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PATENTANSPRÜCHE
1. Gerät zur Durchführung von mechanischen Arbeitsgän gen an Rohren, gekennzeichnet durch einen stationären Rah men (10), in dem ein zu bearbeitendes Rohr einspannbar ist und in dem ein ringförmiger, relativ zum Rahmen drehbarer
Werkzeugträger (40) gelagert ist, dessen Innendurchmesser grösser ist als der grösste Aussendurchmesser der zu bearbei tenden Rohre und auf dem unterschiedliche Bearbeitungsvorrichtungen befestigbar sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch vom
Rahmen (10) lösbare Spannbacken (24, 26), die zu bearbei tende Rohre von aussen umgreifen.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger in dem Rahmen kugelgelagert ist.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Rahmen und Werkzeugträger als Aussen- bzw. Innenring eines Radialkugellagers ausgebildet sind.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Werkzeugträger eine Aussenverzahnung aufweist, mit der ein Antriebsritzel (48) in Antriebsverbindung steht.
6. Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine mit dem Antriebsritzel gekuppelte Kurbel (52, 54), mittels der der Werkzeugträger (40) über eine Kette (42) antreibbar ist.
7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsvorrichtungen mit dem Werkzeugträger schnellkuppelbar sind.
8. Gerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine schraubengesicherte Bajonettkupplung zwischen Werkzeugträger und Bearbeitungsvorrichtungen.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsvorrichtung eine auf den Werkzeugträger (40) aufsetzbare Grundplatte oder einen Grundring (64, 180, 140, 160) umfasst, auf der bzw. dem relativ beweglich Bearbeitungswerkzeuge (80, 152, 168/170, 186) gelagert sind.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf Grundplatte bzw. Grundring Lagergehäuse (74, 184, 148, 162/164) für die Werkzeuge radial zustellbar angeordnet sind.
11. Gerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch manuell betätigbare Zustelleinrichtungen (108, 144, 172, 192).
12. Gerät nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch bei jedem Umlauf des Werkzeugträgers schrittweise weitergeschaltete Zustelleinrichtungen (Fig. 2).
13. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein in ein zu bearbeitendes Rohr einsetzbares, mit einem mit dem Werkzeugträger umlaufenden Werkzeug zusammenwirkendes Gegenelement (Fig. 5-7).
14. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Spannbacken für wahlweise koaxiales und nichtkoaxiales Spannen von Rohren relativ zur Achse des Werkzeugträgers vorgesehen sind (Fig. 2.8 bzw. 2.10).
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Durchführung von mechanischen Arbeitsgängen an Rohren.
Beim Aufbau von Rohrleitungsanlagen sind an den zu verlegenden Rohren eine Vielzahl unterschiedlicher Arbeitsgänge durchzuführen. So müssen meist dünnwandige Rohre geschnitten, im Durchmesser endseitig geweitet oder reduziert, gebördelt oder gefalzt werden, wobei häufig auch Arbeitsgänge an unter Gehrung geschnittenen Rohrenden auszuführen sind.
Üblicherweise lässt man dabei das zu bearbeitende Rohr umlaufen; wenn dies nicht möglich ist, weil z. B. das Rohr bereits fest installiert ist oder zu gross ist oder gekrümmt ist, muss in
Handarbeit der jeweilige Arbeitsgang von einem geschulten
Blechschlosser durchgeführt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zu schaffen, das die Durchführung der verschiedensten Arbeiten einschliesslich der oben erwähnten erleichtert, einen einfachen Aufbau be sitzt und daher kostengünstig zu fertigen ist sowie klein und leicht genug ist, um leicht von einer Arbeitsstelle zur anderen transportiert zu werden.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Man geht davon aus, dass grundsätzlich das zu bearbeitende Rohr stationär ge halten wird und das jeweilige Werkzeug im Umlauf um das
Rohr herumgeführt wird. Dieses Prinzip erlaubt das Trennen unter Verwendung einer mitumlaufenden Kreissäge oder Trennscheibe, das Bördeln - auch unter Gehrung -, das Zusammenfalzen von Rohrabschnitten, und schliesslich auch das Reduzieren. Die Spannbacken sind natürlich an den jeweiligen Durchmesser der dünnwandigen Rohre angepasst, und ein Wechsel des Rohrdurchmessers ausserhalb üblicher Toleranzen erfordert auch einen Wechsel des Spannbackensatzes.
In den meisten Fällen ist es aber so, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Arbeitsgängen an einer Serie von Rohren gleichen Nenndurchmessers vorzunehmen ist, so dass der Spannbackenwechsel die Ausnahme sein wird.
Die jeweils verwendeten, auf dem Werkzeugträger montierten Werkzeuge müssen zu Beginn einmal oder im Verlauf der Arbeit fortlaufend nachgestellt werden. Dies kann von Hand erfolgen, es ist aber auch möglich, den Umlauf des Werkzeugträgers relativ zum Rahmen zu benutzen, um bei jedem Umlauf eine Zustellbewegung um einen vorgegebenen Schritt zu bewirken.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt perspektivisch, teilweise geschnitten, das Grundgerät;
Fig. 2 zeigt perspektivisch, teilweise geschnitten, das Gerät nach Fig. 1 mit aufgesetzter Bördelvorrichtung, gesehen in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1;
Fig. 2.1-2.12 zeigen jeweils paarweise in schematisierter Frontansicht bzw. im Schnitt nach Linie A-A der jeweils vorbezifferten Figur Arbeitspeispiele für die Bördelvorrichtung nach Fig. 2;
Fig. 3 stellt in ähnlicher Ansicht wie Fig. 1 das Gerät mit Trennvorrichtung dar;
Fig. 4 ist eine Fig. 2 entsprechende Darstellung eines Gerätes mit Falzschliessvorrichtung;
Fig. 4.1-4.4 zeigen jeweils paarweise in schematisierter Frontansicht bzw. im Schnitt nach Linie A-A der jeweils vorbezifferten Figur die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 4;
;
Fig. 5 stellt in einer Fig. 1 entsprechenden Ansicht das Gerät mit einer Innenabsetz-Vorrichtung dar, wobei jedoch Teile weggelassen sind;
Fig. 6 zeigt im Radialschnitt die zusammenwirkenden Werkzeugteile für die Vorrichtung nach Fig. 5, und
Fig. 7 stellt die inneren Spann- und Werkzeugteile für die Vorrichtung nach Fig. 5 dar, welche in jener Figur weggelassen sind.
Bei der Darstellung in den Zeichnungen sind alle unwesentlichen oder selbstverständlichen Teile weggelassen, um die Darstellung so einfach und übersichtlich wie möglich zu halten.
Das Grundgerät nach Fig. 1 umfasst zunächst einen im we: sentlichen hohlzylindrischen Rahmen 10, an dem aussen ein Befestigungsflansch 12 und ein Antriebsträger 14 angebracht sind. Das Gerät kann mittels des Befestigungsflansches 12 etwa auf eine Werkbank geschraubt oder aber auch in einen Schraubstock gespannt werden oder schliesslich auch nur mit Hilfe von Spannmitteln irgendwo gehalten werden.
