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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entfernen des äusseren Ringwulstes von im elektrischen Widerstands-Stumpfschweissverfahren hergestellten Rohrstössen mittels Drehstählen, bestehend aus einem Gehäuse mit einem in diesem gelagerten hohlen Läufer mit einer Planscheibe, an der Supporte für die Drehstähle verschiebbar geführt sind, zu deren Radialverstellung ein auf der Aussenseite des Läufers drehbar gelagerter Steuerring dient, sowie aus einem Antrieb für den Läufer und den Steuerring.
Die bekannten Vorrichtungen zum Entfernen des äusseren Ringwulstes von Rohrstössen haben den Nachteil, dass sie diesen Wulst nicht vollständig entfernen, wenn die Rohrstösse im Querschnitt von der Kreisform abweichen, z. B. oval sind.
Ziel der Erfindung ist nun eine Vorrichtung der eingangs angeführten Art, durch die das Entfernen des äusseren Ringwulstes auch bei Abweichungen der Querschnitte der zu verschweissenden Rohre und der Querschnittsform des Ringwulstes von der Kreisform unter Beibehaltung einer konstanten Schnittkraft erfolgt, was nur dann möglich ist, wenn der Bewegungsverlauf der Messer der Mantelfläche des im Querschnitt nicht kreisförmigen Rohres folgt.
Durch die US-PS Nr. 3, 892, 151 ist zwar bereits eine Vorrichtung zum Bearbeiten der Aussenseite von Rohren bekannt, bei welcher der das umlaufende Messer tragende Schlitten mittels einer Rolle auf der Mantelfläche des zu bearbeitenden Rohres geführt wird. Zum Bearbeiten eines nicht kreiszylindrischen Rohres ist diese bekannte Vorrichtung jedoch nicht geeignet, da die Rolle mit dem Messer fest verbunden ist.
Durch die US-PS Nr. 2, 648, 173 ist weiters eine spanabhebende Vorrichtung bekannt, bei welcher der Werkzeugschlitten mit einer Rolle versehen ist, die auf der Schablone abrollt und bei welcher der Anpressdruck des Werkzeuges durch eine den Schlitten in Vorschubrichtung beaufschlagende Feder herbeigeführt wird. Diese Vorrichtung dient jedoch lediglich zur Bearbeitung einzelner Details, nicht jedoch zur Entfernung eines Ringwulstes an Rohren.
Eine weitere spanabhebende Vorrichtung ist durch die DE-AS 1038378 bekanntgeworden, die einen mit zwei Antriebswellen ausgestatteten Plandrehkopf aufweist, von denen die eine den Plandrehkopf antreibt und die andere die Zustellung der Messer herbeiführt. Der Rotationsantrieb der Messer um die Achse wird dabei durch einen eigenen Wellenantrieb ermöglicht. Die radiale Zustellung der Messer erfolgt durch die Rotation eines Schraubenpaares, und diese erfolgt wieder durch das Schneckenpaar eines Differentialgetriebes. Diese Vorrichtung weist demnach einen äusserst komplizierten Antriebsmechanismus auf.
Zur Erfüllung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist nun die Vorrichtung der eingangs angeführten Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass jeder Support, wie an sich bekannt, mit einer Rolle versehen ist, die an der Mantelfläche des zu bearbeitenden Rohres abrollt, und dass am Steuerring Gelenklaschen angelenkt sind, die mit dem andern Ende in einem Kolben gelenkig gelagert sind, der in einer radial verlaufenden Bohrung des Supports verschiebbar geführt ist und unter dem Einfluss einer Druckfeder steht, deren zweites Ende sich am Grund der Bohrung des Supports abstützt, wobei der Antrieb für den Läufer und für den Steuerring zwei Antriebswellen aufweist, von denen die eine mit dem Läufer und die andere mit dem Steuerring kinematisch verbunden ist,
und wobei dem Antrieb eine Steuereinrichtung zum Herbeiführen einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Wellen und damit zum Verstellen des Steuerringes gegenüber dem Läufer zugeordnet ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Steuereinrichtung ein Differentialgetriebe auf, dessen Käfig einen Aussen- und einen Innenzahnkranz trägt und um die eine Welle frei drehbar ist, wobei der Aussenzahnkranz mit einem auf der andern Welle sitzenden Zahnrad kämmt und der Innenzahnkranz über Planetenräder mit einem Sonnenrad in Eingriff steht, welches auf der ersten Welle befestigt ist, und wobei der Steg der Planetenräder als um die Welle frei drehbares Zahnrad ausgeführt ist, welches mit einer Zahnstange kämmt, die mit dem Kolben eines Hydraulikzylinders starr verbunden ist.
