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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden oder Schweißen von
rohrfömigen
Werkstücken
od. dgl. mit
- a) einem Schneid- oder Schweißbrenner;
- b) einer Führungseinrichtung
für den
Schneid- oder Schweißbrenner,
die so steuerbar ist, daß der
Schneid- oder Schweißbrenner
einer vorgegebenen Linie folgt.
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In
modernen Lackieranlagen, wie sie insbesondere zur Lackierung von
Fahrzeugkarosserien verwendet werden, aber auch in anderen industriellen
Anlagen finden sich häufig
große
Rohrleitungssysteme, die zur Förderung
unterschiedlicher Medien, z. B. von Luft oder Flüssigkeiten, verwendet werden.
Derartige Rohrleitungssysteme können
mehrere hundert Meter Rohre umfassen und enthalten viele Stellen,
an denen ein Rohr in das andere einmündet oder von diesem abzweigt
oder ein Rohr unter einem Winkel an das andere Rohr angesetzt ist.
Dabei können
die Hüllkreisdurchmesser,
die Querschnittsformen und die Wandstärken der miteinander verbunden
Rohrabschnitte sehr unterschiedlich sein. Geläufige Hüllkreis-Durchmesser liegen
zwischen 30 mm und 600 mm, die Querschnittsform kann insbesondere
rund oder rechteckig sein, die Wandstärke liegt im allgemeinen zwischen
einem und zehn Millimetern.
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In
eines der beiden miteinander zu verbindenden Rohre muß ein entsprechender
Ausschnitt eingebracht werden, in welchen das abzweigende oder einmündende Rohr
eingepasst wird; das abzweigende oder einmündende Rohr muß hierzu
an seinem Ende komplementär
beschnitten werden. Die Genauigkeitsanforderungen dabei sind außerordentlich
hoch. Es werden Schnittgenauigkeiten angestrebt, die wesentlich
kleiner als 0,5 mm, u. U. auch kleiner als 0,2 mm sind.
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Derzeit
sind auf dem Markt keine Rohrschneidvorrichtungen verfügbar, mit
denen alle oben genannten Anforderungen bei verhältnismäßig niedrigen Kosten zur Zufriedenheit
erfüllt
werden können. Grundsätzlich ist
es zwar möglich,
Rohre mit Knickarm-Robotern zu schneiden. Diese sind aber an die Geometrie
der Rohre nicht optimal angepaßt,
verhältnismäßig teuer,
nicht ohne weiteres auf eine Baustelle verbringbar und erreichen
im allgemeinen auch die gewünschte
Schnittgenauigkeit nicht.
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Andere,
kommerziell erhältliche
und speziell zum Schneiden von Rohren gedachte Laser-Schneidvorrichtungen
eignen sich nur zur Bearbeitung von verhältnismäßig dünnwandigen Rohren, da der Schnitt
stets senkrecht zu Oberfläche
der Rohre erfolgt. Bei dickwandigeren Rohren führt dies zu einer Aufklaffung
der Schnittflächen
der zusammenzufügenden
Rohrteile, was beim Verschweißen zu
Problemen führen
kann.
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Ähnlich Probleme
ergeben sich bei Vorrichtungen, mit welchen die verschiedenen vorgeschnittenen
Rohre oder Rohrteile zu dem Rohrsystem verschweißt werden, da hier der Schweißbrenner
in ähnlicher
Weise wie der Schneidbrenner beim Schneiden geführt werden muß.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art so auszugestalten, daß mit ihr rohrförmige Werkstücke od. dgl.