An einer Stirnseite des Rahmens 10 ist ein Spannelement
für das zu bearbeitende Rohr angeordnet. Das Spannelement umfasst einen Spannring, der in eine untere Hälfte 16 und eine obere Hälfte 18 geteilt ist. Die untere Spannringhälfte ist fest am Rahmen 10 angeordnet, und mit ihr ist die obere Spannringhälfte 18 mittels eines scharnierartigen Gelenkes 20 verbunden. Gegenüber dem Gelenk 20 ist ein Spannschloss 22 für die Verbindung beider Spannringhälften vorgesehen; hier ist an der unteren Spannringhälfte ein Schraubknebel angeordnet, dessen Schraube auf einen entsprechenden Nocken an der oberen Spannringhälfte drückt.
Das Spannelement dient dazu, das zu bearbeitende Rohr mittels geteilter Spannbacken 24, 26 von aussen festzuspannen. Zu dem Gerät gehören mehrere Sätze von Spannbacken mit Innendurchmessern, die sich jeweils um einen Millimeter unterscheiden. Dazwischenliegende Rohraussendurchmesser werden von den Backen beim Spannen überbrückt. Die Spannbacken haben jeweils einen Grundflanschabschnitt 28, dessen Aussendurchmesser an den Innendurchmesser der Spannringhälften 16, 18 angepasst ist, und Axialfortsätze 30, deren Innendurchmesser, wie beschrieben, unterschiedlich von Satz zu Satz ist. Die Axialfortsätze 30 können, wie in Fig. 1 dargestellt, nach hinten aus dem Gerät herausstehen, aber auch nach vorne herausstehend angeordnet werden (Fig. 3).
Schliesslich gehören zu dem Gerät noch Spannbackensätze, die ein nichtkoaxiales Einspannen des zu bearbeitenden Rohres ermöglichen, wie noch erläutert werden wird.
Nahe der dem Spannelement abgewandten Stirnseite des Rahmens 10 weist dieser einen nach innen einspringenden Bund 32 auf, in den eine Laufrille 34 für Kugeln 36 eingearbeitet ist. Eine Gegenlaufrille 38 ist auf dem Aussenumfang eines im wesentlichen hohlzylindrischen Werkzeugträgers 40 vorgesehen. Auf diese Weise ist der Werkzeugträger drehbar in dem feststehenden Rahmen 10 angeordnet, während er innen frei bleibt und das zu bearbeitende Rohrende aufnehmen kann. Der Drehantrieb des Werkzeugträgers 40 erfolgt im Ausführungsbeispiel mittels einer Kette 42, die durch Öffnungen 44, 46 des Rahmens nach aussen und um ein Ritzel 48 gelegt ist. Das Ritzel 48 ist im Antriebsträger 14 gelagert, indem es auf einer Welle 50 aufgekeilt ist, welche am anderen Ende - jenseits der Lagerung im Antriebsträger 14 - ein Handrad 52 mit Kurbel 54 tragen kann (Fig. 3).
Durch Drehen der Kurbel wird auf diese Weise der Werkzeugträger 40 zum Umlauf innerhalb des Rahmens 10 angetrieben. Der Antrieb durch eine Handkurbel geschieht jedoch nur bei Benutzung des Rohrtrenngerätes. Bei allen anderen Arbeitsgängen erfolgt der Antrieb durch eine handelsübliche elektrische Handbohrmaschine 154. Diese wird im Austausch auch zum Antrieb des Trennsägeblattes benutzt. Um einen schnellen Austausch zu ermöglichen, sind der Antriebsträger 14 sowie die Schwinge 148 mit einer Schnellspannung 14.1 bzw. 156.1 versehen. Es versteht sich, dass der Antrieb auch anders gestaltet werden könnte. Man könnte etwa die Verzahnung auf dem Umfang des Werkzeugträgers 40, die hier im Eingriff mit der Kette 42 steht, direkt mit einem motorisch angetriebenen Ritzel kämmen lassen, das dann im Rahmen 10 gelagert wäre.
Auf seiner Stirnseite weist der Werkzeugträger 40 gleichförmig auf dem Umkreis verteilt eine Anzahl von Gewindelöchern 56 auf, die der Befestigung der Werkzeuge dienen. Hier sind vier Gewindelöcher 56 in Abständen von 900 vorgesehen.
Ein weiteres Gewindeloch 58 zwischen zwei der Löcher 56 hat einen noch zu beschreibenden Zweck. In die Gewindelöcher sind Passschrauben 60 eingeschraubt.
Unter Bezugnahme auf die weiteren Figuren soll das Gerät nun in seiner Funktion mit verschiedenen Werkzeugen vorgestellt und beschrieben werden.
Die Fig. 2 bis 2.12 beziehen sich auf die Durchführung von Bördelarbeiten an einem Rohrende. Wenn eine solche Arbeit vorgesehen ist, wird auf den Werkzeugträger eine Bördeleinheit aufgesetzt, die insgesamt mit 62 bezeichnet ist.
Die Bördeleinheit 62 umfasst zunächst einen scheibenförmigen Grundkörper 64 mit einem Durchmesser, der etwas grösser als der stirnseitige Aussendurchmesser des Werkzeugträgers 40 ist. Nahe seinem Aussenumfang, fluchtend mit den Gewindelöchern 56, weist der Grundkörper 64 Durchgangslöcher 66 auf, durch die die Köpfe der Passschrauben 60 hindurchpassen und die in gleichsinniger Umfangsrichtung um Langlöcher 68 entsprechend dem Schaftdurchmesser der Schrauben 60 verlängert sind. Zum Befestigen des Grundkörpers 64 auf dem Werkzeugträger 40 wird der Grundkörper 64 über die Schraubenköpfe geschoben und bis zum Anschlag an den Enden der Langlöcher 68 verdreht. In dieser Position steht eine Durchgangsbohrung des Grundkörpers 64 ausgefluchtet mit dem Gewindeloch 58, und eine Sicherungsschraube 70 verhindert ein unbeabsichtiges Lösen, wenn sie in das Gewindeloch 58 eingedreht wird.
Hier kann eine Rändelkopfschraube verwendet werden.
Der Grundkörper 64 weist einen Durchbruch 72 in Form eines sich radial erstreckenden Schlitzes auf. Dieser Schlitz dient als Führung für die radiale Verschiebebewegung eines Schlittens 74. Der Schlitten 74 weist auf seiner Ober- und Unterseite je eine Nut 76 auf, in die die obere bzw. untere Schlitzkante eingreifen. Der Schlitten ist entsprechend zweiteilig ausgebildet und wird nach Einsetzen in den Schlitz 72 zusammengeschraubt.
Auf der hinteren, dem Spannelement zugekehrten Seite des Grundkörpers 64 liegt der Lagerabschnitt des Schlittens 74. Hier ist in einem (nicht dargestellten) Kugel- oder Rollenlager eine Drückrollenwelle 78 gelagert, auf die fest eine auswechselbare Drückrolle 80 aufgesteckt und befestigt ist. Auf der vorderen Seite des Grundkörpers 64 weist der Schlitten 74 einen Hohlraum auf, in dem ein Federscheibenpaket 82 liegt.
Die Bohrungen der Federscheiben liegen dabei ausgefluchtet auf eine Linie, die parallel zur Verschieberichtung des Schlittens verläuft. Durch die Federscheibenbohrungen erstreckt sich eine Schubspindel 84 und ragt mit ihrem freien Ende in eine Lagerbohrung 86 am radial aussen liegenden Ende des Schlittens 74. Ein Bund 88 auf der Schubspindel 84 stützt sich auf dem Federscheibenpaket ab. Die Schubspindel ist drehfest, aber schiebebeweglich in Richtung ihrer Achse.
