AT520511B1 - Verfahren zum Abtrennen eines Abschnittes eines Rohres - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Abtrennen eines Abschnittes eines Rohres, welches Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: - In ein Rohmaterial, aus dem ein Rohr (3) gefertigt wird, oder in ein Rohr (3) wird mindestens eine Öffnung eingebracht, - das Messer (11) einer Trennvorrichtung (1), wird in die mindestens eine Öffnung eingebracht, - das Messer (11) wird in Umfangsrichtung durch die Wandung des Rohres (3) geführt bis ein Abschnitt (2) des Rohres (3) abgetrennt ist.

Description

„TRENNVORRICHTUNG FÜR ROHRE“ [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen eines Abschnittes eines Rohres.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Verfahren der vorgenannten Art bekannt. Bislang werden derartige Trennaufgaben in der industriellen Anwendung überwiegend mit Säge- oder Brennverfahren erledigt. Derartige Verfahren haben ein hohes Span- oder Schmutzaufkommen in Verbindung mit Lärm zur Folge.

[0003] Es gibt darüber hinaus bereits Anwendungen, bei denen ein Messer aus gehärtetem Stahl mittels linearer Bewegung durch das Rohr getrieben wird, um es abzutrennen. Bei derartigen Methoden erhält man je nach Anwendungsfall einen inhomogenen und teilweise erheblich über die zulässigen Toleranzen ausgeprägten Grat. Ein weiterer ungewünschter Nebeneffekt ist der hohe Verschleiß der aufwendig gestalteten Messer, was mit hohen Instandhaltungskosten verbunden ist. Dies insbesondere deshalb, weil das Messer bei einer derartigen Trennvorrichtung vergleichsweise groß ausgebildet sein muss.

[0004] Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Angabe eines Verfahrens der eingangs genannten Art, mit der das Abtrennen von Rohrabschnitten mit geringerem Grataufbau verbunden ist und/oder bei der die Instandhaltungskosten niedriger sind.

[0005] Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

[0006] Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass das Verfahren zum Abtrennen eines Abschnittes eines Rohres durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

[0007] - In ein Rohmaterial, aus dem ein Rohr gefertigt wird, oder in ein Rohr wird mindestens eine Öffnung eingebracht, [0008] - das Messer einer Trennvorrichtung wird in die mindestens eine Öffnung eingebracht, [0009] - das Messer wird in Umfangsrichtung durch die Wandung des Rohres geführt bis ein Abschnitt des Rohres abgetrennt ist.

[0010] Durch die Einbringung einer Öffnung beispielsweise schon in das Rohmaterial, aus dem das Rohr gefertigt wird, kann die Abtrennung des Rohrabschnitts deutlich vereinfacht werden.

[0011] Es kann dabei mehr als eine Öffnung vorgesehen sein, wobei die Öffnungen in Rohrlängsrichtung zueinander beabstandet sind. Insbesondere kann die mindestens eine Öffnung als Schlitz ausgebildet sein, der sich insbesondere in Umfangsrichtung des Rohres erstreckt.

[0012] Dabei kann die Breite der Öffnung, insbesondere die Breite des Schlitzes im Wesentlichen der Breite des Messers in Längsrichtung des Rohres entsprechen, insbesondere der Breite des Messers zuzüglich einer geringen Freimachung.

[0013] Es kann vorgesehen sein, dass das Verfahren mit einer Trennvorrichtung für Rohre durchgeführt wird, die Spannmittel zur Festlegung eines Rohres relativ zu der Trennvorrichtung, ein Messer, mit dem das von den Spannmitteln festgelegte Rohr durchtrennbar ist, sowie eine Messerhalterung umfasst, die eingerichtet ist, das Messer relativ zu dem festgelegten Rohr zu bewegen, wobei die Messerhalterung und/oder die Trennvorrichtung eingerichtet sind, während des Trennvorgangs das Messer in Umfangsrichtung des Rohres zu bewegen, insbesondere über den kompletten Umfang des Rohres in Umfangsrichtung zu bewegen. Vorzugsweise kann dabei das Messer aus gehärtetem Stahl bestehen. Durch die Bewegung des Messers in Umfangsrichtung kann das Messer eine wesentlich geringere Größe aufweisen, so dass die Instandhaltungskosten gesenkt werden können. Weiterhin erweist sich der Schneidvorgang bei der Rotation als schonender, so dass der Verschleiß des Messers geringer ist.

