CN103648696A - 用于机加工管状件的设备 - Google Patents

Abstract

用于机加工管状件的设备（100），其中所述设备包括：框架元件（102）；与框架元件相连的支撑辊（103），其支撑工件并使工件围绕纵轴线转动。此外，框架元件设有适于朝向工件和背离工件可移动的机加工单元（104）。机加工单元包括：工具元件，例如切割工具（105）；和支撑轮（106），其适于抵靠工件（101）。通过使用辅助框架元件（108），所述机加工单元（104）设置成与框架元件（102）相连，辅助框架元件适于例如通过使用设有凹部的自楔组件（111）在不少于两个支撑点处将自身夹到框架元件。

Description

用于机加工管状件的设备

技术领域

本发明涉及用于机加工例如切割管状件的设备。该设备也能用于某些其他类型的对工件的机加工，例如精整表面和端部。

背景技术

现有技术公开了用于机加工特别是切割管状件的各种装置。现有技术已知例如用盘式切割装置切割圆形截面管，其中管是转动的或切割装置围绕管转动。盘式切割装置的使用范围为从全自动盘式切割装置到手动转动的管切割器。一个示例性现有设备是刚性的管切割器，其中待切割的管借助电机转动并且手动实现工具线性移动成抵靠管。设备具有C型框架元件，该框架元件的底部设有管转动辊并且顶部设有相对于待切割的管可移动的盘式工具（其类似柱式钻床中可移动的钻头）。

这种设备的问题之一是：为了足够坚固以便例如承受由不对称管转动产生的很大的力，装置结构将变得很重，因而不能非常容易地在工地进行运输。此外，由于其固定有C型框架元件，该装置仅能应用于给定直径范围的管，由此，对于很多种管尺寸，必须使用具有多种尺寸的框架结构的管切割器。此外，通常必须将现有技术已知的装置附连到工作台，这使装置的使用更复杂并妨碍装置的使用。

发明内容

本发明的一个目的是消除或至少缓解与现有技术相关的缺陷。根据一个实施例，本发明试图提供这种用于机加工管状件的设备，其中所述设备能被制成是轻质结构的并且可容易地移动，而同时在其结构方面是足够耐用的并且是坚固的。另一目的是提供这样的设备，该设备实现机加工具有不同直径尺寸的管，并使用该设备来精整工件。

本发明的确定目的利用权利要求1中阐述的设备实现。

根据本发明的设备的特征是权利要求1中提供的、针对设备的内容。

根据本发明的第一实施例，用于机加工例如切割管状或圆杆型工件的设备包括：框架元件；和支撑辊，其与框架元件相连并支撑工件，并且使工件围绕其纵轴线转动。此外，框架元件设有适于朝向工件可移动的机加工单元。机加工单元包括：工具元件，例如切割工具；和适于抵靠工件的支撑轮。借助使用适于在不少于两个支撑点处将自身夹到框架元件的辅助框架元件，所述机加工单元设置成与框架元件相连。支撑点最优选地布置成支撑辊留在所述至少两个支撑点之间。由此实现的益处之一是待机加工的管产生的力能在其几何形状方面被对称地管理，这使设备相比于现有技术是明显轻质结构。

根据一个实施例，机加工单元包括至少一个工具元件例如切割工具，切割工具例如是最优选适于以大体垂直方向向工具移动的盘式工具。但是，应该注意，可具有超过一个工具元件，例如两个或三个盘式工具，并且工具元件也能适于以另一角度朝向工具移动，例如30°、45°或60°的角度。

根据本发明的一个实施例，机加工单元借助引导件与辅助框架元件相连，并适于借助调节元件的中介作用以大体无级/连续的方式朝向或背离支撑辊和/或工件、且相对于辅助框架元件可移动。调节元件能是例如借助螺纹轴实现的调节元件，在该螺纹轴的一端上安装机加工单元、工具元件和/或支撑轮，并且调节元件借助螺纹与辅助框架元件相连。因而，当调节元件转动时，其位置（同时也是机加工单元、工具元件和/或支撑轮的位置）大致沿设备的竖直方向（换句话说，朝向或背离工具）相对于辅助框架元件改变。

根据本发明的一个实施例，支撑轮适于独立于切割工具和其轴安装件朝向或背离支撑辊和/或例如工件可移动。根据该实施例，支撑轮最优选地适于至少在两个不同位置相对于机加工单元夹紧。因此，所使用的工具元件包括例如不同厚度的材料的不同尺寸或其他不同特性的切割工具。此外，支撑轮能相对于机加工元件在工具元件不接触工件的位置夹紧。因此，支撑轮使工件牢固抵靠工件转动支撑辊，由此设备成为沿轴向转动工件的装置（车床）。这增加了设备的多样性并使设备在以下方面非常有用：例如除了仅切割管之外的机加工工作、例如精整工件的端部和表面、特别是借助不同工具去除内部毛刺。