Drehfest gehalten wird sie mittels eines Vierkants 90, das durch eine (in der Zeichnung nicht erkennbare) Vierkantöffnung in der auf den Schlitten 74 aufgeschraubten Stirnplatte 92 geführt ist. Der Bund 88 liegt mit seiner dem Federscheibenpaket abgewandten Stirnseite an der Innenseite der Stirnplatte 92 an.
Die Schubspindel ist mithin begrenzt gleitverschieblich relativ zu dem Schlitten. Solange keine Gegenkraft wirkt, überträgt die Schubspindel ihre Schubbewegungen auf den Schlitten, der mitgenommen wird. Erst wenn der Schlitten gebremst wird, werden die Federscheiben des Federscheibenpakets 82 komprimiert.
Um Antrieb der Schubspindel 84 ist eine axial abgestützte, jedoch drehbare Spindelmutter 94 vorgesehen, in deren Innengewinde sich ein Gewindeabschnitt 96 der Schubspindel erstreckt. Die Spindelmutter 94 ist in einem Lagerbock 98 gelagert. Ferner ist auf sie ein Indexring 100 aufgekeilt, der auf seinem Umfang eine Reihe von Rastvertiefungen 102 aufweist.
Diese sind hier sphärische Vertiefungen, und es sind hier insgesamt sechs gleichförmig verteilt um den Umfang des Indexringes vorgesehen. Im Lagerbock befindet sich ein Rastelement, hier ein Kugelschnäpper 104, also eine in einer Radialbohrung eingesetzte nach aussen federbelastete Kugel. Der Indexring liegt mit seinen Stirnseiten an entsprechenden An schlagflächen des Lagerbockes 98 an. Der Lagerbock besteht zwecks Montage aus einem Hauptteil und einer aufgesetzten Platine 106.
Die Spindelmutter 94 ragt mit ihrem der Schubspindel abgekehrten Ende über den Aussenumfang des Grundkörpers 64 hinaus, wo auf die Spindelmutter ein Handrad 108 aufgesetzt ist. Das Handrad ist mit der Spindelmutter drehfest, aber axialverschieblich zwischen einer inneren und einer äusseren Stellung gekoppelt. Zu diesem Zweck weist der über der Spindelmutter 94 sitzende Axialabschnitt 110 ein sich in Axialrichtung erstreckendes Langloch 112 auf, das den Axialabschnitt in Radialrichtung durchsetzt und in dem ein in die Spindelmutter 94 eingesetzter Stift 114 verschiebbar ist. Für die Arretierung des Handrades in der inneren bzw. äusseren Stellung, wenn also der Stift am äusseren bzw. inneren Ende des Langlochs anliegt, ist ein entsprechender Kugelschnäpper 116, dem zwei sphärische Ausnehmungen 118 zugeordnet sind, zwischen Spindelmutter und Handrad-Axialabschnitt 110 wirksam.
Aussen vor dem Axialabschnitt 110 sitzt drehfest auf dem Handrad 108 ein Schaltstern 120 mit einer ebenso grossen Anzahl von Armen, wie Rastvertiefungen 102 im Indexring 100 vorgesehen sind. In der inneren, in Fig. 2 dargestellten Position des Handrades relativ zur Spindelmutter greift ein Schaltnocken 122 zwischen die Schaltsternarme. Der Schaltnocken hat eine Abschrägung an der Fläche, die den Schaltarmen zugekehrt ist und deren Funktion noch zu erläutern ist.
Der Schaltnocken ist am Rahmen 10 befestigt.
Die insoweit beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Nach Einführen des Rohrs, dessen Endkante umzubördeln ist, in die Spanneinrichtung des Grundgeräts wird der Grundkörper 64 mit allen auf ihm angeordneten Teile auf den Werkzeugträger 40 befestigt, wie oben erläutert. Es sei zunächst angenommen, dass Spannbacken gemäss Fig. 1 verwendet werden. Der Schlitten befindet sich beim Einsetzen in seiner dem Zentrum des Grundkörpers 64 nahen Endstellung. Die Drückrolle ragt axial in den Zwischenraum zwischen Werkzeugträger 40 und Spannbackenflansch 28. Man zieht jetzt am Handrad 108, so dass dieses in der äusseren Relativlage bezüglich der Spindelmutter einrastet (Kugelschnapper 116 rastet in die radial innenliegende sphärische Ausnehmung 118 ein).
In dieser Position ist das Handrad frei drehbar, weil nun der Nocken 122 nicht mehr zwischen die Schaltarme des Schaltsterns 120 ragt.
Drehen am Handrad führt zu einer entsprechenden Drehung der von Langloch 112 und Stift 114 mitgenommenen Spindelmutter, wobei nach jeweils ein Sechstel Umdrehung die Rasteinrichtung 102-104 am Indexring 100 eine Hemmung anzeigt. Die Drehung der Spindelmutter führt zu einer Schiebung der Schubspindel 84, die über das Federscheibenpaket 82 auf den Schlitten 74 drückt. Die Drehrichtung des Handrades erfolgt in einem Sinne, bei dem der Schlitten nach radial aussen verfährt. Schliesslich stösst die Drückrolle auf die Innenwandung des umzubördelnden Rohres, was sich am Handrad durch Schwergängigkeit bemerkbar macht, weil die Federscheiben komprimiert werden.
Nach Erreichen dieser Stellung wird das Handrad wieder eingeschoben, so dass wieder der Schaltnocken zwischen die Schaltarme des Schaltsterns 120 tritt.
Jetzt kann mit dem Bördeln begonnen werden. Der Werkzeugträger mit der auf ihm angeordneten Bördelvorrichtung wird zum Umlauf gebracht, indem man die Bohrmaschine 154 einschaltet. Nach einer Umdrehung trifft ein Schaltarm des Schaltsterns auf den Nocken, so dass die Spindelmutter um eine Sechstel-Drehung weitergeschaltet wird; die entsprechende Schiebung der Schubspindel 84 führt zu einem vergrösserten Druck auf das Federscheibenpaket und damit letztlich auf die Drückrolle. Der Bördelvorgang wird auf diese Weise eingeleitet, und bei jeder Umdrehung des Grundkörpers 64 wird die Drückrolle einer weiteren Druckerhöhung unterworfen entsprechend einer Sechstel-Drehung der Spindelmutter.
Bei Beendigung des Bördelvorganges - wobei immer der Schlitten wieder nachrückt, wenn das Rohr verformt worden ist - stösst die Drückrolle in noch zu beschreibender Weise auf einen Anschlag. Hiermit endet der Bördelvorgang, und das Gerät wird abgeschaltet. Anschliessend wird mittels Drehen am Handrad 108 die Drückrolle in Ausgangsstellung gebracht. Versäumt man dies, so läuft schliesslich der Schaltstern auf die Schrägfläche des Nockens und drückt das Handrad nach aussen, so dass ein Blockieren ausgeschlossen ist. Durch Lösen der Spanneinrichtung kann man die Spannbacken mit dem Rohr entnehmen und die geteilten Spannbacken abnehmen.
Die Fig. 2.1 bis 2.12 zeigen Arbeitsbeispiele der Bördelvorrichtung. Dabei stellen jeweils die Fig. 2.2, 2.4, 2.6 usw.
Axial-Teillängsschnitte und die Fig. 2.23 usw. schematisierte Stirnansichten von rechts in den unmittelbar folgenden Figuren dar.