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AT520 511 B1 2019-12-15 österreichisches patentamt [0014] Es kann vorgesehen sein, dass das Messer eingerichtet ist, das Material des Rohres von innen nach außen abzuscheren. Dadurch kann die Entstehung eines Grates weitgehend vermieden werden. Die Trennbewegung von innen nach außen kann dadurch erreicht werden, dass das Messer durch einen vor dem Trennvorgang in das Rohr eingebrachten Schlitz ein

Stück weit in das Innere des Rohres hineinbewegt wird.

[0015] Es besteht die Möglichkeit, dass die Spannmittel Spannbacken umfassen, die insbesondere ebenfalls aus gehärtetem Stahl bestehen. Dabei kann das Messer eingerichtet sein, das Material des Rohres gegen die Spannbacken abzuscheren. Die Spannbacken wirken damit unterstützend bei dem Trennvorgang mit.

[0016] Es kann vorgesehen sein, dass die Trennvorrichtung mehr als ein Messer umfasst, wobei die Messer in Umfangsrichtung beabstandet in der Messerhalterung angeordnet sind, insbesondere wobei die Messer in Umfangsrichtung gleiche Winkelabstände zueinander aufweisen. Dabei können die Messerhalterung und/oder die Trennvorrichtung eingerichtet sein, während des Trennvorgangs die Messer in Umfangsrichtung des Rohres über einen Umfangswinkel zu bewegen, wobei die Größe des Umfangswinkels im Wesentlichen 360° dividiert durch die Anzahl der Messer entspricht. Durch die Verwendung mehrerer Messer kann die für den Trennvorgang benötigte Zeit reduziert werden.

[0017] Es besteht die Möglichkeit, dass die Trennvorrichtung einen Schwenktrieb umfasst, der eingerichtet ist, die Messerhalterung mit dem Messer in Umfangsrichtung um das Rohr zu bewegen. Ein Schwenktrieb kann mit geeigneten Mitteln wie einem Schnecken- oder Stirnradgetriebe die Messerhalterung mit dem Messer konzentrisch um das Rohr bewegen und dabei den freien Durchgang des Rohres gewährleisten.

[0018] Es kann vorgesehen sein, dass die Trennvorrichtung Teil einer Trennanlage ist, die eingerichtet ist, die Trennvorrichtung in Rohrlängsrichtung zu bewegen, so dass die Trennvorrichtung einen Abschnitt des Rohres während der Bewegung an einer vorgegebenen Position des Rohres abtrennbar ist, wobei insbesondere die Trennvorrichtung zusammen mit dem Rohr in Rohrlängsrichtung bewegbar ist, um einen Abschnitt des Rohres während der Bewegung des Rohres abzutrennen. Damit ist die Trennanlage im Rahmen einer industriellen Rohrfertigung auch für den fliegenden Betrieb geeignet. Dabei fährt beispielsweise eine Profilieranlage im kontinuierlichen Betrieb mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit. Die Trennanlage ist in der Lage, die Trennvorrichtung auf eine vorgegebene Position des sich bewegenden Rohres zu synchronisieren und bei der Bewegung zusammen mit dem Rohr von diesem einen Abschnitt abzutrennen.

[0019] Alternativ dazu kann die Trennanlage auch im sogenannten Start-Stop-Betrieb arbeiten, bei dem ein Rohr zugeführt und angehalten wird, von dem dann im nicht bewegten Zustand ein Abschnitt abgetrennt wird.

