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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 für das maschinelle bzw. nicht-manuelle Entgraten von Stirnflächen an rohrförmigen Werkstücken.
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Beim Ablängen, wie bspw. beim Zuschneiden oder Abstechen, von rohrförmigen Werkstücken (im Folgenden auch als Rohre bezeichnet) bilden sich durch plastische Verformungen des Rohrwerkstoffs an den stirnseitigen Schnittflächen Außen- und Innengrate aus. Derartige Grate können die weitere Verarbeitung, wie bspw. die Montage, erschweren. Ferner geht von derartigen Graten, insbesondere bei metallischen Rohrwerkstoffen, eine hohe Verletzungsgefahr aus.
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Aus der nächstliegenden
US 2,793,473 A ist eine Vorrichtung zum Bearbeiten rohrförmiger Werkstücke bekannt, die ein Gehäuse mit einer ersten Einstecköffnung und mit einer zweiten Einstecköffnung, eine in der ersten Einstecköffnung angeordnete erste Bearbeitungseinrichtung und eine in der zweiten Einstecköffnung angeordnete zweite Bearbeitungseinrichtung, einen gemeinsamen motorischen Antrieb für beide Bearbeitungseinrichtungen und eine Schaltereinrichtung für den motorischen Antrieb aufweist.
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Aus der
DE 20 2004 018 765 U1 ist ein manuell zu betätigender Entgrater zur spanabhebenden Entfernung von Außen- und Innengraten an Rohr-Stirnflächen bekannt. Ein nicht-manueller Entgrater für das spanlose Entgraten von Innengraten an Rohr-Stirnflächen ist aus der
DD 263 472 A1 bekannt. Zum Stand der Technik wird ergänzend auch auf die
US 6,122,790 A ,
JP 3852803 B2 und
KR 20060086148 A hingewiesen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die wenigstens einen mit dem Stand der Technik einhergehenden Nachteil nicht oder zumindest nur in einem verminderten Umfang aufweist.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich sowohl aus den abhängigen Ansprüchen als auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum maschinellen Entgraten von Stirnflächen an rohrförmigen Werkstücken, umfasst:
- – ein Gehäuse mit einer ersten Einstecköffnung und mit einer zweiten Einstecköffnung, in die wahlweise das zu bearbeitende rohrförmige Werkstück mit der zu entgratenden Stirnfläche einsteckbar ist (bzw. eingesteckt werden kann);
- – eine in der ersten Einstecköffnung angeordnete (und motorisch angetriebene) erste Fräseinrichtung bzw. Entgratereinrichtung für die spanende bzw. spanabhebende Entfernung eines Außengrats an der Stirnfläche des eingesteckten rohrförmigen Werkstücks;
- – eine in der zweiten Einstecköffnung angeordnete (und motorisch angetriebene) zweite Fräseinrichtung bzw. Entgratereinrichtung für die spanabhebende Entfernung eines Innengrats an der Stirnfläche des eingesteckten rohrförmigen Werkstücks;
- – einen gemeinsamen motorischen Antrieb, wie insbesondere einen Elektromotor oder einen Pneumatikmotor, für beide Fräseinrichtungen; und
- – (wenigstens) eine Schaltereinrichtung, mit der der gemeinsame motorische Antrieb automatisch bzw. selbsttätig beim Einstecken eines zu bearbeitenden bzw. zu entgratenden rohrförmigen Werkstücks in eine der beiden Einstecköffnungen einschaltbar ist (bzw. eingeschaltet wird) und beim Herausziehen des rohrförmigen Werkstücks aus der betreffenden Einstecköffnung wieder ausschaltbar ist (bzw. ausgeschaltet wird).