Die in Fig. 2 nur schematisch als zylindrischer Körper dargestellte Drückrolle 80 einerseits und die Spannbacken 25, 26 anderseits werden dem jeweils gewünschten Bördelmuster angepasst. Den einfachsten Fall zeigen Fig. 2.1 und 2.2. Hier weist die Drückrolle einen Bund 124 auf, der sich beim Zustellen der Drückrolle schliesslich an der Innenwandung des zu bördelnden Rohrs 126 abstützt, das seinerseits an der Innenwandung der Spannbacken anliegt. Hierdurch wird der Schlitten 74 gebremst, und es erfolgt die Auslösung des Handrades, wie oben erläutert.
Das Arbeitsbeispiel nach Fig. 2.3, 2.4 unterscheidet sich vom vorhergehenden nur in der Form der Drückrolle, deren Bund 128 so bemessen ist, dass das freie Rohrende nur aufgeweitet wird, so dass eine radiale Schulter 130 entsteht. Werden an die Genauigkeit eines solchen aufgeweiteten Abschnitts höhere Anforderungen gestellt, so verwendet man Spannbacken 132 gemäss Fig. 2.5, 2.6, und die Drückrolle hat hier einen scharfkantig abgesetzten Bund 134. Arbeitet man mit diesem Werkzeugsatz, so ist die Zustellbewegung der Drückrolle sehr gering. Deshalb braucht man hier gar nicht erst mit dem Schaltstern 120 zu arbeiten, sondern stellt von Hand mit dem Handrad zu. Dasselbe gilt für das Arbeitsbeispiel nach Fig. 2.7, 2.8, wo die Spannbacken und die Drückrolle zum Eindrücken einer Umfangssicke ausgebildet sind.
Die Fig. 2.9 bis 2.12 lassen die Ausbildung der Spannbakken erkennen, wenn entsprechende Arbeiten wie in Fig.
2.1-2.4 an einem schräg zur Längsachse abgeschnittenen Rohr durchgeführt werden sollen. Die Spannbacken 136 spannen das Rohr 138 unter dem entsprechenden Winkel. Der Querschnitt, auf dem die Drückrolle arbeitet, ist jetzt aber nicht mehr kreisförmig sondern elliptisch. Der Schlitten 74 führt daher bei jedem Umlauf eine zweimalige Schwingbewegung aus, sobald das Rohr an der engsten Stelle gebördelt ist, und man kann dann mit der Spindelmutter weiter nachstellen, so dass schliesslich auch auf dem grössten Ellipsendurchmesser der Bördelvorgang beendet wird.
Fig. 3 zeigt das Grundgerät mit aufgesetzter Rohrtrennvorrichtung. Man erkennt wieder den Rahmen 10 mit dem geteilten Spannring 16, 18 und den eingesetzten Spannbacken 24, 26, den Antriebsmechanismus 48-54 und den zum Umlauf antreibbaren Werkzeugträger 40. In ähnlicher Weise, wie oben für die Bördelvorrichtung beschrieben, lässt sich auch hier ein Grundring 140 mit dem Werkzeugträger 40 verschrauben.
Man beachte, dass hier die Spannbacken in axial umgekehrter Richtung eingesetzt sind wie zum Bördeln vorgesehen war, so dass sie etwa in Höhe des Grundringes 140 enden und das zu trennende Rohr bis zu dieser Stelle gespannt wird.
An den Grundring ist ein Getriebekasten 142 geschraubt, in dem drehbar eine Schnecke (nicht dargestellt) und ein Schneckenritzel (nicht dargestellt) gelagert sind. Mit der Schnecke ist ein Drehknopf 144 verkeilt, mit dem Schnecken ritzel eine Ritzelwelle 146, auf die wiederum eine Schwinge 148 aufgekeilt ist. Das andere Ende der Schwinge trägt eine Halterung 150 für die Lagerung eines Kreissägeblattes 152 oder auch einer Trennscheibe. Mit dem Sägeblatt 152 ist ein Antriebsmotor 154 kuppelbar. Hier ist angedeutet, dass als Antriebsmotor eine handelsübliche Handbohrmaschine vorgesehen ist, für deren Hals ein angepasster Spannflansch 156 mit Schnellspannvorrichtung 156.1 auf der dem Sägeblatt 152 abgekehrten axialen Seite der Schwinge 148 angeordnet ist. Es versteht sich, dass der Motor auch fest an der Schwinge angebracht sein kann.
Wie die Zeichnung erkennen lässt, ragen von dem Grundring keinerlei Teile störend in den Radialbereich, der von den Spannbacken 24, 26 umschlossen ist, ausser dem Sägeblatt 152.
Die Vorrichtung wird so benutzt, dass nach dem Aufsetzen des Grundringes am Drehknopf 144 zunächst das Sägeblatt 152 radial nach aussen geschwenkt wird; ein Schneckengetriebe hierfür ist einerseits vorteilhaft wegen des hohen Untersetzungsverhältnisses und anderseits wegen seiner Selbsthemmung. Dann wird das zu trennende Rohr mittels der Spannbacken 24, 26 und des geteilten Spannringes 16, 18 gespannt.
Nach Einschalten des Motors wird die Schwinge mit Motor und Sägeblatt wieder zurückgedreht, bis das rotierende Sägeblatt das Rohr an der betreffenden Stelle durchtrennt hat.
Durch Drehen an der Kurbel 54 wird nun die gesamte, auf dem Grundring 140 angebrachte Sägeeinrichtung um das Rohr herumgeführt, bis dieses völlig abgeschnitten ist.
Fig. 4 stellt die Falzschliessvorrichtung dar. Rahmen 10, Spannbacken 24, 26, Werkzeugträger 40 mit Antrieb sind bereits hinreichend erläutert worden.
Hier ist auf den Werkzeugträger 40 in bereits beschriebener Weise ein Rollenträgerring 160 aufgesetzt. Auf dessen Umfang sitzen zwei Rollenschwingen 162 und 164, die jeweils mittels eines Zapfens 166 am Ring 160 angelenkt sind und von denen die Rollenschwinge 162 eine kegelstumpfförmige Vorschliessrolle 168 trägt, während die Rollenschwinge 164 die zylindrische Endschliessrolle 170 trägt. Die Rollenschwingen lassen sich mittels zugeordneter Stellschrauben 172 mehr oder weniger weit radial einwärts schwenken, wobei der Umfang der Rollen 168, 170 über die Innenwandung der Rollenschwingen nach innen hineinragt.
Die Fig. 4.1 bis 4.4 lassen den Arbeitsvorgang erkennen: Zunächst wird das aufgeweitete Rohr 174 mittels der Spanneinrichtung in der Vorrichtung gehalten; wenn das Aufweiten gemäss Fig. 2.3, 2.4 erfolgt ist, ist kein Umspannen erforderlich. Das einzufalzende Rohr 176 mit Radialflansch wird eingesetzt und an zwei Stellen des Umfanges von Hand durch Umlegen des überstehenden Randes vom Rohr 174 fixiert.
Die Rollenschwinge 162 wird jetzt mittels Schraube 172 zugestellt, und der Falz wird in einem oder auch in zwei Arbeitsgängen halb umgelegt (Fig. 4.1 und 4.2). Dann wird auch die andere Rollenschwinge zugestellt, und der Falz wird vollends geschlossen, wobei ein bis zwei Umläufe des Rollenträgerringes genügen.