unterschied lichster Hüllkreis-Durchmesser,
unterschiedlichster Querschnittsformen und unterschiedlichster Wandstärken geschnitten
oder geschweißt
werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Führungseinrichtung
umfaßt:
- c) ein ständerartiges
Portal, das seinerseits aufweist:
ca) eine Durchgangsöffnung,
in welche ein Werkstück
in axialer Richtung einführbar
ist;
cb) ein Drehteil, welches motorisch angetrieben um die
Achse der Durchgangsöffnung
drehbar ist;
cc) einen Haltearm, der an seinem freien Ende den
Schneid- oder Schweißbrenner
trägt,
mit seinem anderen Ende an dem Drehteil so befestigt und der so
ausgestaltet ist, daß der
Schneid- oder Schweißbrenner
radial zur Achse der Durchgangsöffnung
des Portales verstellt und in unterschiedliche Winkellagen gegenüber der
Oberfläche
des Werkstückes
gebracht werden kann;
- d) eine Einrichtung, mit welcher eine Relativbewegung zwischen
Werkstück
und Schneid- oder Schweißbrenner
in Achsrichtung der Durchgangsöffnung
herbeigeführt
werden kann.
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Durch
die Verwendung des ständerartigen Portals
mit seiner Durchgangsöffnung,
in welche das zu bearbeitende Werkstück eingebracht werden kann,
und durch den um die Durchgangsöffnung
verdrehbaren, den Schneid- oder Schweißbrenner tragenden Haltearm
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
an die "Grundgeometrie" von Rohren oder ähnlichen
Werkstücken
gut angepaßt:
Durch die Verdrehung des Haltearmes mittels des Drehteiles um die Achse
der Durchgangsöffnung
können
alle Umfangsbereiche des Werkstückes
gut erreicht werden. Durch die Zustellmöglichkeit des Schneid- oder Schweißbrenners
in radialer Richtung kann der zur Bearbeitung erforderliche Abstand
zu der Oberfläche des
Werkstückes
in allen Winkelstellungen um die Achse der Durchgangsbohrung herum
eingestellt werden. Durch die Kombination einer linearen Relativbewegung
zwischen Werkstück
und Schneid- und Schweißbrenner
sowie der Drehbewegung des Schneid- und Schweißbrenners um die Achse der Durchgangsöffnung herum
lassen sich beliebige Bearbeitungslinien an der Oberfläche des
Werkstückes erzielen.
Aufgrund der Eigenschaft des Haltearmes, in unterschiedliche Winkellagen
gegenüber
der Oberfläche
des Werkstückes
gebracht werden zu können,
braucht die Richtung der Bearbeitung nicht senkrecht zur Oberfläche des
Werkstückes
zu verlaufen. Es können
beispielsweise Schnitte durchgeführt
werden, bei denen entlang der vollständigen Schnittlinie die Schnittrichtung
in einem raumfesten Koordinatensystem immer dieselbe bleibt. Dies
erleichtert die Einpassung eines in die entstandene Ausnehmung einzusetzenden
und entsprechend beschnittenen zweiten Werkstückes.
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Die
Einpassung kann beispielsweise so erfolgen, daß die Schnittrichtung den Winkel,
unter dem die beiden Werkstücke
zusammengefügt
werden sollen, halbiert. Alternativ ist es auch möglich, die Schnitte
so zu führen,
daß bei
zusammengefügten Werkstücken eine
V-Nut entsteht, die leicht zu verschweißen ist.
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Vorzugsweise
ist das um die Durchgangsöffnung
des Portals verdrehbare Drehteil ein Ring oder ein Ringsegment,
der bzw. das in einer Führung
gelagert ist, die an einer Stirnfläche des Portals angeordnet
ist.
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Der
Haltearm kann beispielsweise drei Glieder umfassen, von denen das
erste sich im wesentlichen radial erstreckt und in dieser Richtung
motorisch verschiebbar gehaltert ist, von denen das zweite Glied
an dem ersten Glied um eine Achse motorisch verdrehbar befestigt
ist, die bezogen auf die Durchgangsöffnung des Portals in azimutaler
Richtung verläuft,
und von denen das dritte Glied an dem zweiten Glied um eine Achse
motorisch verdrehbar befestigt ist, die parallel zur Achse der Durchgangsöffnung verläuft. Die
Verstellbarkeit des ersten Gliedes besorgt dabei die radiale Zustellung
des Schneid- oder
Schweißbrenners,
während
die beiden weiteren Glieder im Wesentlichen die Veränderung der
Orientierung Schneid- oder Schweißbrenners gegenüber der
Oberfläche
des Werkstückes
gestatten.