[0020] Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen:

[0021] Fig. 1 [0022] Fig. 2 [0023] Fig. 3 [0024] Fig. 4 [0025] Fig. 5 [0026] Fig. 6 eine perspektivische, isometrische Ansicht einer Ausführungsform einer Trennvorrichtung mit einem durch die Trennvorrichtung hindurchragenden Rohr;

eine Vorderansicht der Trennvorrichtung gemäß Fig. 1;

eine Draufsicht auf die Trennvorrichtung gemäß Fig. 1;

eine Schnittansicht gemäß den Pfeilen IV - IV in Fig. 3;

eine perspektivische Ansicht des durchzutrennenden Rohres;

eine Vorderansicht der Trennvorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Grundstellung des Messers, wobei die vor der Messerhalterung liegenden Spannmittel der Trennvorrichtung ausgeblendet sind;

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[0027] Fig. 7	eine Fig. 6 entsprechende Vorderansicht der Trennvorrichtung in einer ersten Schneidstellung des Messers;
[0028] Fig. 8	eine Fig. 6 entsprechende Vorderansicht der Trennvorrichtung in einer zweiten Schneidstellung des Messers;
[0029] Fig. 9	eine Fig. 6 entsprechende Vorderansicht der Trennvorrichtung in einer dritten Schneidstellung des Messers;
[0030] Fig. 10	eine Fig. 6 entsprechende Vorderansicht der Trennvorrichtung in einer vierten Schneidstellung des Messers;
[0031] Fig. 11	eine Fig. 6 entsprechende Vorderansicht der Trennvorrichtung in einer fünften Schneidstellung des Messers;
[0032] Fig. 12	eine Fig. 6 entsprechende Vorderansicht der Trennvorrichtung in einer sechsten Schneidstellung des Messers.

[0033] In den Figuren sind gleiche und funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0034] Die abgebildete Ausführungsform einer Trennvorrichtung 1 kann zum Abtrennen eines Abschnittes 2 eines Rohres 3 dienen, das insbesondere als Endlosrohr ausgebildet ist und permanent in Rohrlängsrichtung bewegt wird (siehe dazu Fig. 1). Die Trennvorrichtung 1 kann Teil einer nicht abgebildeten Trennanlage sein, die die Trennvorrichtung 1 zusammen mit dem Rohr 3 in Rohrlängsrichtung bewegen kann, um den Abschnitt 2 während der Bewegung des Rohres 3 abzutrennen.

[0035] Es besteht die Möglichkeit, dass die Trennanlage Teil einer größeren Anlage ist, die eine ebenfalls nicht abgebildeten Profilieranlage umfasst, in der das Rohr 3 aus einem flachen Rohmaterial gefertigt wird. Die Profilieranlage kann im kontinuierlichen Betrieb mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit fahren beziehungsweise das Rohr 3 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit ausgeben. Die Trennanlage kann die Trennvorrichtung 1 an eine bestimmte Position des Rohres 3 verfahren und anschließend die Bewegung der Trennvorrichtung 1 mit derjenigen des aus der Profilieranlage austretenden Rohres 3 so synchronisieren, dass sich beide mit gleicher Geschwindigkeit bewegen. In diesem Zustand kann die Trennvorrichtung 1 an dem Rohr 3 festgelegt werden und einen Abschnitt 2 des Rohres 3 abtrennen.

[0036] Es kann alternativ durchaus vorgesehen sein, die Trennanlage im sogenannten StartStop-Betrieb laufen zu lassen, bei dem ein Rohr zugeführt und nach Erreichen der gewünschten Position angehalten wird. Das Abtrennen des Rohrabschnitts erfolgt dann im ruhenden Zustand des Rohres. Dabei findet keine Synchronisation zwischen der Bewegung des Rohres 3 und der Bewegung der Trennvorrichtung 1 statt.

[0037] Die Trennvorrichtung 1 umfasst als Spannmittel zwei hydraulische Rohrspanner 4, 5 und zwei Paare gehärteter Spannbacken 6a, 6b; 7a, 7b, mit denen das Rohr 3 in der Trennvorrichtung 1 fixiert wird (siehe Fig. 4). Dabei sind sowohl auf der Einlaufseite 8 als auch auf der Auslaufseite 9 jeweils einer der Rohrspanner 4, 5 und zwei der Spannbacken 6a, 6b; 7a, 7b angeordnet. Auf diese Weise werden sowohl der einlaufende Abschnitt des Rohres 3 als auch der abzutrennende Abschnitt 2 sicher gehalten.