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Erfindungsgemäß ist das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung als federnd gelagerter Schlitten ausgebildet, wodurch beim Einstecken eines zu bearbeitenden rohrförmigen Werkstücks in eine der Einstecköffnungen und beim späteren Herausziehen des rohrförmigen Werkstücks aus dieser Gehäuseöffnung Gehäusebewegungen herbeiführbar sind, mit denen die Schaltereinrichtung zum automatischen Ein- und Ausschalten des motorischen Antriebs betätigbar ist.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann schnell, zuverlässig und ohne manuelles Kraftaufwenden in kurzer Zeit eine hohe Stückzahl von Rohren ohne Verletzungsgefahr und mit gleichbleibender Entgratungsqualität maschinell entgratet werden. Unter Entgraten wird das spanabhebende Entfernen (bspw. durch Schneiden, Schaben, Abkratzen oder dergleichen; nicht jedoch durch Bürsten oder dergleichen) von Graten an der Stirnfläche des zu bearbeitenden bzw. zu entgratenden Rohrs verstanden. Das spanabhebende Entgraten hat keinen Einfluss auf die Maßhaltigkeit des zu entgratenden Rohrs. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sehr kleinbauend ausgeführt werden.
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Bei dem zu entfernenden Grat kann es sich um einen Außengrat am Außenumfang und/oder um einen Innengrat am Innenumfang an der Stirnfläche des zu entgratenden Rohrs handeln. Durch das spanabhebende Entfernen wird am Außenumfang eine Außenfase bzw. -verrundung und/oder am Innenumfang eine Innenfase bzw. -verrundung ausgebildet. Hierzu wird das zu entgratende Rohr in der Hand gehalten und wahlweise je nach zu entfernendem Grat in die erste Einstecköffnung und/oder in die zweite Einstecköffnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesteckt (bzw. eingeschoben oder eingeführt) und mit geringem Druck bzw. mit geringer axialer Kraft gegen die jeweilige in der Einstecköffnung befindliche Fräseinrichtung gedrückt. Das zu entgratende Rohr kann ohne Umgreifen, Umsetzen oder Ablegen nacheinander in beide Einstecköffnungen eingesteckt werden, um sowohl einen Außengrat als auch einen Innengrat zu entfernen, wodurch der Handhabungsaufwand reduziert wird. Dies wird dadurch erleichtert, dass bevorzugter Weise die beiden Einstecköffnungen an einer Gehäuseseite, bspw. an der Gehäusefrontseite bzw. Stirnseite, nebeneinanderliegend angeordnet sind.
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Bei den zu entgratenden rohrförmigen Werkstücken handelt es sich vorzugsweise um Rohre mit Kreisringquerschnitt. Bei den zu bearbeitenden Rohren handelt es sich insbesondere um metallische Rohre aus einem metallischen Rohrwerkstoff. Die zu bearbeitenden Rohre können eine Innen- und/oder Außenbeschichtung, bspw. aus Kunststoff, aufweisen. Die Rohre können bspw. einen Durchmesser von 10 mm bis 50 mm und bevorzugt einen Durchmesser von in etwa 30 mm aufweisen.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Fräseinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung rotierbare Fräser, wie bspw. Fräsmesser, Industrieschneidmesser oder dergleichen, aufweisen. Bevorzugter Weise sind die Fräseinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart ausgebildet, dass damit das zu entgratende Rohr direkt nach dem Ablängen ohne weitere Zwischenschritte entgratet werden kann, wodurch der Handhabungsaufwand reduziert wird.
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Die Fräseinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind baulich auf bestimmte Durchmesserbereiche festgelegt. Zur Bearbeitung verschiedener Rohrdurchmesser kann die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Auswechseln der Fräseinrichtungen umgerüstet werden, weswegen besonders bevorzugt vorgesehen ist, dass die Fräseinrichtungen leicht auswechselbar ausgebildet und angeordnet sind.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die rotierbaren Fräser der zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehörenden Fräseinrichtungen jeweils mit einer Antriebswelle verbunden sind, wobei beide Antriebswellen gemeinsam, bspw. mittels ineinandergreifender Zahnräder, mit dem motorischen Antrieb antreibbar sind. Ein solches Antriebskonzept hat sich als sehr robust, zuverlässig und kleinbauend erwiesen. Eine bevorzugte Ausführungsmöglichkeit hierzu wird nachfolgend noch näher erläutert.
