CH622454A5 - Device for simultaneously deburring an inner and outer edge of a cylindrical tube - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Entgratung einer Innen- und einer Aussenkante eines zylindrischen Rohres in Form eines rotierbaren zylindrischen Entgratungskopfes mit einem auf eine Antriebsachse aufsetzbaren Aufsatzstück. The invention relates to a device for simultaneous deburring of an inner and an outer edge of a cylindrical tube in the form of a rotatable cylindrical deburring head with an attachment piece which can be placed on a drive axis.
Bei verschiedenen mechanischen Bearbeitungsprozessen von Metallgegenständen entstehen überstehende rauhe und scharfe Kanten, welche zu beseitigen sind. Hierfür sind bereits Vorrichtungen bekannt, um diese Grate durch eine mechanische Nachbearbeitung zu entfernen. Bei der mechanischen Bearbeitung von zylindrischen Röhren entstehen derartige Grate sowohl an der Innen- als auch an der Aussenkante, so dass zur Entgratung eines solchen zylindrischen Rohres zwei Bearbeitungsprozesse mit unterschiedlich dimensionierten Werkzeugen erforderlich sind. In various mechanical processing processes of metal objects, protruding rough and sharp edges arise, which must be removed. Devices are already known for this purpose in order to remove these burrs by mechanical post-processing. During the mechanical processing of cylindrical tubes, such burrs occur both on the inside and on the outside edge, so that two machining processes with differently dimensioned tools are required for deburring such a cylindrical tube.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Durchführung dieser beiden Bearbeitungsprozesse eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit deren Hilfe eine Entgratung eines Rohres ohne jegliche Anpassarbeit in einem Arbeitsgang sowohl an seiner Innen- als auch an seiner Aussenkante gleichzeitig durchgeführt werden kann. The invention is based on the object of proposing a device for carrying out these two machining processes, with the aid of which deburring of a tube can be carried out simultaneously on both its inner and its outer edge in one operation without any adaptation work.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Entgratung der Innen- und Aussenkante eines zylindrischen Rohres vorzuschlagen, welche ein leichtes Auswechseln der Werkzeuge gestattet, um verschiedene Entgratungswinkel zu ermöglichen. The invention is also based on the object of proposing a device for simultaneous deburring of the inside and outside edge of a cylindrical tube, which allows easy replacement of the tools in order to enable different deburring angles.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dass bei der eingangs aufgeführten Vorrichtung auf dem Aufsatzstück zwei über ein Druckausgleichssystem gegeneinander koaxial verschiebbare Schneidkanten aufweisende Werkzeugpaare zu ihrer Rotationsachse symmetrisch angeordnet sind. The solution to this problem consists in the fact that in the device mentioned at the beginning, two pairs of tools having cutting edges which can be displaced coaxially with respect to one another via a pressure compensation system are arranged symmetrically with respect to their axis of rotation.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist das eine Werkzeugpaar, im Grundriss betrachtet, als Zylindersektor ausgebildet und besteht aus zwei zur Rotationsachse symmetrisch angeordneten Werkzeugen mit je einem Öffnungswinkel von vorzugsweise 90° oder einem anderen Winkel. Das Werkzeugpaar ist vorteilhaft an einem Einsatzstück befestigt, welches mit einer auf dem Aufsatzstück eine Büchse aufweist, welche in einer Zylinderbohrung des Aufsatzstückes gleitbar gelagert ist. According to a preferred embodiment, the one pair of tools, viewed in plan, is designed as a cylinder sector and consists of two tools arranged symmetrically to the axis of rotation, each with an opening angle of preferably 90 ° or another angle. The pair of tools is advantageously fastened to an insert which has a bushing on the attachment, which is slidably mounted in a cylinder bore of the attachment.