Durch den Erfindungsgegenstand wird so eine einzige technische Aufgabe gelöst, nämlich das mechanische Entfernen des äusseren Ringwulstes unter Beibehaltung einer konstanten Schnittkraft.
Erreicht wird dies durch eine Rolle, die an jedem einzelnen Support befestigt und mit dem Mechanismus zur radialen Lageänderung durch eine Feder verbunden ist, welche auf die Rückkraft eingestellt ist.
Dabei muss zur Beibehaltung der Rückkraft eine starre und zeitlich veränderliche Verbindung zwischen dem Läufer und dem Mechanismus der radialen Lageänderung der Supporte vorhanden sein, was beim Erfindungsgegenstand durch die Gelenklaschen erreicht wird, die mit den Kolben verbunden sind.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles, welches in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist, näher erläutert. In diesen zeigen Fig. l einen Längsschnitt durch die Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt durch einen Support, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 2, Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Antrieb des Läufers und den Radialverstellmechanismus der Supporte und Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 1.
Die Vorrichtung zum Entfernen des äusseren Ringwulstes von im elektrischen Widerstands-Stumpfschweissverfahren hergestellten Rohrstössen besteht aus einem Gehäuse --1-- (Fig. l, 2), in dessen Lagern - -2-- ein Läufer --3-- mit einer Planscheibe --4-- montiert ist. In Nuten der Planscheibe--4--sind Supporte --5-- geführt (Fig.1 zeigt vier davon). In jedem Support --5-- ist ein Drehstahl --6-eingespannt. Jeder der Supporte --5-- ist mit einer Rolle --8-- versehen, die an der Mantelfläche des zu bearbeitenden Rohres --7-- abrollt. Der Radialverstellmechanismus der Supporte --5-- besteht aus Gelenklaschen --9--, die mit dem einen Ende an einem Steuerring --10-- gelenkig befestigt und mit dem andern mit einem Kolben --11-- verbunden sind.
Jeder Kolben --11-- ist in einer Ausnehmung des jeweiligen Supports --5-- in Radialrichtung verschiebbar. Zwischen dem Grund der Ausnehmung des Supports --5-- und der Stirnfläche des Kolbens --11-- ist eine auf Schnittkraft eingestellte Druckfeder --12-- untergebracht. Der Steuerring --10-- ist auf dem Läufer --3-- frei drehbar. Der Antrieb des
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auf den Läufer --3-- aufgesetzt und starr mit ihm verbunden. Der Antrieb des Steuerringes --10-erfolgt von einer Welle --16-- über ein Zahnradpaar --17 und 18--. Das Zahnrad --18-- ist auf den Steuerring --10-- aufgesetzt und starr mit ihm verbunden.
Der Antrieb des Läufers --3-- und des Verstellmechanismus der Supporte --5-- weist zwei Abtriebswellen --20 bzw. 21-- auf, die mit Hilfe von Kupplungen mit den Wellen --13 und 16-- verbunden sind. Der Antrieb, dem eine Steuereinrichtung - zugeordnet ist, ist mit einem elektrischen oder hydraulischen Motor --22-- versehen, der über eine Kupplung mit einer Welle --23-- der Steuereinrichtung --19-- in Verbindung steht.
Die Steuereinrichtung --19-- (s. die Fig. 4 und 5) besteht aus einem Gehäuse, in dem ein Zahnradpaar --24 und 25-- Platz findet. Das Zahnrad --24-- ist auf die Welle --23-- aufgesetzt, wogegen das Zahnrad --25-- mit der Welle --20-- fest verbunden ist. Ebenfalls fest sitzt auf der Welle --20-- ein Zahnrad --26--, das mit dem Aussenzahnkranz des Käfigs --27-- eines Differentialgetriebes der Steuereinrichtung --19-- in Eingriff ist. Der Käfig --27-- trägt einen um die Welle --21-- frei drehbaren Zahnring mit Aussen- und Innenverzahnung. Auf die Welle --21-- ist ein Zahnrad --28-- starr aufgesetzt, das das Sonnenrad des Differentialgetriebes ist. Der Steg-29- (Fig. 5) des Differentialgetriebes ist ein um die Welle --21-- frei drehbares Zahnrad.
Auf Bolzen --30-- des Steges --29-- sind Planetenräder - gelagert, die gleichzeitig mit der Innenverzahnung des Käfigs --27-- und dem Sonnenrad --28-kämmen. Im Gehäuse der Steuereinrichtung --19-- ist eine Zahnstange --32-- längsbeweglich angeordnet, die mit der Aussenverzahnung des Steges --29-- im Eingriff steht. Die Zahnstange --32-- ist mit dem Kolben --33-- eines Hydraulikzylinders --34-- starr verbunden, der die Bewegung der Supporte --5-steuert.