设备最优选地包括马达，例如电池供电或电源供电的电机，所述马达适于使所述支撑辊中的至少一个转动。马达适于使支撑辊转动，并由此使工件转动。根据一个实施例，转速能例如以步进或无级的方式被调节。此外，马达的转动方向、因而支撑辊和工件的方向能被反转。转动方向的反转通过使管往复转动以用于进一步的机加工操作而有助于例如焊接接头或其他硬点或例如壁的较厚部分的机加工。

根据本发明的一个实施例，支撑辊包括槽或另一种这样的标记部件，槽或另一种这样的标记部件更优选布置在支撑辊的为工具元件例如切割工具在工件表面上指示接触点的这部分中。这有助于且加快了工件在设备中的安装。

工具元件例如切割工具最优选地布置在设备的竖直中轴线上，并且支撑辊和相应的用于辅助框架元件的支撑点在所述中轴线的两侧对称地布置。因此，在机加工过程中施加到设备组件的力能在几何方面对称地控制，并且设备组件能被制造为非常轻质的结构，但仍非常结实且稳定。

根据本发明的一个实施例，工具元件例如切割工具以这样的方式轴安装到机加工单元上，即，支撑轮或它们的悬挂元件在机加工位置（例如在切割位置）防止轴从轴孔移出。另外，在另一位置，所述元件能使轴取出并由此去除切割工具。这提供了优点：当切割例如非均匀壁厚的工件时，切割工具能实际上非常快速地更换，因为切割工具轴不需要用任何单独的机构来紧固，但是在机加工操作过程中支撑轮或它们的悬挂元件将轴保持就位。

根据本发明的一个实施例，机加工单元、工具元件和/或支撑轮适于以竖直方向弹簧缓冲方式与辅助框架元件或框架元件相连。弹簧的垫架能例如通过盘形弹簧实现。因此，例如通过管的不对称产生的力不损坏设备组件或例如切割工具，因为过大的力能集中在例如弹簧的变形上。

根据本发明的一个实施例，支撑轮适于被至少部分地压缩和/或弹簧缓冲。因此，支撑轮能例如调节成与待机加工的管的表面牢固附连并且还使待机加工的管牢固压靠管转动支撑辊，由此待机加工的管能借助增大的摩擦设定成更好地转动而不使管相对于使工件转动或沿轴向转动的支撑辊滑动。支撑轮能由例如聚氨酯、橡胶等制成，或至少涂覆有这种材料以用于增大摩擦。此外，支撑轮最优选适于大体在工具元件例如切割工具之前与工件接触，由此当工件放置就位时支撑轮保护工具。此外，支撑轮能以后束角安装，这进一步使工件沿轴向稳定。

根据本发明的一个实施例，设备的辅助框架元件借助引导件的中介作用与框架元件相连，以便与辅助框架元件相连的机加工单元距离支撑辊的距离能例如被调节，从而符合各种尺寸的工件，因而使机加工操作过程中所需的机加工单元的实际移动范围和机加工单元的臂的长度最小化。由此获得的优点是：能使例如由不对称的工件产生的大的力矩最小化，因而辅助框架元件能制造为显著轻质的结构。

辅助框架元件能适于例如借助自楔组件将自身夹到框架元件，自楔组件能例如通过凹部和配合在其中的楔式夹紧机构实现。可选地，夹紧也能通过其他装置例如通过盘式制动器实现，由此辅助框架元件能借助引导件的中介作用以大体无级或连续方式相对于框架元件移动。辅助框架元件最优选地适于在至少两个不同位置相对于所述框架元件夹紧自身，以便在第一位置的夹紧能使具有第一直径尺寸的工件被插入支撑辊和机加工单元之间，并且在第二位置的夹紧能使具有不同于第一直径尺寸的直径尺寸的工件被插入支撑辊和机加工单元之间。越多凹部例如设置在框架元件上，就能用设备机加工越多种尺寸的工件。根据一个实例，设备能机加工的工件所具有的直径尺寸至少约是10mm至120mm，但不限于这些确定的值。

本发明的一个实施例还涉及用于制造在该文献中提出的设备的方法，其中用于机加工例如切割管状件的设备设有：框架元件；和与框架元件相连的支撑辊，其支撑工件并使工件绕其纵轴线转动。此外，设备设有机加工单元，该机加工单元与框架元件相连且适于朝向工具可移动，以便机加工单元包括适于抵靠工件的支撑轮。此外，借助适于在距离支撑辊的不少于两个的不同支撑点处将自身夹到框架元件的辅助框架元件，机加工单元适于与框架元件相连。