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Aus Sicherheitsgründen ist bevorzugter Weise vorgesehen, dass die Fräseinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem sicheren mit menschlichen Körperteilen nicht erreichbaren Abstand hinter den Öffnungsquerschnitten der Einstecköffnungen angeordnet sind. Damit sind die Fräseinrichtungen bspw. mit einem Finger oder dergleichen nicht zugänglich.
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Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung wenigstens ein durchsichtiges Gehäuseteil, wie bspw. einen Sichtdeckel oder dergleichen, umfasst. Hierdurch kann der ordnungsgemäße Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung und insbesondere die ordnungsgemäße Funktion während des Betriebs überwacht werden.
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Eine Ausführungsmöglichkeit der Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und in nicht einschränkender Weise anhand der Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer perspektivischen Draufsicht.
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2 zeigt die Vorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Seitenansicht.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 für das maschinelle bzw. nicht-manuelle Entgraten von Stirnflächen an rohrförmigen Werkstücken bzw. Rohren. Die Vorrichtung 100 weist ein mehrteiliges aus Metall und/oder Kunststoff gebildetes Gehäuse 120 auf; der Gehäusedeckel (125, siehe 2) ist in der in 1 gezeigten Darstellung abgenommen. An der vorderen Stirnseite bzw. Gehäusefrontseite 121 des Gehäuses 120 sind eine erste Fräseinrichtung 131 zum spanabhebenden Entfernen eines Außengrats und eine zweite Fräseinrichtung 132 zum spanabhebenden Entfernen eines Innengrats angeordnet. Mit 134 ist ein zur zweiten Fräseinrichtung 132 gehörender zweischneidiger rotierbarer Fräser (bzw. Fräsmesser) zum Abfräsen bzw. Abtragen des Innengrats bezeichnet. Der Fräser 133 der ersten Fräseinrichtung 131 zum Abfräsen bzw. Abtragen des Außengrats ist in der in 1 gezeigten Darstellung nicht sichtbar.
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Die Fräseinrichtungen 131 und 132 werden durch anschraubbare Hülsen bzw. Schutztüllen 151 und 152 abgedeckt (zum Zwecke der Veranschaulichung zeigt 1 die Hülsen 151 und 152 in einem nicht angeschraubten Zustand), wobei die Hülsen 151 und 152 jeweils eine Einstecköffnung 161 und 162 aufweisen, in die das zu bearbeitende Rohr mit der zu entgratenden Stirnfläche eingesteckt bzw. eingeschoben werden kann. Die Hülsen 151 und 152 dienen hierbei sowohl der Längsführung bzw. Axialführung als auch der Halterung des eingesteckten Rohrs, sowie auch zu dessen Radialausrichtung in Bezug auf die jeweilige Fräseinrichtung 131 bzw. 132. Ferner dienen die Hülsen 151 und 152 auch als Unfallschutz, in dem diese verhindern, dass die Fräseinrichtungen 131 und 132 und insbesondere die darin befindlichen Fräser 133 und 134 mit einem Finger oder dergleichen erreichbar bzw. zugänglich sind.
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Über die Öffnungsquerschnitte der Einstecköffnungen 161 und 162 kann der Durchmesser der bearbeitbaren Rohre vorgegeben bzw. bestimmt werden. Die Fräseinrichtungen 131 und 132 und die Hülsen 151 und 152 sind außenliegend am Gehäuse 120 angeordnet, so dass diese einfach ausgewechselt werden können, bspw. zur Bearbeitung von Rohren mit anderen Durchmessern. Ebenso ist auch eine innenliegende Anordnung möglich.