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Die
Einrichtung zur Erzeugung der Relativbewegung parallel zur Achse
der Durchgangsöffnung kann
so ausgebildet sein, daß sie
das Wrkstück
in Richtung der Achse der Durchgangsöffnung des Portals verstellen
kann. Diese Ausgestaltung vereinfacht zwar die Bauweise des Portales,
bringt aber mit sich, daß das
Werkstück,
welches verhältnismäßig schwer sein
kann, bewegt werden muß.
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Eine
Einrichtung, mit welcher das Werkstück in Achsrichtung gegenüber dem
Portal bewegt werden kann, umfaßt
beispielsweise einen Mitnahmeschlitten, der parallel zur Achse der
Durchgangsöffnung
verfahrbar ist und in Mitnahmeverbindung mit dem Werkstück gebracht
werden kann.
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Alternativ
kann die Einrichtung, mit welcher die Erzeugung der Relativbewegung
zwischen Werkstück
und Schneid- oder Schweißbrenner
herbeigeführt
wird, auch so ausgebildet sein, daß sie den Schweiß- oder
Schneidbrenner in Richtung der Achse der Durchgangsöffnung des
Portals verstellen kann. Dies bedeutet zwar eine etwas kompliziertere Bauweise
des Portales selbst; da aber bei ihr nicht das schwere zu bearbeitende
Werkstück
sondern nur der leichtere Schweiß- oder Schneidbrenner zu bewegen
ist, ist der apparative Aufwand gleichwohl vertretbar, zumal bei
dieser Ausgestaltung die Erzielung der hohen Schnittgenauigkeit
leichter möglich
ist.
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Ein
bevorzugtes Beispiel dafür,
wie der Schneid- oder Schweißbrenner
parallel zur Achse der Durchgangsöffnung verstellt werden kann,
ist dasjenige, bei welchem die fragliche Einrichtung von dem Haltearm
selbst gebildet ist, der hierzu aus fünf miteinandr verbundenen Gliedern
besteht, wobei
- a) das erste Glied an dem Drehteil
befestigt ist;
- b) das zweite Glied an dem ersten Glied um eine Achse motorisch
verdrehbar befestigt ist, die bezogen auf die Durchgangsöffnung des
Portales in azimutaler Richtung verläuft;
- c) das dritte Glied am zweiten Glied um eine Achse motorisch
verdrehbar befestigt ist, die ebenfalls bezogen auf die Durchgangsöffnung des
Portals in azimutaler Richtung verläuft;
- d) das vierte Glied an dem dritten Glied um die Achse des dritten
Gliedes motorisch verdrehbar befestigt ist;
- e) das den Schneid- oder Schweißbrenner tragende fünfte Glied
an dem vierten Glied um eine Achse verdrehbar ist, die senkrecht
zur Achse des vierten Gliedes verläuft.
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Die
ersten drei Glieder dieses Haltearmes ermöglichen im Wesentlichen die
radiale und die achsparallele Verstellung des Schneid- oder Schweißbrenners,
während
das vierte und fünfte Glied
im Wesentlichen der Herbeiführung
unterschiedlicher Winkellagen des Schneid- oder Schweißbrenners
gegenüber
der Oberfläche
des Werkstückes
dienen.
