DE1802667C3

DE1802667C3 - Vorrichtung zum Schneiden von sich fortlaufend bewegendem Rohr

Info

Publication number: DE1802667C3
Application number: DE1802667A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Kojima; Tsutomu Nishi; Tetsunosuke Ohgo; Tetsuo Sasaki
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1967-10-14
Filing date: 1968-10-11
Publication date: 1975-04-24
Also published as: DE1802667B2; US3600991A; GB1242120A; SE364891B; DE1802667A1; FR1587494A; JPS4838515B1; SU494861A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von sich fortlaufend bewegendem Rohr, mit einer auf einem Schlitten angeordneten Schneidvorrichtung, wobei dem Schlitten eine Antriebsvorrichtung zugeordnet ist, welche diesen bei jedem Schneidvorgang auf die Laufgeschwindigkeit des Rohres beschleunigt, und der Schlitten eine von einer Geschwindigkeitsmeßvorrichtung gesteuerte Klemmvorrichtung trägt, welche diesen bei Erreichen der Laufgeschwindigkeit des Rohres an dem Rohr festklemmt.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus der österreichischen Patentschrift 187 393 bekannt. Wie die Praxis gezeigt hat, läßt sich mit dieser bekannten Vorrichtung jedoch nur eine Schnittgenauigkeit von ± 10 mm erreichen, so daß die abgeschnittenen Rohrstücke meistens auf das genaue Maß nachgeschnitten werden müssen. Abgesehen davon, daß die geringe Schnittgenauigkeit ohnehin ein Nachschneiden der Rohrstücke erforderlich macht, bilden sich an der Schnittfläche aber auch Rattermarken und ein Schneidgrat, was selbst dann eine Nachbearbeitung erforderlich macht, wenn das Rohrstück mit hinreichender Genauigkeit abgeschnitten wird.

ίτη übrigen ist in der österreichischen Patentschrift 187 393 über die Ausbildung der Klemmvorrichtung ind des Schneidwerkzeugs und dessen Antriebsvorrichtung nichts näheres ausgesagt.

Gegenüber dieser bekannten Vorrichtung soll mit der Erfindung die Aufgabe gelöst werden, die erzielbare Schnittgenauigkeit bei gleichzeitiger Steigerung der Leistungsfähigkeit zu erhöhen, so daß eine Längenkorrektur der abgeschnittenen Rohrstücke sowie eine sonstige Nachbearbeitung der Schnittflächen entfallen kann.

Diese Aufgabe 1 ann aber nur gelöst werden, wenn die nachfolgend genannten drei Teilaufgaben gemeinsam betrachtet und gelöst werden, da diese in einem derart engen funktionellen Zusammenhang stehen und sich in einem solchen Maße gegenseitig beeinflussen, daß die alleinige Lösung einer dieser Teilaufgaben keinen spürbaren Fortschritt erbringt. Diese Teil aufgaben bestehen

a) in der Anpassung der Geschwindigkeit des die Schneidvorrichtung tragenden Schlittens an die Geschwindigkeit des Rohres,

b) in der Verbindung des Schlittens mit dem Rohr,

c) in der Steuerung des Vorschubs des Schneidelements.

Zur Lösung des aus diesen Teilaufgaben bestehenden Gesamtproblems wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Vorrichtung der eingangs genannten Bauart in der Weise auszugestalten, daß die Klemmvorrichtung aus zwei im Abstand voneinander angeordneten einzelnen Klemm-Mechanismen besteht, zwischen welchen das Schneidelement angeordnet ist, wobei eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, um die Halterung dos Schneidelements gegenüber dem Rohr in Rotation zu versetzen, und ferner ein den Vorschub des Schneidelements gegenüber dem Rohr bewirkendes Differentialgetriebe vorgesehen ist, welches aus einer Kurvenscheibe besteht, welche gegenüber der Halterung des Schneidelemcnts eine abweichende Drehgeschwindigkeit aufweist, wobei die Halterung mit einer Kurvenfolgerolle an der Kurvenscheine anliegt, und daß der die Schneidvorrichtung tragende Schlitten durch einen Schwenkhebel beschleunigt wird, welcher an einer als Beschleunigungskurve dienenden Nockenscheibe anliegt, welche mit einer von der jeweils gemessenen Laufgeschwindigkeit des Rohres abhängigen Drehgeschwindigkeit antreibbar ist.

Der mit der Erfindung erzielbare technische Fortschritt besteht darin, daß die Rohrstücke mit einer Genauigkeit von + 3 mm abgeschnitten werden können, was eine hinreichend kleine Toleranz darstellt, die eine nachträgliche Längenkorrektur der abgeschnittenen Rohrstücke entbehrlich macht.

Darüber hinaus weisen die Schnittflächen der abgeschnittenen Rohrstücke infolge der besonderen Verbindung des Rohres mit dem Schlitten und der erfindungsgemäßen Steuerung des Vorschubs des Schneidelements auch keine Ratter>narken oder Gratbildungen auf, die eine Nachbearbeitung erforderlich machen würden.