Die Fig. 5-7 dienen der Erläuterung der Rohrreduziervorrichtung. Man erkennt in Fig. 5 die nun hinlänglich bekannten Elemente des Grundgerätes. Die Reduziereinheit umfasst eine Supportplatte 180 mit den üblichen Mitteln zur Befestigung auf dem Werkzeugträger 40. Radialverschieblich ist in der Supportplatte 180 in einem Schlitz 182 ein Walzenschlitten
184 aufgenommen, in dem um eine Achse parallel zur Umlaufachse des Werkzeugträgers 40 drehbar eine Reduzierwalze
186 gelagert ist. Für die Verschiebung des Walzenschlittens sitzt auf der äusseren Stirnseite der Supportplatte ein Spindelmutterlager 188, in dem die Spindelmutter 190 mit Handrad
192 drehbar, aber axial unverschieblich gelagert ist; mit dem Muttergewinde der Spindelmutter 190 steht die Zugspindel 194 im Eingriff, die starr mit dem Walzenschlitten 184 verbunden ist.
Durch Drehen am Handrad 192 kann mithin der Walzenschlitten nach radial einwärts gezogen bzw. auswärts geschoben werden.
Für das Reduzieren muss im Rohrinnern ein mit der Walze 186 zusammenwirkendes Gegenelement vorgesehen werden.
Dessen Aufbau ist in Fig. 7 im Längsschnitt erkennbar. Da das zu reduzierende Rohr schon beispielsweise eine Krümmung aufweisen kann, muss das Gegenelement von der Stirnseite des Rohres her einschiebbar sein und auch wieder herausgenommen werden können, obwohl nach dem Reduzieren die Öffnung verkleinert ist.
Als Gegenelement ist daher ein einfacher Dorn nur in Ausnahmefällen brauchbar, wenn dieser nämlich zu der andern, nicht reduzierten Seite des Rohrs hinausgeschoben werden kann. Deshalb besteht hier das Gegenelement (das in Fig. 5 der besseren Übersicht wegen nicht mit dargestellt wurde) aus einem Konus 196 mit einem stirnseitigen Bund 198, der auf seiner Aussenseite eine Verzahnung 200 (Fig. 6) aufweist. Eine Spannschraube 202 ragt zentrisch nach innen über das Ende des Konus hinaus und ist dort in eine Zentrierscheibe 204 geschraubt. Der Kopf 206 der Spannschraube 202 liegt in einer Ausnehmung 208 des Konus 196.
Rings um den Konus 196 liegen mehrere - hier vier - Gegenkonussegmente 210. In die Segmente 210 ist eine umlaufende Nut 212 eingearbeitet, in der eine Torusfeder 214 eingelegt ist; diese hält die Segmente in Anlage am Konus 196. An dem dem Bund 198 des Konus abgewandten Ende weist jedes Segment 210 einen Haltezapfen 216 auf, der hier einfach als Schraube ausgebildet ist, die mit ihrem Kopf über die Kanten von radialen Schlitzen 218 greift, welche in die Zentrierscheibe eingearbeitet sind. Zwischen dem Konusboden 220- der sich unter der Ausnehmung 208 findet - und der Zentrierscheibe ist eine Druckfeder 222 eingespannt.
Zur Vorbereitung des Reduziervorganges wird zunächst die Spannschraube 202 des Gegenelementes etwas gelockert, wobei die Druckfeder 222 die Zentrierscheibe 204 wegdrückt.
Die Köpfe der Zapfen 216 werden dabei mitgenommen und ziehen die Segmente 210 vom Bund 198 ab, wobei sie zugleich von der Torusfeder 214 nach radial einwärts gedrückt werden.
Deshalb lässt sich das Gegenelement mühelos in das Rohrende einschieben; durch Anziehen der Spannschraube 202 legen sich dann die Gegenkonussegmente 210 an die Rohrinnenwand an. Damit die Segmente sich überhaupt zueinander bewegen können, bestehen schlitzförmige Lücken 224 zwischen ihnen. Die Segmente passen mit ihrem Innenkonus genau dann auf die Mantelfläche des Konus 196, wenn das Gegenelement in die Endlage nach Fig. 7 zusammengespannt ist. Wählt man, wie dargestellt, Kreiskegel als Mantelflächen, passen die Mantelflächen nur in dieser einen Position aufeinander. Dies ist, wie noch zu erläutern, hier auch erwünscht. Im anderen Falle müsste man jedem Segment eine schräg verlaufende Ebene zuordnen, so dass der Konus 196 die Form eines Pyramidenstumpfes erhielte.
Die Reduzierwalze 186 ist mit ihrer Nuten- und Rippenteilung abgestimmt auf die Verzahnung 200 auf dem Bund 198 des Konus 196. Die Verzahnung 200 kämmt demgemäss mit dem Walzenprofil. In axialer Verlängerung der Verzahnung 200 weisen die Segmente 210 mantellinienparallele Rillen 226 auf, und die schlitzförmigen Lücken 224 liegen immer am Grund einer solchen Rille 226. Die Ausfluchtung der Verzahnung 200 mit den Rillen 226 und den Lücken 224 wird durch die Zapfen 216 im Zusammenwirken mit den Ausnehmungen 218 bewirkt, wobei ein Verkanten durch den oben erwähnten eindeutig definierten Sitz der Segmente auf dem Konus vermieden ist.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich ohne weiteres die Wirkungsweise der Vorrichtung: Nach dem Einsetzen und Fest spannen des Gegenelementes wird die Reduzierwalze radial einwärts zugestellt. bis sie mit der Verzahnung 200 in Eingriff kommt. Dann betätigt man den Umlaufantrieb des Werkzeugträgers 40. wobei die Walze 186 auf der Verzahnung abrollt und das Rohrmaterial in die Rillen der Segmente 210 drückt.
Nach Beendigung des Arbeitsvorganges wird die Reduzier walze wieder ausser Eingriff mit dem Konus verfahren, und dessen Spannschraube 202 wird gelöst. Die Gegenkonussegmente 210 können dabei so weit nach radial einwärts von der Torusfeder 214 gezogen werden, dass das gesamte Gegenelement nach vorn aus dem Rohrende herausziehbar ist, obwohl dessen freier Querschnitt verringert worden ist.
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PATENT CLAIMS
1. Device for performing mechanical work on pipes, characterized by a stationary frame men (10), in which a pipe to be machined can be clamped and in which an annular, rotatable relative to the frame
Tool carrier (40) is mounted, the inner diameter of which is larger than the largest outer diameter of the pipes to be machined and on which different processing devices can be fastened.
2. Device according to claim 1, characterized by
Frame (10) releasable clamping jaws (24, 26) which grip the pipes to be machined from the outside.
3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the tool carrier is ball-bearing in the frame.
4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the frame and tool carrier are designed as an outer or inner ring of a radial ball bearing.
5. Device according to one of claims 1-4, characterized in that the tool carrier has an external toothing with which a drive pinion (48) is in drive connection.
6. Apparatus according to claim 5, characterized by a crank (52, 54) coupled to the drive pinion, by means of which the tool carrier (40) can be driven via a chain (42).
7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the machining devices can be quickly coupled to the tool carrier.
8. Apparatus according to claim 7, characterized by a screw-secured bayonet coupling between the tool holder and machining devices.