Beim Betrieb der Vorrichtung wird der Rohrstoss unter die Drehstähle --6-- gebracht. Die Rohre werden mittels einer nicht dargestellten Spannvorrichtung gegen Drehen gesichert. Danach wird der Motor
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--24Umdrehung versetzt. Das Übersetzungsverhältnis des Differentialgetriebes ist derart gewählt, dass die Welle --21-- bei festgehaltenem Steg --29-- die gleiche Drehzahl wie die Welle --20-- aufweist. Über die Kupplung treibt die Welle --21-- die Welle --16-- an, die über das Zahnradpaar --17 und 18-- den Steuerring --10-- in Drehung versetzt. Das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder --17 und 18- ist dem
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--14- gleich ist, ist auch die Drehzahl des Läufers --3-- und der Planscheibe --4-- gleich.
Um die Drehstähle gegen das Werkstück zuzustellen, wird dem Hydraulikzylinder --34-- Druckflüssigkeit zugeführt. Dadurch bewegt sich der Kolben --33-- und verschiebt die Zahnstange --32--, die den Steg --29-- um die Welle --21-- dreht. Bei Drehung des Steges --29-- wird eine zusätzliche Verschwenkung auf das Sonnenrad --28-- übertragen. Aus diesem Grunde beginnt der Steuerring-10-
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um einen gewissen Winkel dem Läufer --3-- vorzueilen. Als Ergebnis davon bewegen die Gelenklaschen - -9-- die Kolben --11--, die über die Federn --12-- die Supporte --5-- mit den Drehstählen --6-- gegen den abzuarbeitenden Ringwulst zustellen. Je nach der Druckölzufuhr in den Zylinder --34-- schneiden die Drehstähle --6-- in den Ringwulst ein.
Das Einschneiden dauert so lange, bis die Rollen --8-- auf der Mantelfläche des Rohres abzurollen beginnen. Im Fall eines im Querschnitt ovalen Rohres wird die Feder - sich (beim Übergang vom kleinen zum grossen Halbmesser) wegen der Zunahme der Rückkraft über die eingestellte Grösse hinaus zusammendrücken, wobei sie den Support --5-- in bezug auf den Kolben - anhebt und der Support somit der Mantelfläche des Rohres folgt. Beim Unterbrechen der Druckölzufuhr in den Hydraulikzylinder-34-hört die Zustellung der Drehstähle --6-- auf. Durch Drosselung der Druckölzufuhr kann die Zustellgeschwindigkeit der Drehstähle verringert werden.
Zur Rückstellung der Drehstähle --6-- wird Öl aus dem Hydraulikzylinder --34-- abgelassen, und der Kolben - bewegt sich in die Ausgangsstellung zurück, wobei er den Steg --29-- der Planetenräder --31-- dreht. Dann wird der Motor --22-- abgeschaltet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Entfernen des äusseren Ringwulstes von im elektrischen Widerstands-Stumpfschweissverfahren hergestellten Rohrstössen mittels Drehstählen, bestehend aus einem Gehäuse mit einem in diesem gelagerten hohlen Läufer mit einer Planscheibe, an der Supporte für die Drehstähle verschiebbar geführt sind, zu deren Radialverstellung ein auf der Aussenseite des Läufers drehbar gelagerter Steuerring dient, sowie aus einem Antrieb für den Läufer und den Steuerring, dadurch ge- k e n n z e i c h n e t , dass jeder Support (5), wie an sich bekannt, mit einer Rolle (8) versehen ist, die an der Mantelfläche des zu bearbeitenden Rohres (7) abrollt, und dass am Steuerring (10) Gelenklaschen (9) angelenkt sind, die mit dem andern Ende in einem Kolben (11) gelenkig gelagert sind,
der in einer radial verlaufenden Bohrung des Supports (5) verschiebbar geführt ist und unter dem Einfluss einer Druckfeder (12) steht, deren zweites Ende sich am Grund der Bohrung des Supports abstützt, wobei der Antrieb (22) für den Läufer (3) und für den Steuerring (10) zwei Abtriebswellen (20,21) aufweist, von denen die eine (20) mit dem Läufer und die andere (21) mit dem Steuerring kinematisch verbunden ist, und wobei dem Antrieb eine Steuereinrichtung (19) zum Herbeiführen einer Drehzahldifferenz zwischen den beiden Wellen und damit zum Verstellen des Steuerringes gegenüber dem Läufer zugeordnet ist.