Die Abschlussfläche der Büchse kann in der mit einem fluidischen Mittel gefüllten Zylinderbohrung als ringförmige Druckfläche ausgebildet sein. In ihrer unteren Position stösst die ringförmige Druckfläche in der Zylinderbohrung zweckmässig gegen einen in der Zylinderbohrungsabschlussfläche befindlichen stufenförmigen Anschlag. The end face of the sleeve can be formed in the cylinder bore filled with a fluidic medium as an annular pressure face. In its lower position, the annular pressure surface in the cylinder bore expediently abuts a step-shaped stop located in the cylinder bore end surface.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen: The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Here show:
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch den Rohrentgra-tungskopf in der Position zur Entgratung eines Rohres mit grossem Durchmesser, 1 shows a partial longitudinal section through the pipe deburring head in the position for deburring a pipe with a large diameter,
Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch den Rohrentgra-tungskopf, axial bezüglich der Anordnung von Fig. 1 um 90° gedreht, in der Position zur Entgratung von Röhren kleineren Durchmessers und Fig. 2 is a partial longitudinal section through the pipe deburring head, axially rotated by 90 ° with respect to the arrangement of Fig. 1, in the position for deburring tubes of smaller diameter and
Fig. 3 eine Aufsicht auf den Rohrentgratungskopf. Fig. 3 is a plan view of the pipe deburring head.
Der Rohrentgratungskopf ist entsprechend seinem Verwendungszweck rotationssymmetrisch aufgebaut. Er umfasst ein Aufsatzstück 3, welches, mit einer koaxialen Aufsatzbohrung 5 versehen, dazu bestimmt ist, auf eine Antriebsachse (nicht dargestellt), beispielsweise von einer Drehbank, aufgesetzt und dort fixiert zu werden. Auf seiner der Aufsatzbohrung 5 entgegengesetzten Seite weist das Aufsatzstück 3 eine Zylinderbohrung 7 auf, welche durch eine koaxiale Gewindebohrung 9 mit der Aufsatzbohrung 5 verbunden ist. Die Aufsatzbohrung 5 kann dabei beispielsweise ebenfalls mit einem Gewinde versehen sein. Die Dicke der die Zylinderbohrung 7 umgebenden Zylinderwandung verjüngt sich ungefähr auf der Höhe der Zylinderbohrungsabschlussfläche 11 an ihrer Aus-senseite absatzförmig, wobei sich diese absatzförmige Verjün- The pipe deburring head is constructed rotationally symmetrical according to its purpose. It comprises an attachment piece 3, which, provided with a coaxial attachment hole 5, is intended to be placed on a drive shaft (not shown), for example by a lathe, and fixed there. On its side opposite the attachment hole 5, the attachment piece 3 has a cylinder bore 7 which is connected to the attachment hole 5 by a coaxial threaded bore 9. The top hole 5 can also be provided with a thread, for example. The thickness of the cylinder wall surrounding the cylinder bore 7 tapers approximately at the height of the cylinder bore end face 11 on its outer side, whereby this shoulder-shaped taper
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gung 14 der Zylinderbohrungswandung tangential um den halben Umfang des Aufsatzstückes 3 erstreckt. Die zweite Hälfte des Wandungsumfanges weist ebenfalls aussen eine sprungartige Durchmesserverjüngung 13 auf, so dass sich auf der einen Hälfte des Aufsatzstück-Umfanges eine erste schmale Sitzfläche 15 und auf der zweiten Hälfte des Umfan-ges eine zweite breitere Sitzfläche 17 ergibt. Auf diesen beiden Sitzflächen 15 und 17 axial verschiebbar angeordnet sitzt eine Aussenhülse 19. Die Länge der Aussenhülse 19 ist entsprechend den beiden Sitzflächen 15 und 17 auf ihrem halben Umfang absatzförmig vergrössert. Die beiden Durchmesserverjüngungsflächen 13 und 14 wirken als Anschläge für eine Axialbewegung der Aussenhülse 19 in Richtung der Aufsatzbohrung 5. Da die beiden Durchmesserverjüngungsflächen 13 und 14 auf entgegengesetzten Umfangsseiten des Aufsatzstük-kes 3 durch achsparallele