9. Device according to one of claims 1-8, characterized in that the machining device comprises a base plate or a base ring (64, 180, 140, 160) which can be placed on the tool carrier (40) and on which the relatively movable machining tools (80 , 152, 168/170, 186) are stored.
10. Apparatus according to claim 9, characterized in that on the base plate or base ring bearing housing (74, 184, 148, 162/164) for the tools are arranged radially adjustable.
11. The device according to claim 10, characterized by manually operable delivery devices (108, 144, 172, 192).
12. Apparatus according to claim 10, characterized by step-by-step delivery devices for each revolution of the tool carrier (Fig. 2).
13. Apparatus according to claim 1, characterized by an insertable in a pipe to be machined, interacting with a tool carrier rotating tool (Fig. 5-7).
14. Apparatus according to claim 2, characterized in that clamping jaws are provided for optionally coaxial and non-coaxial clamping of pipes relative to the axis of the tool carrier (Fig. 2.8 or 2.10).
The invention relates to a device for performing mechanical operations on pipes.
When installing piping systems, a variety of different operations must be carried out on the pipes to be laid. For example, thin-walled pipes usually have to be cut, their ends expanded or reduced in diameter, crimped or folded, with operations often also having to be carried out on miter-cut pipe ends.
Usually the pipe to be machined is circulated; if this is not possible because e.g. B. the pipe is already installed permanently or is too large or curved, must be in
Handcrafted the respective operation by a trained
Sheet metal workers are carried out.
The object of the invention is to provide a device that facilitates the implementation of a wide variety of work including the above mentioned, a simple structure be sits and is therefore inexpensive to manufacture and is small and light enough to be easily transported from one job to another will.
This object is achieved according to the invention with the means specified in claim 1. It is assumed that the pipe to be machined is basically kept stationary and the respective tool in circulation around it
Pipe is led around. This principle allows you to cut using a circular saw or cutting disc, flaring - even with miter -, folding pipe sections together and finally reducing them. The clamping jaws are of course adapted to the respective diameter of the thin-walled tubes, and changing the tube diameter outside the usual tolerances also requires changing the clamping jaw set.
In most cases, however, a large number of different work steps have to be carried out on a series of tubes of the same nominal diameter, so that changing the clamping jaws will be the exception.
The tools used in each case, mounted on the tool carrier, must be readjusted once at the beginning or continuously during the work. This can be done by hand, but it is also possible to use the rotation of the tool carrier relative to the frame in order to cause an infeed movement by a predetermined step with each rotation.
A preferred embodiment of the object of the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 shows a perspective, partially sectioned, the basic device;
Fig. 2 shows in perspective, partially in section, the device according to Fig. 1 with the crimping device attached, viewed in the direction of arrow II in Fig. 1;
Fig. 2.1-2.12 each show in pairs in a schematic front view or in section along line A-A of the pre-numbered figure, working examples for the flanging device according to Fig. 2;
Fig. 3 shows in a view similar to Fig 1, the device with separation device.
FIG. 4 is a representation corresponding to FIG. 2 of a device with a folding closing device;
Fig. 4.1-4.4 each show in pairs in a schematic front view or in section along line A-A of the pre-numbered figure the operation of the device according to Fig. 4;
;
FIG. 5 shows the device corresponding to FIG. 1 with an internal depositing device, parts being omitted;
Fig. 6 shows in radial section the interacting tool parts for the device according to Fig. 5, and
Fig. 7 shows the inner clamping and tool parts for the device according to Fig. 5, which are omitted in that figure.
In the illustration in the drawings, all immaterial or self-evident parts have been omitted in order to keep the illustration as simple and clear as possible.
1 initially comprises an essentially hollow cylindrical frame 10, on the outside of which a fastening flange 12 and a drive carrier 14 are attached. The device can, for example, be screwed onto a workbench by means of the fastening flange 12, or it can also be clamped in a vice or, finally, can only be held somewhere with the aid of clamping devices.
At one end of the frame 10 is a clamping element
arranged for the pipe to be machined. The clamping element comprises a clamping ring which is divided into a lower half 16 and an upper half 18. The lower clamping ring half is fixed to the frame 10, and with it the upper clamping ring half 18 is connected by means of a hinge-like joint 20. Compared to the joint 20, a turnbuckle 22 is provided for connecting the two halves of the clamping ring; here a screw toggle is arranged on the lower half of the clamping ring, the screw of which presses on a corresponding cam on the upper half of the clamping ring.
The clamping element serves to clamp the pipe to be machined from the outside by means of split clamping jaws 24, 26. The device includes several sets of clamping jaws with inner diameters, each differing by one millimeter. Intermediate pipe outer diameters are bridged by the jaws during clamping. The clamping jaws each have a base flange section 28, the outside diameter of which is adapted to the inside diameter of the clamping ring halves 16, 18, and axial extensions 30, the inside diameter of which, as described, differs from set to set. The axial extensions 30 can, as shown in FIG. 1, protrude from the rear of the device, but can also be arranged protruding towards the front (FIG. 3).
Finally, the device also includes sets of clamping jaws which enable the pipe to be machined to be clamped non-coaxially, as will be explained below.
Near the end of the frame 10 facing away from the tensioning element, the latter has an inwardly projecting collar 32, into which a running groove 34 for balls 36 is incorporated. A counter-running groove 38 is provided on the outer circumference of an essentially hollow cylindrical tool carrier 40. In this way, the tool carrier is rotatably arranged in the fixed frame 10, while it remains free on the inside and can accommodate the pipe end to be machined. The rotary drive of the tool carrier 40 takes place in the exemplary embodiment by means of a chain 42, which is laid outwards through openings 44, 46 of the frame and around a pinion 48. The pinion 48 is mounted in the drive carrier 14 by being wedged onto a shaft 50 which, at the other end - beyond the bearing in the drive carrier 14 - can carry a handwheel 52 with a crank 54 (FIG. 3).
In this way, the tool carrier 40 is driven to rotate within the frame 10 by turning the crank. The drive with a hand crank only happens when using the pipe cutting device. In all other operations, the drive is carried out by a commercially available electric hand drill 154. This is also used in exchange for driving the cutting saw blade. In order to enable a quick exchange, the drive carrier 14 and the rocker 148 are provided with a quick tension 14.1 or 156.1. It goes without saying that the drive could also be designed differently. For example, the toothing on the circumference of the tool carrier 40, which here is in engagement with the chain 42, could be directly meshed with a motor-driven pinion, which would then be mounted in the frame 10.
On its end face, the tool carrier 40 has a number of threaded holes 56 distributed uniformly over the circumference, which are used to fasten the tools. Here four threaded holes 56 are provided at intervals of 900.
Another threaded hole 58 between two of the holes 56 has a purpose to be described. Fit screws 60 are screwed into the threaded holes.
With reference to the other figures, the function of the device will now be presented and described using various tools.
2 to 2.12 relate to the implementation of flanging work on one pipe end. If such work is provided, a flanging unit is placed on the tool carrier, which is designated 62 overall.
The flanging unit 62 initially comprises a disk-shaped base body 64 with a diameter that is somewhat larger than the front outer diameter of the tool carrier 40. Near its outer circumference, aligned with the threaded holes 56, the base body 64 has through holes 66 through which the heads of the fitting screws 60 pass and which are elongated in the same circumferential direction by elongated holes 68 in accordance with the shank diameter of the screws 60. To fasten the base body 64 on the tool carrier 40, the base body 64 is pushed over the screw heads and rotated until it stops at the ends of the elongated holes 68. In this position, a through bore of the base body 64 is aligned with the threaded hole 58, and a locking screw 70 prevents unintentional loosening when it is screwed into the threaded hole 58.