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The invention relates to a device for removing the outer annular bead from pipe joints produced by the electrical resistance butt welding process by means of turning tools, consisting of a housing with a hollow rotor mounted in this with a face plate on which supports for the turning tools are slidably guided Radial adjustment a control ring rotatably mounted on the outside of the rotor is used, as well as a drive for the rotor and the control ring.
The known devices for removing the outer annular bead from pipe joints have the disadvantage that they do not completely remove this bead when the pipe joints differ in cross-section from the circular shape, e.g. B. are oval.
The aim of the invention is now a device of the type mentioned, by which the removal of the outer annular bead takes place even if the cross-sections of the pipes to be welded and the cross-sectional shape of the annular bead deviate from the circular shape while maintaining a constant cutting force, which is only possible if the movement of the blades follows the surface of the tube, which is not circular in cross section.
US Pat. No. 3,892,151 already discloses a device for processing the outside of pipes in which the carriage carrying the rotating knife is guided by means of a roller on the outer surface of the pipe to be processed. However, this known device is not suitable for processing a non-circular cylindrical tube, since the roller is firmly connected to the knife.
US Pat. No. 2,648,173 also discloses a cutting device in which the tool slide is provided with a roller which rolls on the template and in which the contact pressure of the tool is brought about by a spring acting on the slide in the feed direction becomes. However, this device is only used to process individual details, but not to remove an annular bead on pipes.
Another cutting device has become known from DE-AS 1038378, which has a facing head equipped with two drive shafts, one of which drives the facing head and the other brings about the delivery of the knife. The rotary drive of the knife around the axis is made possible by its own shaft drive. The radial infeed of the knives takes place through the rotation of a screw pair, and this takes place again through the screw pair of a differential gear. This device accordingly has an extremely complicated drive mechanism.
In order to achieve the object underlying the invention, the device of the type mentioned at the outset is characterized according to the invention in that each support, as known per se, is provided with a roller that rolls on the outer surface of the pipe to be processed, and that articulated plates are hinged to the control ring are articulated with the other end in a piston which is slidably guided in a radially extending bore of the support and is under the influence of a compression spring, the second end of which is supported on the bottom of the bore of the support, the drive for the Rotor and has two drive shafts for the control ring, one of which is kinematically connected to the rotor and the other to the control ring,
and wherein the drive is assigned a control device for bringing about a speed difference between the two shafts and thus for adjusting the control ring relative to the rotor.
According to a further feature of the invention, the control device has a differential gear, the cage of which carries an outer and an inner ring gear and around which a shaft is freely rotatable, the outer ring gear meshing with a gear wheel seated on the other shaft and the inner ring gear with a planetary gears Sun gear is in engagement, which is fixed on the first shaft, and wherein the web of the planetary gears is designed as a freely rotatable gear around the shaft, which meshes with a rack that is rigidly connected to the piston of a hydraulic cylinder.
The subject matter of the invention thus solves a single technical problem, namely the mechanical removal of the outer annular bead while maintaining a constant cutting force.
This is achieved by a roller that is attached to each individual support and connected to the mechanism for radial change in position by a spring that is adjusted to the back force.
In order to maintain the back force, there must be a rigid and time-variable connection between the runner and the mechanism of the radial change in position of the supports, which is achieved in the subject matter of the invention by the hinge plates that are connected to the piston.
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The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment which is shown schematically in the drawings. 1 shows a longitudinal section through the device, FIG. 2 shows a section through a support, FIG. 3 shows a section along the line AA in FIG. 2, FIG. 4 shows a longitudinal section through the drive of the runner and the radial adjustment mechanism of the supports and FIG. 5 shows a section along the line BB in FIG. 1.
The device for removing the outer annular bead from pipe joints produced by the electrical resistance butt-welding process consists of a housing --1-- (Fig. 1, 2), in whose bearings - -2-- a rotor --3-- with a face plate --4-- is mounted. Supports --5 - are guided in grooves in the faceplate - 4 - (Fig. 1 shows four of them). A turning tool --6-is clamped in each support --5--. Each of the supports --5-- is provided with a roller --8-- which rolls on the surface of the pipe to be processed --7--. The radial adjustment mechanism of the supports --5-- consists of articulated plates --9--, which are attached to a control ring --10-- at one end and connected to a piston --11-- at the other.
Each piston --11-- can be moved in a recess of the respective support --5-- in the radial direction. Between the base of the recess in the support --5-- and the face of the piston --11-- there is a compression spring --12-- adjusted to cutting force. The control ring --10-- can be freely rotated on the rotor --3--. The drive of the
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placed on the runner --3-- and rigidly connected to it. The control ring --10 - is driven by a shaft --16-- via a pair of gears --17 and 18--. The gear wheel --18-- is placed on the control ring --10-- and is rigidly connected to it.