Da der die Schneidvorrichtung tragende Schlitten in sehr kurzer Zeit auf die Laufgeschwindigkeit des Rohres beschleunigt werden kann, ergibt sich auch eine sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeit.

In der deutschen Patentschrift 8:55 347 ist zwar der Antrieb und die Zustellvorrichtung für die Schneidelemente einer Rohrtrenneinrichtung offenbart, es ist aber nichts darüber ausgesagt, mit welchen Mitteln der die Schneidvorrichtung tragende Wagen auf die Geschwindigkeit des laufenden Rohres beschleunigt werden soll und mit welchen Mitteln er bei Erreichen dieser Geschwindigkeit mit dem Rohr verbunden werden soll. Im übrigen ist die Vorrichtung zum Zustellen der Schneidelemente bei dieser bekannten Rohrtrenneinrichtung anders aufgebaut als bei der

ίο Erfindung, so daß auch eine Kombination dieser bekannten Schneideinrichtung mit dem Wagen und der Beschleunigungseinrichtung nach der österreichischen Patentschrift 187 393 nicht zum Gegenstand der Erfindung führen würde.

»5 Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

ao Fig. 1 eine Oberansicht einer fliegenden Rohrschneidvorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1,

F i g. 3 einen Beschleunigungsmechanismus,

a5 F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen Klemmrnechanismus,

F i g. 5 eine Endansicht des in F i g. 4 gezeigten Mechanismus,

F i g. 6 und 7 Schaltbilder eines Öldruck-Antriebssystems in verschiedenen Betriebszuständen,

Fig. 8 einen Schnitt durch einen Schneidelement-Zuführmechanismus,

F i g. 9 einen Schnitt durch ein Differentialgetriebe, gemäß F i g. 8,

Fig. 10 eine vergrößerte Teilansicht eines Abschnitts des Schneidelement-Zuführmechanismus,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch einen Schneidkopf des Schneidelement-Zuführmechanismus gemäß Fig. 8,

F i g. 12 eine Endansicht des Schneidkopfes gemäß Fig. 11 und

Fig. 13 einen Schnitt durch einen Schneidelementhalter.

Bevor die fliegende Rohrschneidevorrichtung gemaß der Erfindung im einzelnen beschrieben wird, werden zunächst ihr Äußeres und einige weitere Merkmale betrachtet. In F i g. 1 und 2 ist ein Öldruckmechanismus allgemein mit 1 bezeichnet, wobei die Besonderheit dieses Mechanismus in einer rotierenden Kupplung 4 liegt. Wenn sich der Schlittenmechanismus 14 bewegt, muß der erforderliche Öldruck konstant zugeführt werden.

Die Bezugszahl S bezeichnet allgemein einen Schlittenantriebsmechanismus zum Starten und Beschleunigen des Schlittens, um auf diese Weise den Schlitten in einen Bereich vorzubewegen, der mit derselben Geschwindigkeit wie die Produktionsstrecke arbeitet. Wenn der Schlitten in denselben Geschwindipkeitsbereich wie die Produktionsstrecke eintritt, kehrt die Beschleunigungsvorrichtung automatisch in die angezeigte Stellung zurück. Dieses Merkmal bildet einen Unterschied zu dem herkömmlichen Mechanismus insofern, als die Beschleunigungsvorrichtung nicht betätigt wird, bis der Schneidvorgang vollendet ist. Das erfordert nicht nur einen stabilen Betrieb des Klemmechanismus für Metallrohre, sondern sorgt auch für ein leichtes Schneiden. Eines der besonderen Merkmale des Schlittenmechanismus 14 liegt in dem

verbesserten Klemmechanismus zum Bewegen der Metallrohre, der Mechanismus 18 und 19 einschließt, die an der Einlaß- bzw. Auslaßseite liegen. Diese Mechanismen arbeiten, um zwangläufig ein Rohr in Abhängigkeit von einem Signal zu klemmen, das erzeugt wird, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Schlittens mit der Streckengeschwindigkeit übereinstimmt. Zu diesem Zweck sind Klemmblöcke wie Spannfutter ausgebildet, die durch einen Öldruckmechanismus betätigt werden, der so konstruiert ist, daß er zwischen hohen und niederen Drücken geschaltet werden kann, wodurch eine Arbeitsweise mit hoher Geschwindigkeit der Klemmblöcke und eine stabile Klemmkraft sichergestellt werden können.

Es hat sich herausgestellt, daß, wenn das Schneidelement feststeht, Rattermarken an den Schnittenden der Stücke der abgeschnittenen Metallrohre in vertikaler Richtung an der Einlaßseite auftreten, wodurch der wirtschaftliche Wert der abgeschnittenen Rohre wesentlich verringert wird. Aus diesem Grund wird ao das Schneidelement mittels einer Feder an der Auslaßseite belastet, wodurch das Schneidelement mit einem gewissen Grad an Elastizität zugeführt wird, so daß Metallkörper, die unter einer Spannung gehalten werden, die von einem an der Außenseite angeordneten Klemmzylinder aufgebracht wird, sehr leicht geschnitten werden können, so daß ein scharfer und genau begrenzter Schnitt entsteht.

