinanderbewegt werden. Auf diese
Weise wird das Messer 27 quer zur Schneidrichtung 26 vorgespannt, bis es einer Spannung
unterworfen ist, die mindestens 4 % der Zugspannung des Stahles beträgt, aus welchem
das Messer 27 hergestellt ist.
[0025] Der Messerantrieb erfolgt bei einem Schneidvorgang in Schneidrichtung 26. Die z-förmigen
Rahmen 17 und 18 dienen gleichzeitig auch zur Führung des Gesamtsystems, wobei die
Rahmen 17,18 in nicht dargestellten Führungen geführt sind.
1. Vorrichtung zum Trennen von strangförmigen Hohlkammerprofilen (6) aus thermoplastischen
Werkstoffen, insbesondere Fenster- und Türrahmenprofilen, mit einem Messer (1) zum
Trennen des Profils (6), dadurch gekennzeichnet daß das Messer (1) in einem stabilen Rahmen vorgespannt ist und die Vorspannung des Messers
(1) mindestens 4 % der Zugspannungsgrenze des Messerstahls entspricht und daß der Rahmen seitlich geführt ist und bei der Schnittbewegung parallel mit dem Messer
(1) läuft.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Rahmen rechteckig und allseitig geschlossen ausgebildet ist und gleichzeitig
zur Vorspannung des Messers (1) dient und seitlich geführt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß die Führung zur Schnittbewegung frei ist von Messerspannkräften.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Messer (1) in einer scherenförmigen Vorrichtung eingespannt ist, so daß der Spannrahmen
nach unten in Schneidrichtung offen ist und die Scherenarme seitlich geführt sind.