A knurled head screw can be used here.
The base body 64 has an opening 72 in the form of a radially extending slot. This slot serves as a guide for the radial displacement movement of a slide 74. The slide 74 has on its upper and lower side a groove 76, into which the upper and lower edge of the slot engage. The carriage is correspondingly formed in two parts and is screwed together after insertion into the slot 72.
The bearing section of the slide 74 lies on the rear side of the base body 64 facing the tensioning element. Here, a pressure roller shaft 78 is mounted in a ball or roller bearing (not shown), onto which a replaceable pressure roller 80 is firmly attached and fastened. On the front side of the base body 64, the slide 74 has a cavity in which a spring washer pack 82 lies.
The holes in the spring washers are aligned on a line that runs parallel to the direction of displacement of the slide. A push spindle 84 extends through the spring washer bores and projects with its free end into a bearing bore 86 at the radially outer end of the slide 74. A collar 88 on the push spindle 84 is supported on the spring washer package. The push spindle is non-rotatable, but can be moved in the direction of its axis.
It is held in a rotationally fixed manner by means of a square 90, which is guided through a square opening (not shown in the drawing) in the end plate 92 screwed onto the slide 74. The collar 88 lies with its end face facing away from the spring washer pack against the inside of the end plate 92.
The thrust spindle is therefore limited slidable relative to the carriage. As long as there is no counterforce, the push spindle transfers its pushing movements to the carriage that is being carried. The spring washers of the spring washer pack 82 are compressed only when the slide is braked.
An axially supported but rotatable spindle nut 94 is provided to drive the push spindle 84, in whose internal thread a threaded section 96 of the push spindle extends. The spindle nut 94 is mounted in a bearing block 98. Furthermore, an index ring 100 is wedged onto it, which has a series of latching depressions 102 on its circumference.
These are spherical depressions here, and there are a total of six uniformly distributed around the circumference of the index ring. There is a latching element in the bearing block, here a ball catch 104, that is to say an externally spring-loaded ball inserted in a radial bore. The end face of the index ring rests on corresponding striking surfaces of the pedestal 98. The mounting bracket consists of a main part and an attached circuit board 106 for the purpose of assembly.
The spindle nut 94 protrudes with its end facing away from the push spindle beyond the outer circumference of the base body 64, where a handwheel 108 is placed on the spindle nut. The handwheel is coupled to the spindle nut in a rotationally fixed but axially displaceable manner between an inner and an outer position. For this purpose, the axial section 110 seated above the spindle nut 94 has an elongated hole 112 which extends in the axial direction and which penetrates the axial section in the radial direction and in which a pin 114 inserted into the spindle nut 94 can be displaced. A corresponding ball catch 116, to which two spherical recesses 118 are assigned, is effective between the spindle nut and the handwheel axial section 110 for locking the handwheel in the inner or outer position, i.e. when the pin rests on the outer or inner end of the elongated hole.
On the outside in front of the axial section 110, a switching star 120 with an equally large number of arms is seated on the handwheel 108 in a rotationally fixed manner, as locking recesses 102 are provided in the index ring 100. In the inner position of the handwheel shown in FIG. 2 relative to the spindle nut, a switching cam 122 engages between the switching star arms. The switch cam has a chamfer on the surface that faces the switch arms and whose function is yet to be explained.
The switch cam is attached to the frame 10.
The device described so far works as follows:
After insertion of the tube, the end edge of which is to be flanged, into the clamping device of the basic device, the basic body 64 is fastened to the tool carrier 40 with all the parts arranged on it, as explained above. It is initially assumed that clamping jaws according to FIG. 1 are used. When inserted, the slide is in its end position close to the center of the base body 64. The spinning roller protrudes axially into the space between the tool carrier 40 and the clamping jaw flange 28. The handwheel 108 is now pulled so that it engages in the outer relative position with respect to the spindle nut (ball catch 116 engages in the radially inner spherical recess 118).
In this position, the handwheel can be rotated freely because the cam 122 no longer projects between the switching arms of the switching star 120.
Turning the handwheel results in a corresponding rotation of the spindle nut carried by the elongated hole 112 and pin 114, the locking device 102-104 on the index ring 100 indicating an inhibition after every sixth revolution. The rotation of the spindle nut leads to a displacement of the thrust spindle 84, which presses on the slide 74 via the spring washer pack 82. The direction of rotation of the handwheel is in a sense in which the slide moves radially outwards. Finally, the spinning roller hits the inside wall of the pipe to be flanged, which is noticeable on the handwheel due to stiffness because the spring washers are compressed.
After reaching this position, the handwheel is pushed in again, so that the switching cam again enters between the switching arms of the switching star 120.
Flanging can now be started. The tool carrier with the flanging device arranged on it is circulated by turning on the drilling machine 154. After one revolution, a switching arm of the switching star hits the cam, so that the spindle nut is indexed by one sixth of a turn; the corresponding shift of the push spindle 84 leads to an increased pressure on the spring washer package and thus ultimately on the pressure roller. The flanging process is initiated in this way, and with each rotation of the base body 64 the pressure roller is subjected to a further pressure increase corresponding to a sixth rotation of the spindle nut.
At the end of the flaring process - the carriage always moving up again when the tube has been deformed - the pressure roller hits a stop in a manner to be described. This ends the flaring process and the device is switched off. The spinning roller is then brought into the starting position by turning the handwheel 108. If you fail to do this, the switch star finally runs onto the inclined surface of the cam and pushes the handwheel outwards, so that blocking is impossible. By loosening the clamping device, you can remove the clamping jaws with the tube and remove the split clamping jaws.
2.1 to 2.12 show working examples of the flanging device. 2.2, 2.4, 2.6 etc.
Axial partial longitudinal sections and the Fig. 2.23 etc. schematized front views from the right in the immediately following figures.
The pressure roller 80, which is shown only schematically as a cylindrical body in FIG. 2, on the one hand, and the clamping jaws 25, 26, on the other hand, are adapted to the desired flare pattern. The simplest case is shown in Fig. 2.1 and 2.2. Here, the spinning roller has a collar 124, which is finally supported on the inner wall of the tube 126 to be flanged when the spinning roller is set, which in turn rests on the inner wall of the clamping jaws. As a result, the carriage 74 is braked and the handwheel is triggered, as explained above.
The working example according to FIGS. 2.3, 2.4 differs from the previous one only in the form of the pressure roller, the collar 128 of which is dimensioned such that the free pipe end is only widened, so that a radial shoulder 130 is created. If higher demands are placed on the accuracy of such a widened section, clamping jaws 132 according to FIGS. 2.5, 2.6 are used, and the pressure roller here has a collar 134 with a sharp edge. If this tool set is used, the feed movement of the pressure roller is very small. Therefore, you don't even have to work with the switching star 120 here, but set it manually with the handwheel. The same applies to the working example according to FIGS. 2.7, 2.8, where the clamping jaws and the pressure roller are designed to press in a peripheral bead.
Fig. 2.9 to 2.12 show the design of the clamping jaws when corresponding work as in Fig.