Bevor die Einzelheiten der Konstruktion der Schneidvorrichtung beschrieben werden, soll ihre Arbeitsweise kurz beschrieben werden.

Als erster Schritt wird die Drehgeschwindigkeit eines Gleichstrommotors zum Antreiben einer Meßvorrichtung festgestellt, und das festgestellte Signal wird einem Fühlgerät 6 zugeführt, wie es in F i g. 1 gezeigt ist, um einen Elektromotor 7 zu treiben und dadurch eine Eintourenkupplung 9 zu veranlassen, sich normalerweise über einen Geschwindigkeiisuntersetzungsmechanismus 8 zu drehen. Ein Metallkörper wird in die Schneidvorrichtung durch die Meßvorrichtung eingeführt, und wenn das vordere Ende des Metallkörpers in Berührung mit einem Schalter 24 kommt, der auf die gewünschte Schneidlänge eingestellt ist, wird durch den Schalter ein Signal erzeugt, um einen Elektromagneten 26 zu betätigen, der mit der Eintourenkupplung 9 verbunden ist, um sie auf diese Weise zum Einkuppeln zu veranlassen, um eine Welle 10 zu drehen. Die Drehung der Welle 10 setzt eine Beschleunigungskurve 41 (F i g. 3) in Tätigkeit, um einen Hebel 11 zu betätigen, so daß er einen Schlittenanschlag 13 vorwärts bewegt, wodurch der Schlitten 14 vorgeschoben wird. Wenn der sich vorwärts bewegende Schlitten dieselbe Geschwindigkeit erreicht wie der sich bewegende Metallkörper, erzeugt ein kontaktloser Schalter (nicht gezeigt), der in einer Meßscheibe 12 angeordnet ist, ein Signal, das verwendet wird, um unmittelbar die Klemmechanismen 18 und 19 zum Klemmen des sich bewegenden Metallkörpers zu betätigen. Gleichzeitig damit wird ein unabhängiger Zeitgeber (nicht gezeigt) in Betrieb gesetzt Danach wird der Schlitten weiterhin nur durch die Trägheit des sich bewegenden Metallkörpers vorwärts bewegt, bis der Schneidvorgang beendet ist Dann veranlaßt das Signal von dem Zeitgeber ein Schneidelement 101, seine Vorwärtsbewegung zu beginnen, während gleichzeitig eine Zahnstange 135 (Fig. 10) betätigt wird, um ein mit ihr verbundenes Verzögerungsventil 145 zu veranlassen.

ein Signal zum Beginn des Schneidvorgangs zu erzeugen. Nach Beendigung des Schneidvorgangs erzeugt ein kontaktloser Schalter (nicht gezeigt), der in der Nähe des Klcmmechanismus 19 liegt, ein Signal, um gleichzeitig das Schneidelement 101 und die Zahnstange 135 zurückzuziehen. Danach werden die Klemmechanismen geöffnet, um den Schlitten in seine Ausgangsstellung zurückzuführen.

Es soll bemerkt werden, daß der Schlittenbewegungshebel 11 in die Ausgangslage durch Einwirkung eines zurückziehenden Zylinders 45 zurückgeführt werden muß, wenn der Schlitten dieselbe Geschwindigkeit erreicht wie der sich bewegende Metallkörper.

Jetzt werden die Einzelheiten verschiedener Mechanismen der neuartigen Schneidvorrichtung beschrieben, wie sie in F i g. 3 gezeigt ist. Die Startvorrichtung für den Schlitten 14 besteht aus einem Rahmen 23, einer Schliltenschubrolle 38, einer Kurvenfolgerolle 39, die mit der Beschleunigungskurve 41 zusammenarbeitet, einem Lager 40 für den sich vorbewegenden Hebel 11, einer Kupplung 42, die mit der in F i g. 1 gezeigten Welle 10 verbunden ist, dem zurückziehenden Zylinder 45, der einen Drehzapfen 43 aufweist und schwenkbar mit dem Hebel 11 bei 44 verbunden ist, einem Traggestell 46 für den Bewegungsmechanismus und einer Stütze 47 zum Abstützen des Drehzapfens 43. Wenn, wie oben beschrieben, der Schalter24, der auf einer in Fig. 1 gezeigten Schiene 25 angeordnet ist, der Elektromagneten 26 erregt, um die Eintourenkupplung 9 in Eingriff zu bringen und die Welle 10 dadurch zu drehen, dreht diese Welle die Beschleunigungskurve 41 zusammen mit einem an der Kupplung befestigten Block 155. Wenn die Beschleunigungskurve 41 gedreht wird, wird der Hebel 11 im Gegenuhrzeigersinn gemäß F i g. 3 geschwenkt, um den Schlitten 14 über die am freien Ende des Hebels 11 angeordnete Rolle 38 durch den Schlittenarsschlag 13 vorwärts zu schieben. Der Hub dieser Voi-wärtsbewegung des Schlittens schließt einen Beschleunigungsbereich und einen Bereich gleicher Geschwindigkeit ein. Der Zwischenraum zwischen diesen Bereichen kann kurz sein, beispielsweise etwa 0,3 see, was ausreicht, um der Änderung in der Streckengeschwindigkeit zu entsprechen. Dieses Intervall ist in der in F i g. 1 gezeigten Meßscheibe 12 vorher eingestellt, wobei verständlich ist, daß ein kontaktloser Schalter an dem eingestellten Wert angeordnet ist. Wenn die Kurve ihre Drehung fortsetzt, um den Block 155 zu veranlassen, den kontaktlosen Schalter zu betätigen, wird ein später zu beschreibender Klemmechanismus betätigt, um schnell den Hebel 11 in die Ausgangslage durch die Einwirkung des zurückziehenden Zylinders 45 zurückzuführen, wodurch der Hebel von der Vorwärtsbewegung des Schlittens unabhängig wird. Bei den bisher bekannten Mechanismen, mit denen der Metallkörper geschnitten wird, während er festgeklemmt ist und durch einen Hebel vorwärts bewegt wird, ist es sehr schwierig, den Schneidvorgang in einem begrenzten gleichen Geschwindigkeitsbereich zu vollenden. Das beeinträchtigt die Maßgenauigkeit. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, ist gemäß der Erfindung die Schlittenstartvorrichtung so konstruiert, daß sie nur wirkt, um den Schlitten auf eine Geschwindigkeit zu bringen, auf der er dieselbe Geschwindigkeit hat wie die Strecke.