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Verwendet
man einen Haltearm entsprechend Anspruch 3, so kann die Einrichtung
zur Erzeugung der Relativbewegung auch einen parallel zur Achse
der Durchgangsöffnung
motorisch beweglichen Schlitten umfassen, der an dem Drehteil befestigt
ist und an dem der Haltearm angebracht ist. Hier wird also die Relativbewegung
zwischen Werkstück und
Schneid- oder Schweißbrenner
durch eine Axialbewegung des den Haltearm und damit den Schneid- und
Schweißbrenner
haltenden Schlittens herbeigeführt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfaßt zweckmäßigerweise
mehrere rollentragende Ständer auf
mindestens einer Seite des Portals, auf welche das Werkstück auflegbar
ist.
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In
der Durchgangsöffnung
des Portals ist vorteilhafter Weise eine Führung für die Werkstücke vorgesehen.
Auf diese Weise läßt sich
das Werkstück
in demjenigen Bereich, in dem es bearbeitet wird, besonders exakt
positionieren.
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Die
Führung
kann dabei mehrere an die Oberfläche
des Werkstückes
anlegbare Führungsrollen
umfassen.
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Wenn
diese Führungsrollen
motorisch antreibbar sind, können
sie gleichzeitig als diejenige Einrichtung eingesetzt werden, welche
das Werkstück
in der erforderlichen Weise parallel zur Achse der Durchgangsöffnung des
Portales translatorisch bewegt.
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Die
Einstellung der richtigen Ausgangslage des Werkstückes zu
dem die Drehbewegung des Schneid- oder Schweißbrenners bewirkenden Drehring
läßt sich
dadurch erleichtern, daß die
Position der Durchgangsöffung
des Portals und damit diejenige des Drehringes in vertikaler und/oder
horizontaler Richtung einstellbar ist.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es
zeigen
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1 perspektivisch eine Gesamtübersicht über eine
erste Vorrichtung zum Schneiden von Rohren;
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2 in vergrößertem Maßstabe,
ebenfalls perspektivisch, die Schneidstation der Vorrichtung von 1, jedoch in entgegengesetzter
Richtung gesehen;
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3 die Stirnansicht der Schneidstation von 1;
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4 perspektivisch ein zweites
Ausführungsbeispiel
einer Schneidstation beim Schneiden eines kreisrunden Rohres;
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5 die Seitenansicht der
Schneidstation von 4;
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6 die Draufsicht auf die
Schneidstation von 4;
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7 eine Stirnansicht der
Schneidstation der 4,
in Bewegungsrichtung der Rohre gesehen;
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8 perspektivisch die Schneidstation
der 4, jedoch bei der
Bearbeitung eines quadratischen Rohres.
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Zunächst wird
auf die 1 bis 3 Bezug genommen, in denen
eine erste, insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete
Vorrichtung zum Schneiden von Rohren 3 dargestellt ist.
Die Vorrichtung 1 umfaßt
eine Vielzahl von Ständern 2,
die in Abstand voneinander in Richtung der Längsachse des zu bearbeitenden
Rohres 3, in Abstand voneinander, auf dem Raumboden 4 befestigt
sind. Jeder Ständer 2 trägt oben
eine Rolle 5, die um eine senkrecht zur Längsache
des Rohres 3 verlaufende Achse frei oder motorisch angetrieben
verdrehbar ist. Das Rohr 3 wird, mit seiner Unterseite
auf mehreren Rollen 5 mehrerer Träger 2 aufliegend,
in weiter unten beschriebener Weise in Richtung seiner Längsachse translatorisch
bewegt.
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Die
Reihe von Ständern 2 ist
durch eine Schneidstation unterbrochen, die insgesamt das Bezugszeichen 6 trägt. Die
Schneidstation 6 besitzt ein ebenfalls auf dem Raumboden 4 montiertes
Portal 7 mit einer verhältnismäßig großen, kreisrunden Durchgangsöffnung 8,
deren Achse parallel zur Längsachse
des Rohres 3 und damit zu dessen Bewegungsrichtung ist.