2.1-2.4 are to be carried out on a pipe cut obliquely to the longitudinal axis. The clamping jaws 136 clamp the tube 138 at the corresponding angle. The cross-section on which the spinning roller works is no longer circular, but elliptical. The carriage 74 therefore carries out a double oscillating movement with each revolution as soon as the tube is flanged at the narrowest point, and one can then adjust further with the spindle nut, so that the flanging process is finally ended even on the largest ellipse diameter.
Fig. 3 shows the basic device with attached pipe cutting device. The frame 10 with the split clamping ring 16, 18 and the inserted clamping jaws 24, 26, the drive mechanism 48-54 and the tool carrier 40 which can be driven to circulate can be seen again. In a similar way as described above for the flanging device, one can also here Screw the base ring 140 to the tool carrier 40.
It should be noted that the clamping jaws are inserted in the axially opposite direction as was intended for flanging, so that they end approximately at the height of the base ring 140 and the pipe to be separated is clamped up to this point.
A gear box 142 is screwed to the base ring, in which a worm (not shown) and a worm pinion (not shown) are rotatably mounted. A rotary knob 144 is wedged with the worm, with the worm pinion a pinion shaft 146, on which in turn a rocker 148 is wedged. The other end of the rocker carries a holder 150 for the storage of a circular saw blade 152 or a cutting disc. A drive motor 154 can be coupled to the saw blade 152. It is indicated here that a commercially available hand drill is provided as the drive motor, for the neck of which an adapted clamping flange 156 with quick-release device 156.1 is arranged on the axial side of the rocker 148 facing away from the saw blade 152. It goes without saying that the motor can also be firmly attached to the rocker arm.
As the drawing shows, no parts protrude from the base ring into the radial area, which is enclosed by the clamping jaws 24, 26, except for the saw blade 152.
The device is used in such a way that after the base ring has been placed on the rotary knob 144, the saw blade 152 is first pivoted radially outward; a worm gear for this is advantageous on the one hand because of the high reduction ratio and on the other hand because of its self-locking. Then the pipe to be separated is clamped by means of the clamping jaws 24, 26 and the split clamping ring 16, 18.
After switching on the engine, the rocker with engine and saw blade is turned back until the rotating saw blade has cut through the pipe at the relevant point.
By turning the crank 54, the entire sawing device mounted on the base ring 140 is now guided around the pipe until it is completely cut off.
Fig. 4 shows the folding closing device. Frame 10, clamping jaws 24, 26, tool holder 40 with drive have already been sufficiently explained.
Here, a roller carrier ring 160 is placed on the tool carrier 40 in the manner already described. On its circumference there are two roller rockers 162 and 164, each of which is articulated on the ring 160 by means of a pin 166 and of which the roller rocker 162 carries a frustoconical pre-closing roller 168, while the roller rocker 164 carries the cylindrical final locking roller 170. The roller rockers can be pivoted radially inward to a greater or lesser extent by means of assigned adjusting screws 172, the circumference of the rollers 168, 170 projecting inward beyond the inner wall of the roller rockers.
4.1 to 4.4 show the working process: First, the expanded tube 174 is held in the device by means of the tensioning device; if the expansion according to FIGS. 2.3, 2.4 has taken place, no reclamping is necessary. The pipe 176 to be folded in with a radial flange is inserted and fixed by hand at two points on the circumference by folding the projecting edge from the pipe 174.
The roller rocker 162 is now fed by means of screw 172, and the fold is folded half in one or in two work steps (FIGS. 4.1 and 4.2). Then the other roller rocker is fed in and the fold is closed completely, whereby one or two revolutions of the roller carrier ring are sufficient.
5-7 serve to explain the pipe reducing device. 5 shows the well-known elements of the basic device. The reducing unit comprises a support plate 180 with the usual means for attachment to the tool carrier 40. A roller carriage is radially displaceable in the support plate 180 in a slot 182
184 added, in which a reduction roller rotatable about an axis parallel to the circumferential axis of the tool carrier 40
186 is stored. For the displacement of the roller carriage, a spindle nut bearing 188 is located on the outer end face of the support plate, in which the spindle nut 190 with a handwheel
192 rotatable but axially immovable; with the nut thread of the spindle nut 190, the pull spindle 194 is engaged, which is rigidly connected to the roller carriage 184.
By rotating the handwheel 192, the roller carriage can therefore be pulled radially inwards or pushed outwards.
For the reduction, a counter element interacting with the roller 186 must be provided in the interior of the tube.
Its structure can be seen in Fig. 7 in longitudinal section. Since the pipe to be reduced can already have a curvature, for example, the counter-element must be able to be pushed in from the front side of the pipe and also be able to be removed again, although the opening is reduced after the reduction.
A simple mandrel can therefore only be used as a counter-element in exceptional cases when it can be pushed out to the other, non-reduced side of the tube. For this reason, the counter-element (which was not shown in FIG. 5 for the sake of clarity) consists of a cone 196 with a front collar 198 which has teeth 200 on its outside (FIG. 6). A clamping screw 202 projects centrally inward beyond the end of the cone and is screwed into a centering disk 204 there. The head 206 of the clamping screw 202 lies in a recess 208 in the cone 196.
Around the cone 196 there are several - here four - counter-cone segments 210. A circumferential groove 212 is incorporated into the segments 210, in which a toroidal spring 214 is inserted; this holds the segments in contact with the cone 196. At the end facing away from the collar 198 of the cone, each segment 210 has a holding pin 216, which here is simply designed as a screw, which engages with its head over the edges of radial slots 218, which are incorporated into the centering disc. A compression spring 222 is clamped between the cone bottom 220 - which is located under the recess 208 - and the centering disk.
To prepare for the reduction process, the clamping screw 202 of the counter element is first loosened somewhat, the compression spring 222 pushing the centering disk 204 away.
The heads of the pins 216 are taken along and pull the segments 210 from the collar 198, at the same time being pressed radially inwards by the torus spring 214.
Therefore, the counter element can be easily pushed into the pipe end; by tightening the clamping screw 202, the conical segments 210 then lie against the inner wall of the pipe. So that the segments can move towards one another at all, there are slot-shaped gaps 224 between them. The segments with their inner cone fit onto the lateral surface of the cone 196 precisely when the counter element is clamped together in the end position according to FIG. 7. If, as shown, circular cones are chosen as the outer surfaces, the outer surfaces only fit together in this one position. As will be explained later, this is also desirable here. Otherwise, each segment would have to be assigned an inclined plane, so that the cone 196 would have the shape of a truncated pyramid.
The reduction roller 186 is matched with its groove and rib division to the toothing 200 on the collar 198 of the cone 196. The toothing 200 accordingly meshes with the roller profile. In the axial extension of the toothing 200, the segments 210 have grooves 226 parallel to the generatrix, and the slot-shaped gaps 224 are always at the bottom of such a groove 226 the recesses 218, whereby tilting is avoided by the above-mentioned clearly defined seating of the segments on the cone.
From the foregoing, the mode of operation of the device follows without further ado: after the counter element has been inserted and firmly tightened, the reducing roller is fed radially inwards. until it engages with the toothing 200. The rotary drive of the tool carrier 40 is then actuated. The roller 186 rolls on the toothing and presses the tube material into the grooves of the segments 210.
After completion of the operation, the reducing roller is moved out of engagement with the cone again, and the clamping screw 202 is loosened. The counter cone segments 210 can be pulled so far radially inward from the torus spring 214 that the entire counter element can be pulled forward out of the tube end, although its free cross section has been reduced.