Die Einzelheiten des Klemmechanismus sind in F i g. 4 und 5 gezeigt, wobei F i g. 4 ein Schnitt parallel zur Achse eines zu schneidenden Metallrohres

ist, während F i g. 5 eine Endansicht ist. In diesen Figuren bezeichnet die Bezugszahl 48 ein Metallrohr,

49 einen Klemmkörper, 50 einen in dem Klemmkörper enthaltenen Zylinder, 51 einen in dem Zylinder

50 enthaltenen Kolben, 52 eine Kolbenstange, 53 einen Führungsring, der zum Tragen eines Klemmringes 54 geeignet ist, 55 eine den Klemmring 54 und einen Klemmkopf 59 gleitend berührende Klemmhülse, 56 einen Klemmblock, 57 eine Stange zum Tragen der Klemmhülse und des Klemmblocks, 58 eine zurückziehende Feder für die Stange 57, 60 einen Führungsring zum Tragen des Klemmkopfes 59, 61 eine Leitung zum Zuführen von unter Druck stehendem öl zu dem Klemmechanismus, 62 einen Raum in dem Zylinder, 63 eine Leitung zum Zuführen von unter Druck stehendem öl, um das Zurückziehen zu bewirken, 64 einen Raum in dem Zylinder, 65 einen O-Ring für den Kolben, 66 eine Stütze zum Anordnen eines Trennmechanismus, 67 einen Zapfen einer Kolbenstange, 69 einen Trennkolben, 70 einen Kolbenring für diesen, 71 eine öffnung zum Zuführen von unter Druck stehendem öl zum Trennen, 72 eine öldichtung für einen Kolben 68, 73 eine Menge Niederdrucköl, 74 einen Rückhalter, 75 ein elektromagnetisches Ventil zum Bewirken des as Klemmvorgangs, 76 ein elektkromagnetisches Ventil, 77 einen Trennzylinder, 78 Stützen zum Tragen der elektromagnetischen Ventile und 79 Gleitplatte für den Klemmechanismus.

Die in F i g. 4 und 5 gezeigte Anordnung zeigt den Mechanismus 19 (Fig. 1) an der Auslaßseite des Metallrohres. Vorzugsweise wird der Klemmechanismus an der Einlaßseite fest angebracht, d. h. der Klemmechanismus 18 in Fig. 1, und zwar durch Fortlassen der Gleitplatten 79.

Wenn die Schneidvorrichtung wie oben beschrieben so konstruiert ist, daß die Beschleunigungskurvc 41 eine gleichzeitige Betätigung der Klemm- und der Zeitgebervorrichtung bewirkt, um die Schneidvorrichtung vorzubewegen und dadurch den Schneidvorgang nach einem vorher bestimmten Zeitraum zu beginnen, wobei der Klemmechanismus 18 an der Einlaßseite fest angebracht ist, wird der Klemmechanismus 19 an der Auslaßseite etwas vorbewegt, um auf das Metallrohr einen Zug durch ein Zylinder-Kulben-Aggregat 68 auszuüben, das dicht an den Gleitplatten 79 angeordnet ist, und zwar für einen Zeitraum, wie er durch den Zeitgeber bestimmt wird. Wenn der Schneidvorgang unter diesen Bedingungen durchgeführt wird, kann der Schnitt leicht mit ausge- so zeichneten Ergebnissen durchgeführt werden. Ein kontaktloser Schalter ist dicht an dem Zylinder angeordnet. Nach Beendigung des Schneidvorganges entfernt der Zylinder unmittelbar die abgeschnittenen Stücke des Rohres, und der kontaktlose Schalter arbeitet, um ein Signal zu geben, das die nachfolgenden Schritte einschließlich des Zurückziehens des Schneidelementes einleitet.