The drive of the runner --3-- and the adjustment mechanism of the supports --5-- have two output shafts --20 and 21-- which are connected to shafts --13 and 16-- with the help of couplings. The drive, to which a control device is assigned, is provided with an electric or hydraulic motor --22-- which is connected to a shaft --23-- of the control device --19-- via a coupling.
The control device --19-- (see Figs. 4 and 5) consists of a housing in which a pair of gears --24 and 25-- can be accommodated. The gear --24-- is placed on the shaft --23--, while the gear --25-- is firmly connected to the shaft --20--. A toothed wheel --26-- is also firmly seated on the shaft --20--, which meshes with the external ring gear of the cage --27-- of a differential gear of the control device --19--. The cage --27-- carries a toothed ring with external and internal teeth that can rotate freely around the shaft --21--. A gear wheel --28-- is rigidly attached to the shaft --21-- and is the sun gear of the differential gear. The web-29- (Fig. 5) of the differential gear is a gear wheel that can rotate freely around the shaft --21--.
Planet gears - which mesh simultaneously with the internal teeth of the cage --27-- and the sun gear --28 - are mounted on bolts --30-- of the web --29--. In the housing of the control device --19--, a toothed rack --32-- is arranged to be longitudinally movable, which is in engagement with the external toothing of the web --29--. The rack --32-- is rigidly connected to the piston --33-- of a hydraulic cylinder --34-- which controls the movement of the supports --5-.
When operating the device, the pipe joint is brought under the turning tools --6--. The pipes are secured against turning by means of a clamping device (not shown). After that the engine will
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--24 revolutions offset. The transmission ratio of the differential gear is selected in such a way that the shaft --21-- has the same speed as the shaft --20-- with the web held in place --29--. The shaft --21-- drives the shaft --16-- via the coupling, which sets the control ring --10-- in rotation via the gear pair --17 and 18--. The gear ratio of the gears -17 and 18- is that
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--14- is the same, the speed of the rotor --3-- and the face plate --4-- are also the same.
In order to advance the turning tools against the workpiece, hydraulic fluid is fed to the hydraulic cylinder --34--. This moves the piston --33-- and shifts the rack --32--, which rotates the web --29-- around the shaft --21--. When the web is rotated --29--, an additional pivoting is transmitted to the sun gear --28--. For this reason the control ring-10-
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to lead the runner --3-- by a certain angle. As a result of this, the hinge plates - -9-- move the pistons --11-- which, via the springs --12--, position the supports --5-- with the turning tools --6-- against the annular bead to be machined. Depending on the pressure oil supply into the cylinder --34-- the turning tools --6-- cut into the annular bead.
The incision lasts until the rollers --8 - start to roll on the outer surface of the pipe. In the case of a tube with an oval cross-section, the spring - will compress (on the transition from the small to the large radius) due to the increase in the back force beyond the set size, lifting the support --5 - in relation to the piston - and the support thus follows the outer surface of the pipe. When the pressure oil supply to the hydraulic cylinder -34-is interrupted, the infeed of the turning tools --6-- stops. The infeed speed of the turning tools can be reduced by throttling the pressure oil supply.
To reset the turning tools --6--, oil is drained from the hydraulic cylinder --34-- and the piston - moves back to the starting position, rotating the web --29-- of the planetary gears --31--. Then the motor --22-- is switched off.
PATENT CLAIMS:
1. Device for removing the outer annular bead from pipe joints produced by the electrical resistance butt welding process by means of turning tools, consisting of a housing with a hollow rotor mounted in this with a face plate on which supports for the turning tools are slidably guided, for their radial adjustment a on the Outside of the rotor rotatably mounted control ring is used, as well as a drive for the rotor and the control ring, characterized in that each support (5), as known per se, is provided with a roller (8) which is attached to the outer surface of the to be processed pipe (7) rolls, and that the control ring (10) articulated lugs (9) are articulated with the other end in a piston (11),
which is displaceably guided in a radially extending bore of the support (5) and is under the influence of a compression spring (12), the second end of which is supported on the base of the bore of the support, the drive (22) for the rotor (3) and for the control ring (10) has two output shafts (20,21), of which one (20) is kinematically connected to the rotor and the other (21) is kinematically connected to the control ring, and the drive has a control device (19) for bringing about a Speed difference between the two shafts and thus for adjusting the control ring relative to the rotor is assigned.