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Die Fräseinrichtungen 131 und 132 weisen rotierbare Fräser 133 und 134 oder dergleichen auf. Die rotierbaren Fräser 133 und 134 der Fräseinrichtungen 131 und 132 sind jeweils mit den im Inneren des Gehäuses 120 angeordneten Antriebswellen 141 und 142 verbunden, worüber deren rotatorische Antrieb bewerkstelligt wird. Bei der gezeigten Ausführungsmöglichkeit fungiert die erste Antriebswelle 141 für die erste Fräseinrichtung 131 als aktiv angetriebene Antriebswelle, deren Drehbewegung über das Zahnrad 143, das Zwischenzahnrad (Ritzel) 171 und das Zahnrad 144 auf die zweite Antriebswelle 142 für die zweite Fräseinrichtung 132 übertragen wird, die auf diese Weise passiv angetrieben wird.
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Die Zahnräder 143, 171 und 144 sind permanent im Eingriff, so dass stets beide Fräseinrichtungen 131 und 132 bzw. deren Fräser 133 und 134 gleichzeitig angetrieben sind. Die Zahnräder (Antriebsräder) 143 und 144 sind drehfest und austauschbar bzw. auswechselbar auf den Antriebswellen 141 und 142 angeordnet, wobei die hülsenartigen Elemente 147 und 148 zur axialen Positionseinstellung und Befestigungssicherung dienen. Die Antriebswellen 141 und 142 sind über Wälz- bzw. Kugellager am Gehäuse 120 befestigt, abgestützt und gelagert. Das Zwischenzahnrad 171 ist auf einer zwischen den beiden Antriebswellen 141 und 142 angeordneten Zwischenwelle 170 drehfest und austauschbar angeordnet. Die Zwischenwelle 170 ist ihrerseits über Wälz- bzw. Kugellager 175 am Gehäuse 120 befestigt, abgestützt und gelagert.
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Durch Austausch der Antriebsräder 143 und 144 und/oder des Zwischenzahnrads 171 kann die Rotationsgeschwindigkeit der Fräser 133 und 134 und/oder das wirksame Fräsmoment angepasst werden. Durch unterschiedlich große Antriebsräder 143 und 144 können die beiden Fräseinrichtungen 131 und 132 zeitgleich mit unterschiedlicher Drehzahl und/oder mit unterschiedlichem Fräsmoment betrieben werden. Die Antriebsmechanik kann abweichend zu den vorausgehenden Erläuterungen im Detail auch anders ausgestaltet sein.
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Die als Triebwelle fungierende erste Antriebswelle 141 wird ihrerseits extern über einen rückseitig und außerhalb des Gehäuses 120 angeordneten (in 1 nicht dargestellten) Elektromotor oder Pneumatikmotor angetrieben, wie nachfolgend im Zusammenhang mit 2 noch näher erläutert. Als weitere Ausführungsmöglichkeit kann bspw. vorgesehen sein, dass die Zwischenwelle 170 als extern angetriebene Triebwelle fungiert, um damit gleichzeitig die beiden Antriebswellen 141 und 142 anzutreiben.
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Zum Entgraten der Stirnfläche eines Rohrs wird das betreffende Rohr je nach zu entfernendem Grat (Außengrat oder Innengrat) in die erste Einstecköffnung 161 und/oder in die zweite Einstecköffnung 162 eingesteckt bzw. eingeschoben. Es ist vorgesehen, dass hierbei ein motorischer Antrieb (Elektromotor oder Pneumatikmotor) für die Fräseinrichtungen 131 und 132 automatisch eingeschaltet wird und beim Herausziehen des Rohrs nach dem Entgraten auch automatisch wieder ausgeschaltet wird. Hierzu ist das Gehäuse 120 als federnd gelagerter Schlitten ausgebildet und kann sich in Einsteckrichtung relativ zu einer Grundplatte 110 (oder dergleichen) bewegen, wie in 2 mit dem Pfeil E veranschaulicht.