F i g. 6 und 7 zeigen ein Öldrucksystem zum Betätigen des Zylinders, der Klemmechanismen und eines Schneidelementzuführmechanismus, wie er später beschrieben wird. Dieses Öldrucksystem ist mit dem Öldruckmechanismus 1 gemäß F i g. 1 verbunden, um unter Druck stehendes öl verschiedenen Teilen der Schneidvorrichtung von einer Drucköleinheit 2 durch ein Gestell 3 und über die rotierenden Kupplungen 4 zuzuführen.

Fi g 6 zeigt den Zustand, in dem die Öldruck-Antriebszylinder geschlossen sind. Obwohl in F i g. 6 und 7 zwei Zylinder gezeigt sind, die gleichzeitig betätigt werden, wird verständlich sein, daß nur ein Zylinder mit demselben Ergebnis verwendet werden kann. In diesen Figuren kennzeichnet die Bezugszahl 81 ein Stromsteuerventil, 82 ein Druckminderventil, 83 einen Druckmesser desselben, 84 eine Leitung, 85 ein Stromsteuerventil, 86 ein Rückschlagventil, 87 ein Druckminderventil, 88 einen Gleichrichter, 89 eine von einem Elektromotor 90 getriebene Druckpumpe, 91 ein Entspannungsventil, das auf 70 bis 175 kg/cm³ eingestellt ist und von einem zweiten Entspannungsventil 92 unterstützt wird, das auf 5 bis 70 kg/cm³ eingestellt ist, 93 einen Druckmesser, 94, 95 und 96 Rückschlagventile, 98 ein Niederdruckentspannungsventil, 99 einen Druckmesser, 75 und 75' die elektromagnetischen Klemmventile, 50 und 50' die Klemmzylinder, 62 und 62' Räume für Öl zum Schließen des Klemmechanismus und 64 und 64' Räume für öl zum öffnen des Klemmechanismus.

Die Betätigung des Öldrucksystems für den Klemmmechanismus, wie er in F i g. 4 und 5 gezeigt ist, wird jetzt mit Bezug auf F i g. 6 und 7 beschrieben. Von den in Fig. 3 gezeigten Klemmzylindern wird nur einer im einzelnen beschrieben. Das Druckölsystem arbeitet, um Niederdrucköl den Zylindern zuzuführen und zu verursachen, daß das öl normal zirkuliert. Wenn der Zylinder offen ist, wird das Hochdrucköl in einen Tank gelassen, während der Rückfluß durch die Rückschlagventile 94, 95, 96 und 97 verhindert wird. Gleichzeitig damit wird auch das öl in den Zylindern 62 und 62' in den Tank zurückgeleitet. Gleichzeitig wird dem Niederdrucköl die Möglichkeit gegeben, frei in die Zylinder 64 und 64' zu strömen, um deren Kolben in geöffnetem Zustand zu halten. Wenn die elektromagnetischen Ventile 75 und 75' zum Klemmen geschaltet werden (F i g. 7), fließt Öl in die Zylinder 62 und 62' durch die elektromagnetischen Ventile 75 und 75', um ihre Kolben nach außen zu drücken, wobei der umgekehrte Strom des Öles durch die Rückschlagventile 94 und 97 verhindert wird. Gleichzeitig damit wird Hochdrucköl den Zylindern 62 und 62' zugeführt, um deren Kolben stark nach außen zur Vervollständigung der Klemmbet tigung zu drücken. Zu diesem Zeitpunkt wird der umgekehrte Strom des Hochdrucköls durch die Rückschlagventile 96 und 97 verhindert, und dieser Zustand wird aufrechterhalten, bis ein Signal erzeugt wird, das die Beendigung des Schneidvorganges kennzeichnet.

Unter diesen Bedingungen für den Niederdruckbetrieb ist das Entspannungsventil 98 wirksam, während für den Hochdruckbetrieb das Entspannunesventil 91 oder 92 wirksam ist.

Somit weist das Öldrucksystem drei Leitungen mit Nieder-, Mittel- und Hochdruck auf, um die Geschwindigkeit und die Genauigkeit der Betätigung der Kolben in den Zylindern zu erhöhen, wodurch die Genauigkeit und die Leistungsfähigkeit des Schneidvorganges wesentlich verbessert werden.