Anschlagflächen (nicht dargestellt) verbunden sind und anderseits die Aussenhülse 19 durch die sprungartige Verlängerung ihrer Länge an entgegengesetzten Umfangsstellen eine entsprechende Anschlagfläche bildet, ist die Aussenhülse 19 mit dem Aufsatzstück 3 drehfest verbunden, so dass sich eine Rotation des Aufsatzstückes 3 auf die Aussenhülse 19 überträgt. Vorteilhafterweise ist für die Aussenhülse ein zweiter Anschlag (nicht dargestellt) vorgesehen, durch welchen ein ungewolltes Abziehen der Aussenhülse von ihrem Sitz auf dem Aufsatzstück 3 verhindert wird. Ein solcher Anschlag kann beispielsweise durch einen Stift gebildet sein, der, mit dem Aufsatzstück 3 verschraubt, in einem achsparallelen Schlitz der Aussenhülse 19 gleitet. supply 14 of the cylinder bore wall extends tangentially around half the circumference of the attachment piece 3. The second half of the wall circumference also has an abrupt taper in diameter 13 on the outside, so that there is a first narrow seat surface 15 on one half of the attachment piece circumference and a second wider seat surface 17 on the second half of the circumference. An outer sleeve 19 is arranged on these two seat surfaces 15 and 17 so as to be axially displaceable. The length of the outer sleeve 19 is corresponding to the two seat surfaces 15 and 17, increased in half in a paragraph. The two diameter tapering surfaces 13 and 14 act as stops for an axial movement of the outer sleeve 19 in the direction of the attachment bore 5 the abrupt extension of its length at opposite circumferential locations forms a corresponding stop surface, the outer sleeve 19 is rotatably connected to the attachment piece 3, so that a rotation of the attachment piece 3 is transmitted to the outer sleeve 19. A second stop (not shown) is advantageously provided for the outer sleeve, by means of which an unwanted pulling off of the outer sleeve from its seat on the attachment piece 3 is prevented. Such a stop can be formed, for example, by a pin which, screwed to the attachment piece 3, slides in an axially parallel slot in the outer sleeve 19.
Der Innenraum der Aussenhülse 19 ist durch ein Einsatzstück 21 senkrecht zur Rotationsachse der Anordnung zweigeteilt. Das Einsatzstück 21 deckt die ganze Aussenhülsen-Innen-öffnung ab und ist ungefähr in ihrem unteren Drittel angeordnet. Es ist beispielsweise mittels Bolzen 23 fest mit der Aussenhülse 19 verbunden. Auf derjenigen Seite des Einsatzstückes 21, welches dem Aufsatzstück 3 zugekehrt ist, ist erste-res zu einer Büchse 25 ausgebildet, welche sich, bei ganz eingeschobener Aussenhülse 19, bis auf den stufenförmigen Anschlag 12 der Abschlussfläche 11 der Zylinderbohrung 7 erstreckt. Der Aussendurchmesser der Büchse 25 ist so bemessen, dass zwischen ihr und der Aussenhülse 19 die Wandung der Zylinderbohrung 7 gleiten kann. In die Wandung der Zylinderbohrung 7 sind Dichtungsringe 27 angeordnet, welche dichtend an der Aussenwand der Büchse 25 anliegen. Die ringförmige Abschlussfläche der Büchse 25 bildet in der Zylinderbohrung 7 eine Druckfläche 29. The interior of the outer sleeve 19 is divided into two by an insert 21 perpendicular to the axis of rotation of the arrangement. The insert 21 covers the entire outer sleeve inner opening and is arranged approximately in its lower third. For example, it is firmly connected to the outer sleeve 19 by means of bolts 23. On that side of the insert piece 21, which faces the attachment piece 3, first-res is formed into a bush 25 which, when the outer sleeve 19 is fully inserted, extends to the step-shaped stop 12 of the end face 11 of the cylinder bore 7. The outer diameter of the sleeve 25 is dimensioned such that the wall of the cylinder bore 7 can slide between it and the outer sleeve 19. In the wall of the cylinder bore 7 sealing rings 27 are arranged, which bear sealingly on the outer wall of the sleeve 25. The annular end surface of the sleeve 25 forms a pressure surface 29 in the cylinder bore 7.