[0038] Die Trennvorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Messerhalterung 10 mit einem Messer 11 (siehe Fig. 6). Das Messer 11 besteht aus einem gehärteten Stahl und ist vergleichsweise klein. Die Messerhalterung 10 kann das Messer 11 längs des Pfeiles 12 linear aus der in Fig. 6 abgebildeten Grundstellung des Messers 11 in die in den Fig. 7 bis 12 abgebildeten Schneidstellungen bewegen. Nach Durchführung des Trennvorgangs kann das Messer 11 wieder längs des Pfeiles 12 linear in die Grundstellung bewegt werden.

[0039] Die Trennvorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Schwenktrieb 13, der die Messerhalterung 10 zusammen mit dem Messer 11 längs des Pfeiles 14 in Umfangsrichtung des Rohres 3 bewegen kann (siehe Fig. 6). Der Schwenktrieb 13 kann ein Schnecken- oder Stirnradgetriebe

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AT520 511 B1 2019-12-15 österreichisches patentamt oder eine vergleichbare Baugruppe umfassen, um die Messerhalterung 10 konzentrisch um das

Rohr 3 bewegen zu können. Der Schwenktrieb 13 weist einen freiem Durchgang für das Rohr 3 auf.

[0040] Vor dem Abtrennen des Abschnittes 2 von dem Rohr 3 werden in das Rohr 3 beziehungsweise vorzugsweise in das flache Rohmaterial, aus dem das Rohr 3 gefertigt wird, Schlitze 15 in vorgegebenen Abständen zueinander eingebracht. Die Abstände zwischen den Schlitzen 15 entsprechen dabei der Länge der abzutrennenden Abschnitte 2 des Rohres 3. Fig. 5 zeigt, dass sich die Schlitze 15 ein Stück weit in Umfangsrichtung des Rohres 3 erstrecken. Die Breite der Schlitze 15 in Rohrlängsrichtung entspricht der Breite des Messers 11 in Rohrlängsrichtung zuzüglich einer geringen Freimachung.

[0041] Es kann vorgesehen sein, die Schlitze 15 durch Stanzen in das Rohr 3 oder das Rohmaterial einzubringen. Es besteht durchaus die Möglichkeit, die Schlitze 15 durch andere Verfahren in das Rohr 3 oder das Rohmaterial einzubringen, wie beispielsweise mit Hilfe eines Laserstrahls.

[0042] Es besteht auch die Möglichkeit anstelle eines Schlitzes 15 anders geformte Öffnungen, beispielsweise Öffnungen mit einem ovalen oder einem rechteckigen oder einem kreisförmigen Querschnitt in das Rohr 3 oder das Rohmaterial einzubringen.

[0043] Für das Abtrennen des Abschnittes 2 wird das Messer 11 längs des Pfeiles 12 zwischen den Spannbacken 6a, 6b auf der Einlaufseite 8 einerseits und den Spannbacken 7a, 7b auf der Auslaufseite 9 andererseits hindurch in den Schlitz 15 bewegt, so dass die Spitze des Messers 11 in das Innere des Rohres 3 hineinragt (siehe Fig. 7). Daran anschließend wird das Messer 11 in Umfangsrichtung durch die Wandung des Rohres 3 bewegt (siehe Fig. 8 bis 12), so dass dabei das Material der Wandung von dem langsam rotierenden Messer 11 von innen nach außen gegen die Spannbacken 6a, 6b; 7a, 7b abgeschert wird. Die Spannbacken 6a, 6b; 7a, 7b haben dabei die Funktion, als Gegenhalter beim Schervorgang zu dienen. Zwischen den Spannbacken 6a, 6b; 7a, 7b ist ein Freiraum 16 für die uneingeschränkte Schwenkbewegung des Messers 11 vorhanden (siehe Fig. 4).

[0044] Durch die Stellung des Messers 11 bei dem Trennvorgang wird das Material der Wandung des Rohres 3 mit der Breite des Messers 11 nach außen abgeschält. Die Spannbacken 6a, 6b; 7a, 7b dienen dabei als Gegenschneide für das Messer 11. Der anfallende Schrott fällt zum Ende des Trennvorgangs aus der Trennvorrichtung 1 heraus. Die Entstehung eines Grates wird durch dieses langsame Abscheren beziehungsweise Abschälen von innen nach außen vermieden.

[0045] Nach Abschluss des Trennvorgangs wird das Messer 11 wieder in die Grundstellung zurückbewegt, so dass die Trennanlage bereit ist für den nächsten Trennvorgang.

