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Fräsmaschine zum Trennen eines sich drehenden und in axialer
Richtung vorschiebenden Rohres
Im Stammpatent Nr. 229103 ist eine Fräsmaschine zum Trennen eines sich drehenden und in axialer
Richtung vorschiebenden Rohres unter Schutz, gestellt, welche Maschine ein in Achsrichtung des Rohres verlaufendes Bett besitzt, auf dem ein Schlitten verschiebbar gelagert ist, der neben dem Fräser samt Antriebsmotor auch die Kupplungseinrichtung mit dem Rohr trägt, welche aus zwei beiderseits der Schnitt- ebene angeordneten Spannböcken besteht, deren jeder zwei in seinem Gehäuse gelagerte, über ein Differentialgetriebe und ein Zwischenrad gekuppelte, gleichsinnig frei drehbare, jedoch bei gegenläufiger Drehung die mit ihnen verbundenen Spannglieder an das Rohr anliegende Spannkränze enthält. Zum Kuppeln werden Spannglieder (z. B.
SpannbacKen oder Spannbänder) benützt. Mit zunehmender Steigerung des Vorschubes werden die Schnittkräfte grösser ; in gleichem Masse müssen auch die Spannkräfte erhöht werden. Die Spannbänder müssen stärker bemessen werden. Sie verlieren dann an Schmiegsamkeit und passen sich nicht mehr so gut den unvermeidlichen Unregelmässigkeiten der Rohroberfläche an.
Weiters ist es bereits bekannt, zum Einspannenvon Rohren Gelenkketten zu verwenden. Setzt man sie aus Gliedern kurzer Länge zusammen, so erhält man eine Vielzahl von Berührungspunkten über den wirksamen Umschlingungswinkel, so dass sich die Kette jeder Unregelmässigkeit, auch kurzen Oberflächenänderungen, gut anpasst, wobei grosse Spannkräfte erzielt werden können. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung von Ketten besteht darin, dass die gleiche Spannkette für Rohre verschieden grossen Durchmessers verwendet werden kann. Bei der Wahl von elastischen BändernCtnuss die Dimensionierung stets vom kleinsten Krümmungsradius ausgehen ; diese Beschränkung fällt bei der Gelenkkette weg. Da die Tendenz besteht, Rohrschweissmaschinen für einen grossen Durchmesserbereich zu bauen, kommt dieser Lösung des Spannens besondere Bedeutung zu.
Sollen Gelenkketten für einen grossen Durchmesserbereich ausgelegt werden, so muss ihre Länge für den kleinsten Rohrdurchmesser gewählt werden. Damit ist zwangsläufig der Umschlingungswinkel beim grössten Rohrdurchmesser gegeben. Je grösser der Durchmesserbereich ist, desto kleiner wird relativ der Umschlingungswinkel beim grössten Rohrdurchmesser. Um dennoch eine satte Spannung tunlichst über den ganzen Umfang zu erreichen, muss man mehrere Spannketten verwenden, deren Angriffspunkte über den Umfang verteilt sind. Um zu vermeiden, dass sich diese Bänder über bestimmte Partien des Umfanges überdecken, werden gemäss der Erfindung die Spannketten nicht in einer Normalebene verlegt, sondern längs einer Schraubenlinie geführt. Der Steigungswinkel wird so bemessen, dass die Ketten knapp nebeneinander liegen.
Eine normale Gelenkkette, etwa eine Rollenkette, hat in der Normalebene zu ihren Drehachsen keine Steifigkeit ; sie würde, wenn sie nicht unter Zug steht, beliebige Formen annehmen können. Die Erfindung setzt sich zum Ziel, eine Kette zu schaffen, die nur nach einer Querrichtung ausknicken kann. Dies wird erfindungsgemäss durch Distanzplatten erreicht, die mit den Laschen verbunden sind und die ein Ausknicken in entgegengesetzter Richtung verhindern. Bei dieser Lösung kann sich zwar die Kette gut dem Rohrdurchmesser anschmiegen, sie kann aber nach dem Lösen der Spannung nicht radial nach innen ausweichen ; sie wird daher nach aussen gedrängt.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erhält der Spannkranz, an dem die Spannketten ange-
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lenkt sind, eine Ausdrehung ; verdreht man die beiden Spannkränze entgegengesetzt der Spannbewegung zueinander, so legt sich die Spannkette an die Innenfläche dieser zylindrischen Ausdrehung an. Die Spannkränze werden so weit rückläufig gegeneinander verdreht, bis die ganze Kette an der Innenbohrung des Spannkranzes anliegt.