Das Einsatzstück 21 ist mit einer koaxialen Bohrung 31 versehen, worin eine Kolbenstange 33 gleitend angeordnet ist. Die Kolbenstange 33 trägt im Innenraum der Büchse 25 einen Kolben 35 mit Kolbenringen 37, welcher bezüglich der Zylinderbohrung 7 resp. des Büchseninnenraumes eine Beaufschlagungsfläche 39 aufweist. The insert 21 is provided with a coaxial bore 31, in which a piston rod 33 is slidably disposed. The piston rod 33 carries in the interior of the sleeve 25 a piston 35 with piston rings 37, which with respect to the cylinder bore 7 and. of the sleeve interior has an action surface 39.
Das Einsatzstück 21 ist somit, zusammenfassend, fest mit der Aussenhülse 19 verbunden, wobei beide Stücke bezüglich des Aufsatzstückes 3 axial verschiebbar sind. Zudem ist innerhalb der Büchse 25 der Kolben 35 mit der Kolbenstange 33 axial verschiebbar. Auf der der Büchse 25 abgekehrten Seite trägt das Einsatzstück 21 ein erstes Werkzeugpaar mit zwei Werkzeugen 41 und 42. Im Grundriss weisen die beiden Werkzeuge 41 und 42 die Form eines Zylindersektors auf mit je 90° Öffnungswinkel, und beide sind bezüglich der Rotationsachse symmetrisch angeordnet. Sie sind beide mittels einer Schwalbenschwanzhalterung 43 am Einsatzstück 21 befestigt. Von dieser Halterung können beide Werkzeuge 41 und 42 nur dann gelöst werden, wenn das Einsatzstück 21, nach Lösen des Bolzens 23 aus der Aussenhülse 19, herausgeschoben wird und beide Werkzeuge dann radial aus ihren Halterungen herausgeschoben werden können. Axial erstrecken sich die beiden Werkzeuge 41 und 42 an ihrer Peripherie bis an eine Rohrzuführöffnung 45 der Aussenhülse 19. Dieser Zuführöffnung 45 zugekehrt, weisen die beiden Werkzeuge je eine Arbeitsfläche 47 auf. Die beiden Arbeitsflächen 47 sind entsprechend Kegelflächensegmenten von der Peripherie aus gegen die Rotations-5 achse hin geneigt und konkav eingeformt. Die Berandungskan-ten, welche Mantellinien des arbeitsflächenbildenden Kegels sind, sind zu Schneidkanten 49 gearbeitet. Die beiden Werkzeuge 41 und 42 weisen in ihrem Zentrumsbereich eine axiale Bohrung 51 auf, in welcher die Kolbenstange 33 durchgeführt io ist. The insert piece 21 is thus, in summary, firmly connected to the outer sleeve 19, both pieces being axially displaceable with respect to the attachment piece 3. In addition, the piston 35 with the piston rod 33 is axially displaceable within the sleeve 25. On the side facing away from the sleeve 25, the insert 21 carries a first pair of tools with two tools 41 and 42. In plan, the two tools 41 and 42 have the shape of a cylinder sector, each with an opening angle of 90 °, and both are arranged symmetrically with respect to the axis of rotation. They are both attached to insert 21 by means of a dovetail holder 43. Both tools 41 and 42 can only be released from this holder if the insert 21 is pushed out of the outer sleeve 19 after loosening the bolt 23 and both tools can then be pushed radially out of their holders. The two tools 41 and 42 extend axially on their periphery up to a tube feed opening 45 of the outer sleeve 19. When facing this feed opening 45, the two tools each have a working surface 47. The two working surfaces 47 are correspondingly inclined from the periphery against the rotational axis and are formed in a concave manner from the periphery. The boundary edges, which are surface lines of the work surface-forming cone, are worked into cutting edges 49. The two tools 41 and 42 have an axial bore 51 in their central region, in which the piston rod 33 is carried out.
