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Maschine zum automatischen Zusammenfügen von
Rohrverschraubungsteilen
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum automatischen Zusammenfügen von Rohrverschraubungsteilen, insbesondere von Teilen genormter Schneidringverschraubungen und Stossverschraubungen mit geraden, winkeligen und T-förmigen Stutzen, wie sie zum Verbinden von Rohrleitungen verwendet werden.
Diese, aus mehreren Einzelteilen bestehenden Rohrverschraubungen, müssen bereits im Herstellwerk zu kompletten Baugruppen zusammengefügt werden.
Bisher wurde dieses Zusammenfügen manuell durchgeführt, wodurch die Produktivität eine relativ niedrige, von der Fertigkeit und dem menschlichen Leistungsvermögen abhängige Höchstgrenze besass.
Die Ausstossmenge der zusammengefügten Rohrverschraubungen konnte auch durch einfache Hilfsvorrich- tungen, z. B. durch einen Aufnahme-und Zentrierdorn für die Einzelteile der Rohrschraubung, dessen sich die mit dem Zusammenbau beschäftigte Person manuell bediente, nicht wesentlich erhöht werden.
Es sind ferner Einrichtungen bekannt, die dazu dienen, Gewindeteile, z. B. Bolzen und Muttern, durch Aufschrauben miteinander zu verbinden. Diese Einrichtungen sind mit Elementen ausgerüstet, die sowohl den Gewindebolzen als auch die Mutter während dem Aufschraubevorgang gegeneinander axial verschieben und die Mitte gleichzeitig in Umdrehung versetzen.
Diese bekannten Einrichtungen sind jedoch nicht verwendbar, wenn der Gewindebolzen mehr als eine Verschraubungsstelle besitzt, wie es z. B. bei Stutzen für Rohrverschraubungen der Fall ist. Sie haben ferner den Nachteil, dass sie nur für das Zusammenfügen von jeweils zwei Einzelteilen geeignet sind und immer dann versagen, wenn gleichzeitig mit den gewindetragenden Teilen noch weitere gewindelose Einzelteile beim Verschrauben mit einzufügen sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zum Zusammenfügen von Rohrverschraubungen beliebiger Art, nämlich gerade, winkelige und'1 -förmige Rohrverschraubungen, zu entwickeln, so dass alle mit Gewinde versehenen und alle gewindelosen Einzelteile der Verschraubung gleichzeitig automatisch zusammengefügt werden.
Bei einer solchen, aus einer Kombination bekannter Vibrationsförderer, Transportrinnen, Schraubeinheiten, Magnet-Mikroschalter, Spannzangen, elektrohydraulischer Betätigungsgeräte und Magnete mit Einrichtungen zum Zuführen, Greifen, Spannen und Zentrieren der Einzelteile der Verschraubung bestehenden Maschine wird nun vorgeschlagen, dass ein an sich bekannter kreisrunder, intermittierend umlaufender Arbeitstisch für die Aufnahme der Stutzen, eine Übergabeeinrichtung für die Stutzen, eine Fügeeinrichtung für die übrigen Einzelteile der Verschraubung und eine Abführeinrichtung für die montierten Verschraubungen vorgesehen sind, wobei die Übergabeeinrichtung, die Fügeeinrichtung und die Abführeinrichtung ausserhalb des Arbeitstisches an dessen Umfang verteilt und gegenüber dessen kreisförmiger Arbeitsbewegung stationär angeordnet,
sowie mittels an sich bekannter elektrischer Schalt-, Verstärkerund Relaisanordnungen sowohl untereinander, als auch mit dem Antrieb des Arbeitstisches verbunden sind.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Maschine ist an Hand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen : Fig. 1 eine gerade Stossverschraubung im Schnitt, Fig. 2 eine winkelige Schneidringverschraubung im Schnitt, Fig. 3 die Anordnung eines Greifers in der Ansicht, Fig. 4 eine Teilansicht der Maschine beim Beginn des Zusammenfügens, Fig. 5 eine Teilansicht des Rundtisches mit Stutzenmagazin und Rutsche, Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie A - B der Fig. 5, Fig. 7 die Zuführschiene, für Winkelstutzen,
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Fig. 8 den Schnitt D-E der Fig. 7, Fig. 9 eine schematische Draufsicht der Maschine.