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In 2 sind mit 115 geeignete Führungselemente zur Schlittenführung bzw. Schlittenlagerung des Gehäuses 120 bezeichnet. Mit 141a ist ein außerhalb des Gehäuses 120 befindliches und durch die Gehäuserückseite 122 hindurch drehfest mit der ersten Antriebswelle 141 verbundenes oder einstückig mit der ersten Antriebswelle 141 ausgebildetes Anschlussstück zur Anbindung der ersten Antriebwelle 141 an einen externen motorischen Antrieb M bezeichnet. Der motorische Antrieb M ist dauerhaft oder über eine Kupplung, die bspw. beim Verschieben des Gehäuses 120 in Pfeilrichtung E einkuppelt, mit dem Anschlussstück 141a verbunden. Mit A ist ein zum motorischen Antrieb M gehörender Drehausgang bezeichnet. Bei dem motorischen Antrieb kann es sich z. B. um einen herkömmlichen Elektro- oder Pneumatik-Handschrauber handeln.
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Mit 190 ist eine Halterung bzw. Abstützung für den nicht näher dargestellten motorischen Antrieb M bezeichnet. Bei dem motorischen Antrieb M kann es sich z. B. um einen herkömmlichen elektrischen oder pneumatischen Drehschrauber oder dergleichen handeln (wie bereits erläutert), der auswechselbar mit der Ringbügelklemme 191 befestigt werden kann. Die Halterung 190 ist starr auf der Grundplatte 110 befestigt. Mit 180 ist eine zwischen dem Gehäuse 120 bzw. der Gehäuserückseite 122 und der Halterung 190 wirksame Federeinrichtung zur Rückstellung bezeichnet, die bspw. eine mechanische Feder (z. B. Spiralfeder), eine Gasdruckfeder, eine Öldruckfeder oder dergleichen umfassen kann. Alternativ kann wenigstens eine Federeinrichtung auch in den Führungselementen bzw. -mitteln 115 integriert sein. Mit 125 ist ein durchsichtiger Gehäusedeckel und mit 185 ist eine Abdeckung bezeichnet.
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Das zu entgratende Rohr wird, von einer bedienenden Person mit einer Hand oder mit zwei Händen gehalten, in eine der beiden Einstecköffnungen 161 oder 162 eingesteckt und mit geringer axialer Kraft gegen die Fräseinrichtung 131 oder 132 gedrückt. Hierdurch wird das gesamte Gehäuse 120 entgegen der Federkraft der Federeinrichtung 180 in Axialrichtung längsverschoben (siehe Pfeil E), wodurch der motorische Antrieb M eingeschaltet wird. Hierzu kann der motorische Antrieb M bspw. mit einem Druckkontaktschalter ausgebildet sein. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse 120 mittels eines rückseitig angeordneten Druckstabs oder dergleichen einen am motorischen Antrieb M befindlichen Ein-Aus-Schalter S betätigt, wobei ein solches Schaltungsprinzip nur beispielhaft ist. Bei der Bewegung E können gegebenenfalls auch Einkuppelvorgänge zwischen dem Anschlussstück 141a und dem motorischen Antrieb M bzw. dessen Drehausgang A stattfinden, wie bereits erläutert. Durch die federnde Lagerung des Gehäuses 120 kann unter Umständen auch verhindert werden, dass das zu bearbeitende bzw. zu entgratende Rohr mit einer zu hohen Kraft gegen die betreffende Fräseinrichtung 131 oder 132 gedrückt wird.
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Nach erfolgter Entgratung wird beim Herausziehen des bearbeiteten bzw. entgrateten Rohrs aus der Einstecköffnung 161 oder 162 das Gehäuse 120 durch die wirksame Federkraft der Federeinrichtung 180 wieder zurückbewegt (entgegen dem Pfeil E bzw. in Richtung -E), woraufhin der motorische Antrieb M wieder ausgeschaltet und eine gegebenenfalls vorhandene kuppelnde Verbindung wieder getrennt wird. Das automatische Ein- und Ausschalten bietet den Vorteil, dass die bedienende Person beide Hände zum Halten des zu bearbeitenden bzw. zu entgratenden Rohrs zur Verfügung hat. Bei nicht zufriedenstellender Entgratung kann der Entgratungsvorgang beliebig wiederholt werden.