An ihrem oberen Ende ist die Kolbenstange 33 zu einem zweiten Werkzeugpaar 53, 54 ausgebildet. Dieses zweite Werkzeugpaar weist im Grundriss ebenfalls die Form von rechtwinkligen Zylindersektoren auf, welche, achssymmetrisch 15 angeordnet, bezüglich des ersten Werkzeugpaares 41, 42 um 90° gedreht sind. Im Grundriss füllen damit die beiden Werkzeugpaare den ganzen Innenraum der Aussenhülse 19 aus. Die beiden Werkzeuge 53, 54 weisen wiederum je eine Arbeitsfläche 55 auf, welche jedoch, vom Zentrum gegen die Peripherie 20 hin geneigt, die Form von konvexen Kegelflächensegmenten aufweisen. Die Kanten der beiden Werkzeuge 53 und 54 sind ebenfalls zu Schneidkanten 57 gearbeitet. At its upper end, the piston rod 33 is formed into a second pair of tools 53, 54. This second pair of tools also has the shape of right-angled cylinder sectors in the plan, which, arranged in axisymmetric 15, are rotated by 90 ° with respect to the first pair of tools 41, 42. In the plan, the two tool pairs thus fill the entire interior of the outer sleeve 19. The two tools 53, 54 in turn each have a working surface 55, which, however, inclined from the center towards the periphery 20, has the shape of convex conical surface segments. The edges of the two tools 53 and 54 are also worked into cutting edges 57.
Die beiden Werkzeugpaare können somit axial gegeneinander verschoben werden, wobei das eine mit dem Kolben 35, 25 das andere mit der Aussenhülse 19 verbunden ist. The two pairs of tools can thus be axially displaced relative to one another, one being connected to the piston 35, 25 and the other to the outer sleeve 19.
Die Zylinderbohrung 7 bildet einen Druckraum, welcher über die koaxiale Bohrung 9 mit einem Druckmittel, beispielsweise Drucköl, angefüllt wird. The cylinder bore 7 forms a pressure chamber, which is filled with a pressure medium, for example pressure oil, via the coaxial bore 9.
Wird nun in die Anordnung von der Rohrzuführöffnung 45 30 her ein an der Aussen- und Innenkante zu entgratendes Rohr eingeführt, so wird das Rohr entweder a) mit der Innenkante auf dem konvexen Werkzeugpaar 53, 54 aufzuliegen kommen, ohne dass vorerst die konkaven Werkzeuge 41, 42 mit seiner Aussenkante in Berührung If a pipe to be deburred on the outer and inner edge is now inserted into the arrangement from the pipe feed opening 45 30, the pipe will either a) come to rest with the inner edge on the convex tool pair 53, 54, without the concave tools 41 first of all , 42 in contact with its outer edge
35 kommen, oder aber es wird b) mit der Aussenkante das konkave Werkzeugpaar 41, 42 kontaktieren, mit seiner Innenkante jedoch das konvexe Werkzeugpaar 53, 54 noch nicht berühren. 35 come, or it will b) contact the concave tool pair 41, 42 with the outer edge, but not yet touch the convex tool pair 53, 54 with its inner edge.