Eine Schneidringverschraubung (Fig. 2), die gerade, winkelige oder T-förmige Stutzen besitzen kann, weist einen Stutzen 1 und an jeder Verschraubungsstelle einen Schneidring 2 und eine Überwurfmutter 5 auf. Eine Stossverschraubung (Fig. 1), die ebenfalls gerade, winkelige oder T-förmigeStut- zen 1 besitzen kann, weist an jeder Verschraubungsstelle einen Schneidring 2, einen Druckring 3, eine Dichtscheibe 4 sowie eine Überwurfmutter 5 auf.
Für das Zusammenfügen dieser Rohrverschraubungsteile sind an sich bekannte Vibrationsförderer 6 (Fig. 9) in einer für das Zuführen aller Einzelteile 2,3, 4,5 ausreichenden Anzahl vorhanden. Die Zahl der von den Förderern 6 bogenförmig aus der Horizontalen in die Vertikale abwärts führenden Zu- führungsrinnen 7 entspricht derAnzahl aller zu montierender Einzelteile. Die untere Öffnung jeder Zu- führrinne 7 (Fig. 3) ist so über einem Greifer 8 fixiert, dass jeweils nur eines der in der Rinne 7 befindlichenwerkstücke 2,3, 4,5 von dem Greifer 8 erfasst werden kann. Zu diesem Zweck weist der Greifer 8 ein festes Prisma 9 auf, an welches sich ein festes Gleitstück 10 mit einer zylin- dermantelförmigen Gleitfläche 11 anschliesst.
Gegenüber dem Prisma 9 ist ein mittels eines Bolzens 12 am Greifer 8 drehbar gelagertes Druckstück 13 vorgesehen, welches infolge Wirkens einer Feder 14 ständig inRichtung des Prismas 9 gedrückt wird. Die in der Anzahl der Einzelteile je Verschraubungsstelle vorhandenen Greifer 8 sind in Achsrichtung eines drehbaren Bolzens 15 hintereinander fluchtend angeordnet und bilden so eine Teilesammelstelle (Fig. 4), welche insgesamt mittels des Bolzens 15 schwenkbar ist.
DieSchwenkbereichederGreifer 8 erstrecken sich so weit, dass die durch die Prismen 9 und die Druckstücke 13 der Greifer 8 fixierten Spannzentren der Einzelteile 2,3, 4,5 nach dem Schwenken der Greifer 8 mit den Achsen dreier Zentrierdorne 16 (Fig. 9) zusammenfallen. Jeder Zentrierdorn 16 (Fig. 4) ist konzentrisch in einer Arbeitsspindel 17 einer an sich bekannten axial verschiebbaren Schraubeinheit 18 angeordnet und in der Arbeitsspindel 17 entgegen der Wirkung einer Feder 19 axial verschiebbar. Die Arbeitsspindel 17 weist an ihrer dem Werkstück 5 zugewandtenStirnseite drei um je 120 versetzteDorne 20 auf, welche in an sich bekannter
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den Sechskant der ÜberwurfmutterSechskants unabhängig von der Bewegungsart der Dorne 20 zuverlässig erfolgt.
In den Schwenkbereichen der Greifer 8 sind jeTeilesammelstelle vier an sichbekannte Magnet-Mikroschalter 21 (Fig. 3) so angeordnet, dass beim Schwenken der Greifer 8 eine bestimmte Schaltstellung erreicht wird, die beim Fehlen eines oder mehrerer Teile 2,3, 4,5 den Automaten stillsetzt, weil die Klemmen 23 der Magnet-Mikroschalter 21 über eine an sich bekannte, nicht dargestellte Schaltungsanordnung mit dem Antrieb des Aggregates elektrisch verbunden sind.
Dir erfindungsgemässe Maschine weist einen taktabhängig schaltbaren Rundtisch 24 (Fig. 5) auf, der mehrere in gleichen Teilungen angeordnete Stutzenspannstellen 25 besitzt. Die Anordnung der Stutzenspannstellen 25 ist dabei so getroffen, dass jeweils zwischen zwei Spannstellen 25 eines bestimmten Stutzens die Stutzenspannstellen der übrigen Stutzenausführungen gleichmässig verteilt ange- ordnet sind. JedeStutzenspannstelle 25 ist in an sich bekannter Weise als prismatische Spannzange 26 ausgebildet, deren Spannkraft mittels einer Feder 27 hervorgerufen und durch Auflaufen auf eine feststehende Kurve 28 (Fig. 5) aufgehoben wird.