Beim Spannen kleiner Durchmesser werden Teile der Spannkette in einer Geraden liegen. Bei der rückläufigen Bewegung muss auch dieser Teil so weit geknickt werden, dass sich die Glieder an die Ausdrehung des Spannkranzes anlegen. Um dies sicher zu erreichen, werden die Distanzplatten der einzelnen Glieder so bemessen, dass die Kette unter Zug nicht in die gerade Strecklage gebracht werden kann. Sie wird unter Zug einen leichten Bogen bilden, was für die Spannung des Rohres ohne Bedenken zulässig ist. Der Winkel, in dem zwei benachbarte Glieder der Kette in Strecklage zueinander stehen, wird so bemessen, dass die Kette auf alle Fälle nach aussen ausknicken muss, wenn sie unter Druck gesetzt wird.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben.
In Fig. 1 sind die beiden Spannkränze mit ihren Antriebszahnrädern und den Spannbändern im Querschnitt dargestellt. Fig. 2 zeigt die Ansicht von der Stirnseite beim Spannen eines Rohres grossen Durchmessers.
In Fig. 3 ist schematisch das Spannen eines Rohres kleinen Durchmessers dargestellt. Fig. 4 lässt eine Gliederkette, die nur nach einer Seite ausknicken kann, im Aufriss und Fig. 5 im Grundriss erkennen. Fig. 6 zeigt eine Gliederkette, bei der die einzelnen Glieder unter Federkraft in die Strecklage geführt werden.
In Fig. 1 sind 1 und 2 die Spannkränze, die sich beim Spannvorgang gegeneinander verdrehen ; der Antrieb wird über die mit den Spannkränzen verbundenen Zahnkränze 3 und 4 besorgt. Jeder der Spannkränze trägt Laschen 5 und'6 mit Bolzen 7 und 8, an denen Spannketten 9, 10, 11 eingehängt sind. Die Spannketten liegen nicht in einer Ebene, sie sind vielmehr längs einer Schraubenlinie geführt ; dadurch ist für mehrere über den Umfang verteilte Spannketten Platz gefunden, ohne dass sie sich gegenseitig stören.
In Fig. 2 ist das Spannen eines Rohres grossen Durchmessers dargestellt. Die beiden Spannbolzen X und Y, die miteinander durch eine Gelenkkette verbunden sind, haben sich in den Pfeilrichtungen gegeneinander bewegt ; dadurch ist die Spannkette 9 an dem Rohr 31 zum Anliegen gekommen. In ähnlicher
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Umfang gegeben ist. Wird die Spannung durch rückläufige Bewegung der Spannkränze 1 und 2 gelöst, so legt sich im weiteren Verlauf die Spannkette 9 an die Ausdrehung der Spannkränze 1 und 2 an. Da die Kette 9 nicht nach innen ausknicken kann, ist es leicht, sie durch die rückläufige Bewegung an die Ausdrehung zum Anliegen zu bringen und dort festzuhalten. In der Endlage steht der Spannbolzen Y1 in der Lage Y, 0.
In Fig. 3 sind die Spannverhältnisse in vereinfachter Form dargestellt, wie sie sich bei einem Rohr kleinen Durchmessers bieten. Wieder sind die Spannbolzen X und Y-weiters die Spannbolzen X , Y und X Y, durch je eine Spannkette'miteinander verbunden. Im gespannten Zustand ist der Umschlingungswinkel so gross, dass das Rohr 32 fast zweimal umfasst wird.
Die Gelenkkette nach den Fig. 4 und 5 besteht aus symmetrischen Gliedern 14 und 15, die gegeneinander versetzt sind. Sie werden durch Bolzen 17 zusammengehalten, auf denen Rollen 16 gleiten können.
Jedes Glied trägt beispielsweise eine Distanzplatte 18, deren Länge so bemessen ist, dass die Kette bis knapp in die Strecklage zurückgeführt werden kann. Ein Ausknicken in entgegengesetzter Richtung ist nicht möglich. Der Winkel, in dem zwei benachbarte Glieder in der Strecklage zueinander stehen, ist so bemessen, dass die Kette unter Druck sicher nach oben (im Aufriss gesehen) ausknickt. Ein Ausknicken nach unten ist nicht möglich.
Bei der Kette nach Fig. 6 sind Federn 25 vorgesehen, welche das Bestreben haben, die benachbarten Glieder 21,22 in die Strecklage zurückzuführen. Die lotrechten Schenkel der in die Glieder 21, 22 eingelegten Federn 25 stützen sich auf Stützbolzen 28. Eine Kette dieser Konstruktion hat die Tendenz, bei Aufhören der Zugspannung in die Strecklage zurückzukehren. Auch die Glieder dieser Kette können Abstandsflächen erhalten, so dass die Kette keinesfalls in entgegengesetzter Richtung durchknicken kann.
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