Analog zum Fall a) wird das Rohr im Fall b) axial gegen 40 das Aufsatzstück 3 hin gedrückt, so dass über das konkave Werkzeugpaar 41, 42 und die Aussenhülse 19 das Einsatzstück 21 weiter in die Zylinderbohrung 7 eingeschoben wird. Die daraus resultierende Mediumsdruck-Erhöhung wirkt auf die Beaufschlagungsfläche 39 des Kolbens 35, welcher bezüg-45 lieh der Bewegung der Aussenhülse 19 in entgegengesetzter Richtung nach aussen gleitet, so lange, bis das konvexe Werkzeugpaar 53, 54 mit der Innenkante des Rohres in Kontakt tritt. Eine weitere Krafterhöhung auf das Rohr bewirkt ein gleichmässiges Anpressen der beiden Werkzeugpaare an die so entsprechenden Rohrkanten. Analogously to case a), the tube in case b) is axially pressed against the attachment piece 3, so that the insert piece 21 is pushed further into the cylinder bore 7 via the concave tool pair 41, 42 and the outer sleeve 19. The resulting increase in medium pressure acts on the pressure surface 39 of the piston 35, which with respect to the movement of the outer sleeve 19 slides outward in the opposite direction until the convex tool pair 53, 54 comes into contact with the inner edge of the tube . A further increase in force on the pipe causes the two tool pairs to be pressed evenly onto the corresponding pipe edges.
Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, ohne jegliche Anpassarbeit Rohre in einem Arbeitsgang an ihrer Innen- und Aussenkante zu entgraten. Die Anordnung weist weiter den Vorteil auf, dass sie mit wenig Handgriffen zerlegt und die Werk-55 zeuge ausgewechselt werden können. Damit können auch verschiedene Entgratungswinkel, durch Wahl verschiedener Arbeitsflächenwinkel von Werkzeugen, beliebig ausgewählt werden. With this device it is possible to deburr pipes on their inner and outer edge in one operation without any adjustment work. The arrangement also has the advantage that it can be dismantled in a few simple steps and the tools can be replaced. Different deburring angles can also be selected as desired by selecting different working surface angles of tools.
Fall a) trifft dann ein, wenn der Aussendurchmesser des 60 Rohres für die unverstellte Position der Anordnung zu klein ist, Fall b), falls der Innendurchmesser des Rohres bezüglich der momentanen Position der Anordnung zu gross ist. Case a) occurs if the outside diameter of the tube is too small for the undisguised position of the arrangement, case b) if the inside diameter of the tube is too large with respect to the current position of the arrangement.
Um im Fall a) auch die Aussenkanten des Rohres mit den Werkzeugen in Kontakt zu bringen, wird mit dem Rohr das 65 konvexe Werkzeugpaar 53, 54 gegen das Aufsatzstück 3 hin verschoben, wodurch sich, über die Beaufschlagungsfläche 39 des Kolbens 35, der Mediumsdruck in der Zylinderbohrung 7 erhöht. Diese Druckzunahme wirkt auf die Druckfläche 29, so In order to bring the outer edges of the tube into contact with the tools in case a), the 65 convex pair of tools 53, 54 is displaced towards the attachment piece 3 with the tube, which causes the medium pressure in via the acting surface 39 of the piston 35 the cylinder bore 7 increased. This increase in pressure acts on the printing surface 29, see above
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dass, mit der resultierenden Kraft, das Einsatzstück 21, und damit die Aussenhülse 19 und das konkave Werkzeugpaar 41, 42, axial auswärts geschoben wird, so lange, bis besagtes Werkzeugpaar 41,42 die Aussenkante des Rohres kontaktiert. Durch Erhöhung der axial auf das Rohr wirkenden Kraft, that, with the resulting force, the insert 21, and thus the outer sleeve 19 and the concave tool pair 41, 42, is pushed axially outward until said tool pair 41, 42 contacts the outer edge of the tube. By increasing the axial force on the pipe,
werden nun die beiden Werkzeugpaare gleichmässig an Innen-und Aussenkante des Rohres angepresst und es erfolgt durch Rotation der Anordnung eine äusserst gleichmässige Entgratung beider Rohrkanten, und zwar gleichzeitig. the two pairs of tools are now pressed evenly against the inside and outside edge of the tube and, by rotating the arrangement, an extremely even deburring of both tube edges takes place, at the same time.
s s
1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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Legal Events
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