Im Schaltungsstillstand des Rundtisches 24 nehmen die Stutzenspannstellen 25 eine solcheLage ein, dass das Spannzentrum jeweils einer Spannzange 26 im Schnittpunkt derAchsen der Zentrierdorne 16 (Fig. 4) liegt. In dieser Lage des Rundtisches 24 befin- det sich eine weitere, um dasMehrfache einer Teilung versetzte Stutzenspannstelle 25 einer ausserhalb des Rundtisches 24 angeordneten Stutzenübergabestelle (Fig. 5) gegenüber. Die Stutzenübergabestelle besteht aus einem elektrohydraulischenBetätigungsgerät 30, dessen axial bewegliche Kolbenstange 31 ein auswechselbares, dem Stutzen entsprechendes Prisma 32 aufweist und mit einer dem Austritt eines Stutzenmagazins 33 verschliessbaren Gleitbahn 34 versehen ist.
Eine aus an sich bekannten Elemen- ten zusammengesetzte Einrichtung 35 zum Vereinzeln ist mit der Kolbenstange 31 der Stutzenüber- gabestelle gekoppelt und vor dieser angeordnet. Das Stutzenmagazin 33 (Fig. 5) ist als ein um eine
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mehrfach geteilter Stern (Fig. 6) ausgeführt,. dessen Enden durch jebildet sind. Die Zuführungsrinne 36 entspricht dem jeweiligen Stutzen, für winkelige Stutzen ist sie als dachförmige, mit zwei seitlichen Führungsleisten 37 (Fig. 7, 8) versehene Schiene ausgebildet und hat an ihrem, der Stutzenübergabestelle zugewendeten Ende auf dem einen Schenkel eine Ausnehmung 38, durch die sich die Winkelstutzen so aufrichten, dass ihre Achsen waagrecht und senkrecht stehen.
Am Umfang des Rundtisches 24 ist, zwischen den Schraubstationen 18 und der Stutzenüber-
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gabestelle angeordnet, eine Rutsche 40 (Fig. 5) vorgesehen, die mit einer elektromagnetisch betätigten Weiche 41 ausgestattet ist. Der Magnet 42 dieser Weiche 41 ist mit nicht gezeichneten Endkontakten der Schraubeinheiten 18 (Fig. 4) elektrisch verbunden.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Maschine ist der Einfachheit halber am Beispiel des Zusammenfügens einer geraden Schneidringverschraubung geschildert :
Durch Anwendung an sich bekannter Mittel treten zwei Schneidringe 2 aus den Vibrationsförderern 6a, 6b (Fig. 8) und zwei Überwurfmuttern 5 aus den Vibrationsförderern 6c, 6d so aus, dass die Achsen der Teile 2,5 senkrecht stehen und dass nach dem Abgleiten der Teile 2,5 in den gebogenen Zuführungsrinnen 7 sowohl die Schneidkanten der Schneidringe 2,'als auch die Gewindeteile derüberwurfmuttern 5 nachdemRundtisch 24 (Fig. 4) hinweisen. Von allen in den Zuführungs- rinnen 7 befindlichen Teilen 2,5 treten stets nur die untersten in die Greifer 8 (Fig. 3) ein.
Deren Spannelemente befinden sich hiebei im geöffneten, aufnahmebereiten Zustand, weil die Druckstükke 13 beim Zurückschwenken der Greifer 8 inrichtung A mittels an der Zuführungsrinne 7 befestigter Anschläge 43 am kreisförmigen Weiterbewegen in Richtung A gehindert sind und sich deshalb entgegen der Kraft der Feder 14 um die Bolzen 12 drehen. Nach dem Eintreten der Teile 2,5 in die Greifer 8 werden diese gemeinsam in Richtung B geschwenkt, wobei sich die Druckstücke 13 von den Anschlägen 43 abheben, so dass die Teile 2,5 zwischen den Druckstücken 13 und den Prismen 9 gespannt werden. Gleichzeitig verschliessen die Gleitflächen 11 der Gleitstücke 10 die unteren Öffnungen der Zuführungsrinnen 7 und verhindern das Austreten weiterer Teile 2, 5.