[0046] Es besteht durchaus die Möglichkeit, anstelle eines Messer 11 zwei Messer vorzusehen, die vorzugsweise in einem Rotationswinkel von 180° zueinander bestandet sind, also in radialer Richtung des Rohres 3 einander gegenüberliegen. Dadurch kann die für den Trennvorgang benötigte Zeit reduziert werden, weil zwei Messer gleichzeitig die Wandung des Rohres abscheren.

[0047] Es kann auch vorgesehen sein, mehr als zwei Messer zu verwenden, die dann insbesondere in Winkelabständen zueinander beabstandet sind, die 360° durch Anzahl der Messer entsprechen.

Claims (14)

1. Verfahren zum Abtrennen eines Abschnittes eines Rohres, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- In ein Rohmaterial, aus dem ein Rohr (3) gefertigt wird, oder in ein Rohr (3) wird mindestens eine Öffnung eingebracht,

- das Messer (11) einer Trennvorrichtung (1), wird in die mindestens eine Öffnung eingebracht,

- das Messer (11) wird in Umfangsrichtung durch die Wandung des Rohres (3) geführt bis ein Abschnitt (2) des Rohres (3) abgetrennt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bewegung des Messers (11) in Umfangsrichtung das Material des Rohres (3) von innen nach außen abgeschertwird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als eine Öffnung vorgesehen ist, wobei die Öffnungen in Rohrlängsrichtung zueinander beabstandet sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung als Schlitz (15) ausgebildet ist, der sich insbesondere in Umfangsrichtung des Rohres (3) erstreckt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Öffnung, insbesondere die Breite des Schlitzes (15), im Wesentlichen der Breite des Messers (11) in Längsrichtung des Rohres (3) entspricht, insbesondere der Breite des Messers (11) zuzüglich einer geringen Freimachung entspricht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einer Trennvorrichtung (1) für Rohre (3) durchgeführt wird, die Spannmittel zur Festlegung eines Rohres (3) relativ zu der Trennvorrichtung (1), ein Messer (11), mit dem das von den Spannmitteln festgelegte Rohr (3) durchtrennbar ist, sowie eine Messerhalterung (10) umfasst, die das Messer (11) relativ zu dem festgelegten Rohr (3) bewegt, wobei die Messerhalterung (10) und/oder die Trennvorrichtung (1) während des Trennvorgangs das Messer (11) in Umfangsrichtung des Rohres (3) bewegen, insbesondere über den kompletten Umfang des Rohres (3) in Umfangsrichtung bewegen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (11) aus gehärtetem Stahl besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (11) das Material des Rohres (3) von innen nach außen abschert.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannmittel Spannbacken (6a, 6b; 7a, 7b) umfassen, die insbesondere aus gehärtetem Stahl bestehen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Messer (11) das Material des Rohres (3) gegen die Spannbacken (6a, 6b; 7a, 7b) abschert.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (1) mehr als ein Messer (11) umfasst, wobei die Messer (11) in Umfangsrichtung beabstandet in der Messerhalterung (10) angeordnet sind, insbesondere wobei die Messer (11) in Umfangsrichtung gleiche Winkelabstände zueinander aufweisen.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Messerhalterung (10) und/oder die Trennvorrichtung (1) während des Trennvorgangs die Messer (11) in Umfangsrichtung des Rohres (3) über einen Umfangswinkel bewegen, wobei die Größe des Umfangswinkels im Wesentlichen 360° dividiert durch die Anzahl der Messer (11) entspricht.

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13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (1) einen Schwenkantrieb (13) umfasst, der die Messerhalterung (10) mit dem Messer (11) in Umfangsrichtung um das Rohr (3) bewegt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (1) Teil einer Trennanlage ist, die die Trennvorrichtung (1) in Rohrlängsrichtung bewegt, sodass ein Abschnitt (2) des Rohres (3) an einer vorgegebenen Position des Rohres (3) durch die Trennvorrichtung (1) abtrennbar ist, wobei insbesondere die Trennvorrichtung (1) zusammen mit dem Rohr (3) in Rohrlängsrichtung bewegbar ist, um einen Abschnitt (2) des Rohres (3) während der Bewegung des Rohres (3) abzutrennen.