本发明相比于现有技术已知的方案提供不同的优点。根据本发明的设备是轻质结构且易于运输，同时高度耐用。此外，易于使用且用途多，并且能这样使用，即，使管转动同时进行切割，而且在工件上执行车床或其他机加工操作。此外，设备的设计使工具元件例如切割工具能快速更换，由此设备例如通过用不同尺寸或类型的工具彼此替换而使不同材料且壁厚不均匀的管被容易且快速地切割。

根据本发明的设备还为工具提供可靠的支撑，并且支撑轮（其至少部分地由弹性材料制成，和/或是弹性缓冲的）能在工件上施加均匀分布的载荷，即使工件可能稍不对称，例如是扁平的。这减小了例如在机加工铜管的过程中和当工具穿过管壁时形成的抗力。在支撑轮和工件之间没有足够摩擦的情况下，这种抗力可在支撑辊或支撑轮相对于正被机加工的管开始滑动时（特别是当管不对称时）阻碍机加工操作。弹性表面和/或弹性缓冲支撑轮使管在工具穿过管壁之后继续转动，即使管是不对称的。最优选地，支撑轮适于在工具元件例如切割工具之前与工件的表面接触，由此管在工具接合其表面之前就处于转动中，这增加了例如工具的使用寿命。此外，支撑轮保护工具不与管意外接触，意外接触能容易地使工具损坏。另外，支撑轮通过减小操作员意外将例如他/她的手指放置成抵靠工具或处于工具和工件之间的风险来保护操作员。

此外，支撑轮能调节成使机加工单元仅具有接合工件的支撑轮，但是工具元件不接触工件。由此，支撑轮将工件支撑在支撑辊（其仅使工件转动）上，因而例如使用除了机加工单元的工具元件之外的工具来机加工工件。

附图说明

在下面的部分中，参考附图稍微更详细地描述本发明的优选实施例，其中

图1根据本发明的一个优选实施例以侧视图示出一个示例性设备，

图2根据本发明的一个优选实施例示出一个示例性设备的透视图，

图3根据本发明的一个优选实施例以侧视图示出一个示例性设备，和

图4根据本发明的一个优选实施例示出一个示例性的机加工单元。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一个优选实施例的用于机加工例如切割管状件101的一个示例性设备100的侧视图，而图2示出其透视图。该设备包括框架元件102和与框架元件相连的支撑辊103，该支撑辊支撑工件并使工件围绕其纵轴线转动。框架元件还设有适于朝向工件和背离工件可移动的机加工单元104。机加工单元包括：工具元件，例如切割工具105；和适于抵靠工件101的支撑轮106。借助适于在不少于两个支撑点107处将自身夹到框架元件102的辅助框架元件108的中介作用，所述机加工单元104适于与框架元件102相连。

借助引导件108a、108b的中介作用，辅助框架元件108与框架元件102相连，以便与辅助框架元件相连的机加工单元104距离支撑辊103的距离能容易且快速地调整，以用于例如适合各种尺寸的工件。图1示出一个实例，其中借助设有凹部的自楔组件111的中介作用，辅助框架元件108适于将其自身夹到框架元件102。该设备也优选设有释放机构（在附图中未示出）。但是，应该注意到，根据一个实施例，夹紧机构也能通过其他装置，例如通过盘式制动器等来构造。

该设备包括在转动速度和方向方面典型地可调节的马达116，最优选地是电池供电的电机，该马达适于转动支撑辊103中的至少一个。

图3根据本发明的一个优选实施例以侧视图示出一个示例性设备100，其中机加工单元104借助引导件109的中介作用与辅助框架元件108相连。机加工单元104适于借助调节元件110的中介作用朝向和背离支撑辊103或工件101、且相对于辅助框架元件108移动。调节元件能例如是借助螺纹轴实现的调节元件，在该螺纹轴的一端上安装机加工单元、工具元件和/或支撑轮，该调节元件借助螺纹的中介作用与辅助框架元件相连。

如能看到的，即根据示例性的图3，该设备具有相对于竖直中轴线114高度对称的几何形状。例如，切割工具105大体布置在该设备的竖直中轴线114上，并且支撑辊103和用于辅助框架元件108的支撑点107在所述中轴线114的两侧对称地布置。