Im Einzelfalle kann die Achse der Durchgangsöffnung 8 koaxial zur
Längsachse des
Rohres 3 sein.
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Wie
insbesondere den 2 und 3 zu entnehmen ist, wird
die Durchgangsöffnung 8 des
Portales 7 sekantenartig von vier Führungsrollen 9, 10, 11, 12 durchsetzt.
Zwei dieser Führungsrollen,
nämlich die
Führungsrollen 9 und 10,
verlaufen horizontal und senkrecht zur Achse der Durchgangsöffnung 8,
während
die beiden anderen Führungsrollen,
nämlich
die Führungsrollen 11 und 12,
vertikal ausgerichtet sind. Die Höhenposition der unteren horizontalen
Führungsrolle 9 stimmt
mit der Höhe
der Rollen 5 auf den Ständern 2 überein.
Das Rohr 3 liegt somit bei der Passage der Durchgangsöffnung 8 des
Portals 7 auf dieser untersten horizontalen Führungsrolle 9 auf. Die
Höhenposition
der oberen horizontalen Führungsrolle 10 ist
veränderbar,
so daß sie
sich, je nach den Abmessungen des Rohres 3, auf dessen
Oberseite auflegen läßt. In ähnlicher
Weise ist der Abstand der beiden vertikalen Führungsrollen 11, 12 so zur
vertikalen Mittelebene der Durchgangsöffnung 8 symmetrisch
verstellbar, daß sich
die beiden Führungsrollen 11, 12 an
die gegenüberliegenden
Seitenflächen
des Rohres 3 anlegen lassen.
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Die
Lager für
die verschiedenen Führungsrollen 8 bis 12 sowie
die Mittel, mit denen sich der Abstand zwischen den Paaren paralleler
Führungsrollen 9, 10 und 11, 12 verändern läßt, sind
in der Zeichnung zu deren Entlastung nicht dargestellt.
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An
der in 1 dem Betrachter
abgewandten, in 2 dem
Betrachter zugewandten Stirnseite des Portales 7 ist eine
Ringführung 13 montiert,
welche die Durchgangsöffnung 8 koaxial
umgibt. Diese Ringführung 13 lagert
einen Drehring 14, der mittels eines nicht dargestellten
Motors um seine Achse und damit auch die Achse der Drehführung 13 und
der Durchgangsöffnung 8 verdreht
werden kann. An den Drehring 14 ist eine Halterung 15 für einen
mehrgliedrigen, einen Schneidbrenner 17 tragenden Haltearm 16 befestigt.
Ein erstes Glied 16a des Haltearmes 16 ragt aus
der Halterung 15 in radialer Richtung vor und ist durch
einen in der Halterung 15 untergebrachten Motor in dieser
Richtung linear verstellbar. Am radial innen liegenden Ende des
Gliedes 16a ist, senkrecht hierzu und senkrecht zur Achse
der Durchgangsöffnung 8 und
damit in Bezug auf die Durchgangsöffnung 8 in azimutaler
Richtung verlaufend, ein zweites Glied 16b des Haltearmes 16 gelagert, welches
mit Hilfe eines Motors 17 um seine Längsachse verdreht werden kann.
Am gegenüberliegenden
Ende des zweiten Gliedes 16b ist ein drittes Glied 16c angebracht,
welches mit Hilfe eines weiteren Motors 18 um eine parallel
zur Achse der Durchgangsöffnung 8 verlaufende
Drehachse verdrehbar ist. Am Ende des dritten Gliedes 16c des
Haltearmes 16 befindet sich der oben schon erwähnte Schneidbrenner 17.
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Entlang
derjenigen Ständer 2 der
Vorrichtung 1, die in Bewegungsrichtung des Rohres 3 vor der
Schneidstation 6 angeordnet sind, erstreckt sich, parallel
zur Bewegungsrichtung des Rohres 3 eine Führungsschiene 19.