Der in Fig.4 und 5 gezeigte Klemmechanismus, der mit dem oben beschriebenen Druckölsystem ausgerüstet ist. arbeitet folgendermaßen: Insbesondere wird in Abhängigkeit von einem Signal, das das Schließen des Klemmechanismus anzeigt, was durch die Beschleunigungskurve 41 bewirkt wird, öl unter Mittcldruck in den Raum 62 im Zylinder 50 durch die elektromagnetischen Ventile 75 und 75' und die

509 617/90

9 10

Rückschlagventile 97 und 96 gemäß F i g. 7 eingelas- kennzeichnet die Lage eines Schneidelementes mi

sen, um den Kolben 51 nach außen zu drücken und großem Durchmesser und 153 diejenige eine:

dadurch den Klemmring 54 vorzubewegen, wodurch Schneidelementes mit kleinem Durchmesser. Aus Be-

die Klemmhülse 55 nach unten entlang der Stange 57 quemlichkeitsgründen zeigt die obere Hälfte dei

geschoben wird, um den Klemmblock 56 schnell vor- 5 Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie llß-111

zubewegen. Anschließend wird Hochdrucköl die in Fig. 12 und die untere Hälfte einen Schnit

Möglichkeit gegeben, den Klemmblock 56 zu veran- entlang der Linie 11 A-\ 1 Λ in Fig. 12.

lassen, das Metallrohr festzuklemmen. Wie es deut- Schließlich zeigt in Fig. 13 die Bezugszahl 101

lieh aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird das Metallrohr 48 das Schneidelement, das von einer Welle 102 getra

zwangläufig durch den dargestellten Klemmechanis- io gen wird, die in Lagern 103 und 104 gelagert ist. Mi:

mus geklemmt, der drei unabhängige Klemmblöcke 105 ist eine Feder zur Feineinstellung des Schneid

einschließt. Nach Beendigung des Schneidvorganges elementes, mit 106 eine öldichtung und mit 100 de

am Metallrohr 48 werden Kolben durch das Druck- Schneidelementhalter bezeichnet, der mit dem Hebe

ölsystem betätigt, um den Klemmechanismus in Ab- 148 über den Zapfen 121 verbunden ist.

hängigkeit von einem Klemmenöffnungssigna! auf 15 Nachstehend wird die Arbeitsweise des Schneid

dieselbe Weise zu lösen, wie es oben beschrieben element-Zuführmechanismus näher erläutert. Wenr

wurde. das Ritzel 110 von dem Ölmotor 17 getrieben wird

Fig. 8 bis 13 zeigen einen Schneidelemenl-Zu- während das Differentialgetriebe nicht betätigt wird

führmechanismus, der dem Klemmechanismus folgt, wird die Drehung des Motors auf das Rad 117 über-

wobei F i g. 8 einen Längsschnitt durch die Schneid- ao tragen, um es in entgegengesetzter Richtung anzutrei

vorrichtung, F i g. 9 Einzelheilen des Differentialge- ben. Die Hauptwelle 113 wird in entgegengesetzte]

triebes der Schneidvorrichtung gemäß Fig. 8, 10 Richtung von dem Ölmotor 17 über das Ritzel IK

einen Antrieb für die Schneidelemenlzuführung, und das Rad 112 getrieben. Somit werden das Rac

Fig. 11 und 12 Einzelheiten der Schneidkopf bau- 117 und die Hauptwelle 113 in gleicher Richtung ge

gruppe und Fig. 12 die Schneidkopfbaugruppe zeigt. 25 dreht. Wie oben beschrieben, ist das mit dem Diffe

In Fig. 8 und 9 kennzeichnet die Bezugszahl 17 rentialgetriebekasten verbundene Rad 114 gleitent

einen Ölmotor, der ein Ritzel 110 treibt, 111 ein auf der Keilwelle 115 angeordnet. Wenn die Zahn

Leerlaufrad, 112 ein von einer Welle 113 getragenes stange 135, die mit dem Rad 114 im Eingriff steht

Rad, 114 ein Kupplungsrad zum Drehen eines Dit- unterschiedlich in Abhängigkeit vom Klemmbeendi

ferentialgetriebekastens 116, 115 eine Keilwelle, die 30 gungssignal betätigt wird, dreht die dadurch hervor

die Drehung des Ritzels 110 auf ein Rad 117 über- gerufene Einwärtsbewegung des Kolbens (nicht ge

tragen kann, 118 ein Rad zum Drehen einer Kurven- zeigt), der in dem Zylinder 32 enthalten ist, das Rac

platte 119, 120 eine Rolle, die in einer in die Kur- 114, wodurch er den Differentialgetriebekasten IK

venplatte 119 gefrästen Nut 147 gleiten kann, 12Ϊ um einen Betrag weiterdreht, der der Bewegung de

einen bei einem Schneidkopf 122 befestigten Hebel- 35 Zahnstange 135 entspricht.

zapfen zum Tragen der Rolle 120. 123 ein Laby- Infolgedessen wird die Anzahl der Umdrehungei

rinth, 124 eine öldichtung, 125 einen O-Ring, 126 des Rades 117 um das Ausmaß der Drehung des Ge

ein Lager zum Tragen der Hauptwelle, 127 ein unlc- iriebekastens erhöhl. Das kann ausgedrückt werder

res Gehäuse für den Hauptkörper der Schneidvor- durch

richtung, 128 ein inneres Gehäuse und 129 ein obe- 40 ₊

res Gehäuse. Die Bezugszahl 130 kennzeichnet La /V=--¹

ger zum Tragen der Hauptwelle, 131 einen Halter. ~
und 132 und 133 sind Verstärkungsrippen für das
untere bzw. innere Gehäuse. 134 ist ein Lager zum

Tragen des Ritzels 110, 136 ein Lager zum Tragen 45 wobei N die Anzahl der Umdrehungen des Differen

der Keilwelle für ein Kegelgetriebe und 137 in einem tialgetriebekastens, n_t diejenige des Ritzels 110 um

Getriebekasten gelagerte Kegelräder. 138 ist eine n₂ diejenige des Rades 117 darstellt.