Beim Schwenken derGreifer 8 in Richtung B nehmen dieMagnete 22 sämtlicher Greifer 8 einestellung ein, die für das Schalten der Magnet-Mikroschalter 21 erforderlich ist. Bei fehlenden Teilen in den Greifern 8 nimmt der jeweilige Magnet 22 nicht die gleiche Stellung ein, dadurch wird der be- treffende Schalter nicht betätigt und der Automat stillgesetzt. Haben die Greifer 8 die Schwenkung in Richtung Bohne Abschaltung vollzogen, dann fluchten die Achsen der Teile 2,5 mit den Achsen der Zentrierdorne 16 (Fig. 4). Zur gleichen Zeit hat der Rundtisch 24 geschaltet, so dass auch die Achse des in einerspannzange 26 des Rundtisches 24 befindlichen Stutzens 1 mit den Achsen der Zentrierdorne 16 fluchtet.
Die Schraubeinheiten 18 bewegen sich nunmehr bei gleichzeitigem Umlaufen der Arbeitsspindeln 17 axial auf den Stutzen 1 zu, wobei die Zentrierdorne 16 durch die Bohrungen der Teile 2,5 hindurchtreten und in der Stutzenbohrung zentrierend ein axiales Widerlager finden. Nunmehr werden die Greifer 8 inRichtung A zurückgeschwenkt, wobei die Druckstücke 13 infolge ihrer Drehbarkeit um die Bolzen 12 zurückklappen und unter den Teilen 2,5 vorbeigleiten.
Infolge des axialen Verschiebens derSchraubeinheiten 18 werden die Zentrierdorne 16 entgegen der Kraft der Feder 19 axial in die Arbeitsspindeln 17 hineingedrückt, bis die stirnseitigen Dorne 20 der Arbeitsspindeln 17 die Sechskante der Überwurfmuttern 5 erfasst und diese unter gleichzeitigem Einbringen derSchneidringe 2 auf den Stutzen 1 aufgeschraubt haben. Mittels einer an sich bekannten, nicht gezeichneten elektrischen Steuerung, wird die Umdrehung der Arbeitsspindeln 17 unmittelbar vor dem vollständigen Aufschrauben der Überwurfmuttern 5 abgeschaltet, und die Schraubeinheiten 18 bewegen sich in dieAusgangslage zurück. Dabei werden die Zentrierdorne 16 mittels der Federn 19 wieder axial aus denArbeitsspindeln 17 herausgeschoben.
Kann einederArbeitsspindeln 17 eine Überwurfmutter 5 aus beliebigen Gründen, z. B., infolge Fehlens des Gewindes in der Überwurf- mutter 5, nicht ordnungsgemäss aufschrauben, dann durchläuft die Arbeitsspindel 17 nicht den gan- zen für normales Aufschrauben notwendigen Axialweg, und ein im Innern der Schraubeinheit 18 angeordneter, der elektrischen Installation der Schraubeinheit 18 zugehöriger Endkontakt wird geschaltet.
Dieser Kontakt steuert den Magnet 42 der Weiche 41 (Fig. 5) über ein an sich bekanntes, nicht ge- zeichnetes Zeitrelais so, dass die Weiche 41 der Rutsche 40 die mangelhafte Verschraubung in den Sammelbehälter für auszusondernde Ware lenkt, sobald die Verschraubung von der Spannzange 26 des weitergeschalteten Rundtisches 24 freigegeben ist. In der Zeit des Aufschraubvorganges wird der Rundtisch 24 mit den Stutzen 1 bestückt. Das geschieht in der Weise, dass der unterste der im Stutzenmagazin 33 durchEigengewicht abwärts gleitendenStutzen l vereinzelt wird und in das Prisma 32 der Kolbenstange 31 einfällt. Danach wird der Stutzen l in die schnapperähnlich federnde Zan- ge 26 eingehoben und lagerichtig festgehalten.
Durch das Weiterschalten des Rundtisches 24 läuft die Spannstange 29'von der feststehenden Kurve 28 ab, und der federbelastete Keil 29 spannt den Stutzen 1 durch die Zange 26 fest. In dieser Zeit ist die Kolbenstange 31 in ihre Ausgangsstellung zurückgezogen worden, und der Vorgang wiederholt sich wie beschrieben, vollautomatisch.