An dieser Führungsschiene 19 ist
ein Mitnahmeschlitten 20 motorisch verfahrbar, der zwei
vertikale, in veränderbarem
Abstand zueinander verlaufende Klemmbacken 21, 22 besitzt
(vgl. 1).
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Die
oben beschriebene Vorrichtung 1 arbeitet wie folgt;
Zunächst wird
die Geometrie der Schnitte festgelegt, die in das Rohr 3 eingebracht
werden sollen, einschließlich
der Winkel, unter denen diese Schnitte gegenüber der Oberfläche des
Rohres 3 zu erfolgen haben. Sodann wird das zu schneidende
Rohr 3 auf die Rollen 5 derjenigen Ständer 2 aufgelegt,
die in Bewegungsrichtung vor der Schneidstaton 6 liegen. Das
Rohr 3 wird mit seinem vorderen Endbereich in die Durchgangsöffnung 8 der
Schneidstation 6 und dort zwischen die jeweils parallel verlaufenden
Rollenpaare 9, 10 und 11, 12 eingeführt. Diese
wurden zuvor auf den hierfür
geeigneten Abstand gebracht. Am nachlaufenden Endbereich des Rohres 3 werden die
Klemmbacken 21, 22 des Mitnahmeschlittens 20 festgelegt.
Nunmehr kann der Schneidprozeß nach den
vorher festgelegten Daten erfolgen. Hierzu wird zunächst durch
eine Translationsbewegung des Rohres 3 mit Hilfe des Mitnahmeschlittens 20,
durch Verdrehung des Drehringes 14 gegenüber der
Ringführung 13,
durch radiales Verstellen des Gliedes 16a des Haltearmes 16 und
durch entsprechendes Verschwenken der Glieder 16b und 16c der
Schneidbrenner 17 in diejenige Position gebracht, in welcher der
Schnitt beginnen soll und dabei in die richtige Richtung geneigt,
so daß der
Schnitt unter dem gewünschten
Winkel gegenüber
der Oberfläche
erfolgt.
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Sodann
wird der Schneidbrenner 17 in Betrieb genommen und der
Schnitt beginnt. Unter einer Überlagerung
der linearen Translationsbewegung des Rohres 3, der Drehbewegung
des Drehringes 14, der linearen Zustellbewegung des ersten
Gliedes 16a des Haltearmes 16 wird nunmehr der
Schnitt entlang der gewünschten
Kontur geführt.
Dabei wird durch entsprechendes Verdrehen der Glieder 16b und 16c des
Haltearmes 16 ständig
der gewünschte Winkel
zwischen Schnitt und Oberfläche
des Rohres 3 eingestellt bzw. beibehalten. Während des
Durchganges des Rohres 3 durch die Schneidstation 6 können bei
Bedarf mehrere Schnitte auf diese Weise erfolgen.
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Bei
einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Führungsrollen 9 bis 12 oder
zumindest eine von ihnen motorisch angetrieben und sorgen so für den linearen
Vorschub des Rohres 3. In diesem Falle kann der Mitnahmeschlitten 20 entfallen.
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Das
in den 4 bis 8 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zum Schneiden von Bohrern weist erhebliche Ähnlichkeit
mit dem ersten Ausführungsbeispiel
auf. Entsprechende Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen
zuzüglich 100 gekennzeichnet.
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Die
Vorrichtung 101 der 4 bis 8 weist ebenso wie das zuerst
beschriebene Ausführungsbeispiel
eine Vielzahl von Ständern
mit obenliegenden Rollen auf, auf denen das zu schneidende Rohr 103 vor
und nach der Schneidstation 106 in Richtung seiner Längsachse
bewegt werden kann. Die Ständer
sind für
das zweite Ausführungsbeispiel
nicht dargestellt. Anders als das Ausführungsbeispiel der 1 bis 3 braucht dasjenige der 4 bis 8 nicht notwendigerweise
einen Mitnahmeschlitten für
das Rohr 103 oder angetriebene Führungsrollen in der Schneidstation 106 aufzuweisen,
da das Rohr 103 während
des Schneidvorganges stillsteht. Die Bewegung des Rohres 103 vor
und nach dem Schneiden kann ggfs. auch von Hand oder durch die motorisch angetriebenen
Rollen der Ständer
erfolgen.