Antriebswelle für das Rad 117, die von Lagern 139 Die Drehung des Rades 117 wird auf die Kurven

getragen wird, 30 is; eine Öleinlaßöffnung für den platte 119 über das Rad 118 übertragen, und die An

Ölmotor, während 31 eine Auslaßöffnung ist. 100 ist 50 zahl der Umdrehungen des Schneidkopfes 122, de

ein Halter für das Schneidelement 101 und 109 eine an der Hauptwelle 113 befestigt ist, wird um die vor

Abdeckplatte für den Hauptkörper der Schneidvor- den Differentialrädern erzeugte Steigerung erhöht

richtung. Da der Hebel 148 mit der an seinem äußeren End<

In Fig. 10 bezeichnet die Bezugszahl 32 einen Be- befestigten Rolle 120 mit dem Schneidkopf 122 ver

tätigungszylinder für die Zahnstange 135, 140 einen 55 bunden ist und die Kurvenplatte 119 mit einer Nu

Stift und 141 eine Betätigungskurve für das Verzöge- ausgeformt ist, die in Richtung der Drehung geneig

rungsventil 145. 142 kennzeichnet eine Schubstange, ist, um die Rolle 120 aufzunehmen, gleitet die Rollt

143 eine Rückführfeder, 144 einen Schubhebel für entlang der Kurvennut 147 mit einer Geschwindig

das Verzögerungsventil 145 und 146 einen kontakt- keit, die der erhöhten Geschwindigkeit des Rade·

losen Schalter zum Öffnen des Klemmechanismus. 60 117 entspricht Infolgedessen wird das Schneidele

In Fig. 11 und 12 ist mit 147 die Nut für eine ment 101 durch die schräge Fläche der Kurvennu

Schneidplatte bezeichnet, mit 120 die von einem He- 147 gegen die -\chse gedrückt. Wenn das zu schnei

bei 148 getragene Rolle, die entlang der Nut 147 dende Rohr an seiner Mitte gehalten wird, könnt*

laufen kann, und mit 122 der Schneidkopf, an dem das Rohr mit derselben Geschwindigkeit geschnitter

der Hebel 148 mittels eines Stiftes 149 befestigt ist 65 werden, wie sie die Hauptwelle 113 aufweist, und mi

150 kennzeichnet eine Schnecke zum Einstellen der einer festen Geschwindigkeit des Rades 117. Dit

lage des Schneidelementes und 151 ein mit der Länge und Neigung der Kurvennut 147 werden ir

Schnecke im hingriff stehendes Schneckenrad 152 Abhängigkeit \m dem Durchmesser und der Wand

dicke des Metallrohres bestimmt. Ähnlich kann die Anzahl der Zähne der Zahnstange 135 und des Rades 114 entsprechend der Länge der Kurvennut 147 bestimmt werden.

Eines der Merkmale des in F i g. 11 und 12 gezeigten Schneidkopfes besteht darin, daß die Wirkung der durch die schnelle Drehung erzeugten Zentrifugalkraft durch das an dem Schneidkopf befestigte Schneidelement und das Schneckengetriebe ausgeglichen wird. Das Schneidelement hat eine Neigung, infolge der Zentrifugalkraft von der Mitte abzuweichen, wodurch die Schneidwirkung verringert wild. Durch den beschriebenen Mechanismus kann diese Neigung jedoch ausgeschaltet und das Schneidelement zwangläufig in das Rohr eingeführt werden. Das ist der Fall, da der Schneidkopf in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung ausbalanciert ist.

Wie es bereits oben erläutert wurde, ist der Klemmmechanismus in der Schneidvorrichtung an der Ein.-gangsseite befestigt, während derjenige an der Auslaßseite so angeordnet ist, daß er von Zylindern betätigt wird, um einen Zug auf das Metallrohr auszuüben. Wenn die Schneidvorrichtung den Schneidvorgang an dem auf diese Weise festgehaltenen Metallrohr durchführt, kann eine ausgezeichnete Fertigbearbeitung mit hoher Leistung erzielt werden. Außerdem wurde gemäß der Erfindung der Sehneidelement-Befest igungsmeehanismüs verbessert, um die Endbearbeitung zu verbessern. Der Fachmann wird wissen, daß an den Enden der abgeschnittenen Teile Rattermarken auftreten, wenn Rohre von einem feststehenden Schneidelement geschnitten werden. LJm diese Schwierigkeit zu beseitigen, wird das Schneidelement nachgiebig durch die Druckfeder 105 gehalten, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Es hat sich herausgesiellt, daß diese Konstruktion zu ausgezeichneten Schnittenden ohne Rattermarken führt. Man ist der Ansicht, daß dieses Ergebnis durch die Tatsache verursacht wird, daß die von der Schneidwirkung des Schneidelementes erzeugte Spannung durch die Feder 105 geschluckt wird.