图4示出根据本发明的一个优选实施例的一个示例性的机加工单元104，其中支撑轮106安装在支撑轮的悬挂元件113上并适于独立于工具元件104（具体地，是切割工具105）大致朝向或背离支撑辊或工件移动。最优选地，悬挂元件在其一端被轴安装118到机加工单元104。此外，例如借助悬挂元件的各位置的中介作用，支撑轮106优选适于在相对于机加工单元104的至少两个不同位置117将它们自身夹紧。根据选定的位置，支撑轮106能适于大体在工具元件例如切割工具105之前与工件接触。

工具元件例如切割工具105以以下方式被轴安装112到机加工单元104，即，在工作位置（例如在切割位置），支撑轮106或它们的悬挂元件113防止轴112移出轴孔。相应地，在至少一个其他位置，悬挂元件113能实现轴112的取出，由此例如拆卸切割工具05。此外，机加工单元104、工具元件105和/或支撑轮106适于以弹簧缓冲方式115（例如借助盘形弹簧115）与辅助框架元件108或框架元件102相连。

上面提供的是用于本发明的方案的仅一些实施例。关于例如实施细节和使用领域，根据本发明的原理能自然地在由权利要求限定的保护范围内多样化地实现。根据本发明的设备特别用于切割钢、铜或铸铁的管。

Claims (16)

1.一种用于机加工例如切割管状件（101）的设备（100），其中所述设备包括：框架元件（102）；支撑辊（103），其与所述框架元件相连、支撑工件并使工件围绕其纵轴线转动；和机加工单元（104），其适于朝向工件可移动，其中所述机加工单元包括适于抵靠工件的支撑轮（106），其特征在于，所述机加工单元（104）设置成通过使用适于在不少于两个不同距离处将自身夹到所述框架元件的辅助框架元件（108）与所述框架元件（102）相连。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述机加工元件包括至少一个工具元件，例如切割工具（105）。

3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述机加工单元借助引导件（109）与所述辅助框架元件相连，并适于借助调节元件（110）以大体无级/连续的方式朝向或背离所述支撑辊（103）、且相对于所述辅助框架元件可移动。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述支撑轮（106）适于独立于工具元件例如切割工具（105）大致朝向或背离所述支撑辊（103）可移动，并且所述支撑轮（106）适于在至少两个不同位置相对于所述机加工单元（104）夹紧自身。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述机加工单元（104）、工具元件（105）和/或支撑轮（106）适于以弹簧缓冲方式（115）例如借助盘形弹簧（115）与辅助框架元件（108）或框架元件（102）相连。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述支撑轮（106）适于相对于所述机加工单元能至少部分地被压缩和/或弹簧缓冲。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述支撑轮（106）适于大体在工具元件例如切割工具（105）之前与工件接触。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述支撑轮（106）以后束角被设定。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述辅助框架元件（108）借助引导件（108a，108b）与所述框架元件（102）相连。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述辅助框架元件（108）适于以大体无级的方式朝向或背离所述支撑辊（103）、且相对于所述框架元件可移动，或者所述辅助框架元件（108）适于借助自楔组件（11）的中介作用将自身夹到所述框架元件（102）。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述辅助框架元件（108）适于在至少两个不同位置相对于所述框架元件（102）夹紧自身，以便在第一位置的夹紧能使具有第一直径尺寸的工件被插入所述支撑辊（103）和所述机加工单元（104）之间，并且在第二位置的夹紧能使具有不同于所述第一直径尺寸的直径尺寸的工件被插入所述支撑辊（103）和所述机加工单元（104）之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述工具元件例如切割工具（105）以以下方式被轴（112）安装到所述机加工单元，即，在工作位置，所述支撑轮（106）或它们的悬挂元件（113）防止轴移出轴孔。

13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述设备包括马达，最优选地是电池供电的电机，所述马达适于使所述支撑辊（103）中的至少一个转动。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述工具元件例如切割工具（105）大致布置在所述设备的竖直中轴线（114）上，并且所述支撑辊（103）和用于所述辅助框架元件（108）的支撑点（107）在所述中轴线（114）的两侧对称地布置。

15.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述支撑辊（103）中的至少一个包括槽，以在工件的表面上指示用于工具元件例如切割工具（105）的接触点。

16.一种用于生产根据前述权利要求中任一项所述的设备（100）的方法，其中所述设备设有：框架元件（102）；和支撑辊（103），其与所述框架元件相连、支撑工件并使工件围绕其纵轴线转动；以及机加工单元（104），其与所述框架元件相连并且适于朝向工件可移动，以便所述机加工单元包括适于抵靠工件的支撑轮（106），其特征在于，所述机加工单元（104）还适于通过使用辅助框架元件（108）与所述框架元件（102）相连，所述辅助框架元件适于在距离所述支撑辊（103）的不少于两个不同距离处将自身夹到所述框架元件。

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