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Die
Schneidstation 106 des zweiten Ausführungsbeispiels der Schneidvorrichtung 110 umfaßt wie diejenige
des ersten Ausführungsbeispieles
ein Portal 107, das mit einer verhältnismäßig großflächigen, kreisrunden Durchgangsöffnung 108 versehen ist.
An einer Stirnseite des Portales 107 ist die Durchgangsöffnung 108 koaxial
von einem in einer Drehführung 113 motorisch
verdrehbaren Drehring 114 umgeben. An dem Drehring 114 ist
direkt, also ohne die Halterung 15 des ersten Ausführungsbeispieles, ein
mehrgliedriger Haltearm 116 für den Schneidbrenner 117 starr
befestigt. Das unmittelbar an dem Drehring 114 festgelegte
Glied 116a ist aus Stabilitäts gründen als Doppelglied ausgestaltet
und umfaßt die
beiden Teilglieder 116aa und 116ab, die jeweils an
einem Ende mit dem Drehring 14 verbunden sind und von dort
V-förmig
ausgehend am anderen Ende zusammenlaufen.
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An
den sich vereinigenden äußeren Enden der
beiden Teilglieder 116aa und 116ab ist ein zweites
Glied 116b des Haltearmes 116 befestigt, welches
mit Hilfe eines Motors 117 um eine senkrecht zur Bewegungsrichtung
des Rohres 103 verlaufende Achse verdreht werden kann.
Am Ende des zweiten Gliedes 116b des Haltearmes 116 befindet
sich, mit Hilfe eines Motors 118 um eine weitere, senkrecht
zur Bewegungsrichtung des Rohres 103 verlaufende Achse
verdrehbar, ein drittes Glied 116c des Haltearmes 116.
Dieses dritte Glied 116c ist mit einem vierten Glied 116d derart
verbunden, daß die
Achsen der Glieder 116c und 116d miteinander fluchten
und das vierte Glied 116d mittels eines nicht erkennbaren
Motors um diese Achse verdreht werden kann. Am Ende des vierten
Gliedes 116d wiederum ist ein fünftes, den Schneidbrenner 117 tragendes
Glieg 116e so angebracht, daß es um eine senkrecht zur
Achse des Glieds 116d verlaufende Achse mit Hilfe eines
Motors verdreht werden kann. Die Position der zuletzt genannten
Achse im Raum hängt
also von der Drehstellung des vierten Gliedes 116d gegenüber dem dritten
Glied 116c des Haltearmes 116 ab.
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Die
Funktionsweise der Vorrichtung 110 stimmt weitgehend mit
derjenigen der Vorrichtung 1 aus den 1 bis 4 überein.
Der Hauptunterschied besteht darin, daß beim ersten Ausführungsbeispiel die
notwendige axiale Relativbewegung zwischen Schneidbrenner 17 und
Rohr 3 durch eine lineare Translationsbewegung des Rohres 103 bewirkt
wird, während
beim zweiten Ausführungsbeispiel
das Rohr 103 während
des Schneidens stillsteht und auch die parallel zur Achse des Rohres 103 erforderliche Komponente
der Bewegung des Schneidbrenners 117 mit Hilfe des Haltearmes 116 bewerkstelligt
wird.
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Der
Ablauf der Vorgänge
ist also durchaus ähnlich,
wie dies oben für
die Vorrichtung 1 beschrieben wurde:
Zunächst wird
das zu schneidende Rohr 103, auf den Rollen der in der
Zeichnung nicht dargestellten Ständer
aufliegend, in die Durchgangsöffnung 108 der Schneidstation 106 eingeführt. Sodann
wird die korrekte Relativlage zwischen dem Rohr 103 und
der Durchgangsöffnung 108 der
Schneidstation 106 hergestellt, was sowohl durch Manipulation
am Rohr 103, beispielsweise mit Hilfe der nicht dargestellten Ständer, als
auch durch Manipulation an der Schneidstation 106 selbst
erfolgen kann. Hierzu kann die Schneidstation 106 insgesamt
oder teilweise vertikal und/oder horizontal verstellbar sein. Eine
Fehllage des Rohres 103 gegenüber der Durchgangsöffnung 108 braucht
nicht in jedem Falle korrigiert zu werden. Sofern sie durch geeignete
Sensoren hinreichend genau erfaßt
ist, kann diese Fehllage auch rechnerisch berücksichtigt werden.
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Nunmehr
wird mit Hilfe des Drehringes 114 und der verschiedenen
Glieder 116a bis 116d des Haltearmes 116 der
Schneidbrenner 117 an den Beginn des Schnittes herangeführt und
dabei der Schneidbrenner 117 so orientiert, daß der Schnitt
unter dem gewünschten
Winkel zur Oberfläche
erfolgen kann. Durch eine Überlagerung
der Drehbewegung des Drehringes 114 und der verschiedenen Schwenk-
und Drehbewegungen der einzelnen Glieder 116a bis 116e und
damit des Schneidbrenners 117 selbst wird nunmehr die gewünschte Schnittlinie abgefahren,
wobei ständig
die gewünschte
Neigung des Schneidbrenners 117 gegenüber der Oberfläche aufrecht
erhalten wird.
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In
den 4 bis 7 ist dargestellt, wie mit
Hilfe der Vorrichtung 110 in ein im Querschnitt kreisrundes Rohr 103 ein
Durchbruch eingeschnitten wird, in welchen ein zweites, abzweigendes
oder einmündendes Rohr,
welches entsprechend zugeschnitten ist, eingeschweißt werden
kann. In 8 ist dieselbe
Vorrichtung 110 dargestellt, wie sie ein im Querschnitt quadratisches
Rohr 103' unter
einem bestimmten Winkel zur Längsachse
ebenflächig
abschneidet, so daß dieses
Rohr 103' mit
einem komplementär
beschnittenen, sich unter einem entsprechenden Winkel wegerstreckenden
weiteren Rohr verschweißt werden
kann.
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Die
Vorrichtungen 1 und 101 wurden oben in ihrem Einsatz
zum Schneiden von Rohren beschrieben. Sie können im wesentlichen unverändert auch als
Schweißvorrichtungen
eingesetzt werden, wobei selbstverständlich die Schneidbrenner 17 bzw. 117 durch
entsprechende Schweißbrenner
ersetzt werden müssen.
Außerdem
müssen
Vorrichtungen vorgesehen sein, mit denen die beiden miteinander
zu verbindenden Rohre in der richtigen Position aneinander gehalten
werden können.
Der Schweißbrenner fährt dann,
unter einer entsprechenden Überlagerung
der verschiedenen Bewegungen, welche durch die Vorrichtungen 1 und 101 ermöglicht werden,
entlang der Stoßfuge
der miteinander zu verbindenden Rohre und verbindet diese durch
eine entsprechende Schweißung.
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Die
beschriebenen Vorrichtungen eignen sich nicht nur zum Schneiden
und Schweißen
von Rohren sondern auch für ähnliche
Werkstücke,
die eine ausgeprägte
Längsachse
aufweisen. Beispielsweise können
mit ihnen an Stahlbau- oder Konstruktionsprofilen oder an Stangenmaterial
Gehrungen, Formschlußverbindungen,
Durchdringungen und Kehlschnitte zur Schweißnahtvorbereitung eingebracht
werden.