ίο Somit kann die neuartige RohrschneidevorriehUing Metallrohre mit hoher Mußgenauigkeit schneiden, und die Schneidleistung ist so hoch, daß sie zehn Schritte pro Minute durchführen kann. Nach Beendigung des Schneid Vorganges gibt der kontaktlose Schalter, der in der Nähe des Betätigungszylinders des Klemmechanismus an der Auslaßseite angeordnet ist, ein Signal, das den Zylinder 32 (Fig. 10) betätigt, um die Zahnstange 135 zurückzuführen. Wenn sich die Zahnstange 135 nach unten bewegt, wirkt

au die an ihr ausgeformte Kurve 141, um das Verzögerungsventil 145 zu lösen, woduidi der kontaktlose Schalter 146 arbeitel, um ein S^:gnal zu erzeugen. In Abhängigkeit von diesem Signal werden die Klemmmechanismen gelöst, um verschiedene Mechanismen in ihre Ausgangsstellungen zurückzuführen.

Wie es in F i g. 8 gezeigt ist, kann das Eindringen von Schneidspänen in das Innere des Schneidmechanismus vollkommen ausgeschlossen werden, da dk Schneidvorrichtung mittels des Labyrinths 123, dei Öldichtung 124, des O-Rings 125 und der Abdeckplatte 109 vollständig abgedichtet ist, so daß der Mechanismus fortlaufend arbeiten kann.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schneiden von sich fortlaufend bewegendem Rohr, mit einer auf einem Schlitten angeordneten Schneidvorrichtung, wobei dem Schlitten eine Antriebsvorrichtung zugeordnet ist, welche diesen bei jedem Schneidvorgang auf die Laufgeschwindigkeit des Rohres beschleunigt, und der Schlitten eine von einer Geschwindigkeitsmeßvorrichtung gesteuerte Klemmvorrichtung trägt, welche diesen bei Erreichen der Laufgeschwindigkeit des Rohres an dem Rohr festklemmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung aus zwei im Abstand voneinander angeordneten einzelnen Klemmmechanismen (18, 1,9) besteht, zwischen welchen das Schneidelement (101) angeordnet ist, wobei eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, um die Halterung (100, 122) des Schneidelements (101) ao gegenüber dem Rohr (48) in Rotation zu versetzen, und ferner ein den Vorschub des Schneidelements (101) gegenüber dem Rohr (48) bewirkendes Differentialgetriebe vorgesehen ist, welches aus einer Kurvenscheibe (119) besteht, welche gegenüber der Halterung (100) des Schneidelemenis (101) eine abweichende Drehgeschwindigkeit aufweist, wobei die Halterung (100) mit einer Kurvenfolgerolle (120) an der Kurvenscheibe (119) anliegt, und daß der die Schneidvorrichtung tragende Schlitten (14) durch einen Schwenkhebel (11) beschleunigt wird, welcher an einer als Beschleunigungskurve dienenden Nockenscheibe (41) anliegt, welche mit einer von der jeweils gemessenen Laufgeschwindigkeit des Rohres (48) abhängigen Drehgeschwindigkeit antreibbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Klcmmtnechanismen (18) gegenüber der Schneidvorrichtung ortsfest angeordnet ist und der andere Klemmechanismus (19) gegenüber der Schneidvorrichtung beweglich und mit dieser über ein Zylinder-Kolben-Aggregat (68) verbunden ist, um auf den zwischen den Klemmechanismen befindliehen Teil des Rohres (48) eine Zugkraft auzuüben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Klemm-Inechanismen (18, 19) mehrere in gleichem Ab-Stand um das Rohr (48) herum angeordnete Klemmblöcke (56) sowie einen mit einem Kolben verbundenen axial verschieblichen Klemmring (55) aufweist, um die Klemmblöcke infolge Keilwirkung gegen das Rohr (48) zu pressen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichliet durch ein von einem Öldruckmotor (17) angetriebenes Eingangsritzel (110), welches einen Antrieb des Differentialgetriebes bildet, ein von einer Zahnstange (135) angetriebenes zweites Eingangsritzel (114), welches den zweiten Antrieb des Differentialgetriebes bildet, und ein Ausgangsritzel (117) des Differentialgetriebes, wobei die Kurvenscheibe (119) mit dem Ausgangsritzei (117) gekuppelt ist, so daß diese mit der Drehgeschwindigkeit des ersten Eingangsritzels (110) zuzüglich der durch das zweite Eingangsritzel (114) verursachten Differentialdrehgeschwindigkeit antreibbar ist, wobei die Schneidvorrichtung ferner einen mit dem ersten Eingangsritzel (110) gekuppelten Schneidkopf (122) aufweist, in dessen Rotationsebene ein mit diesem umlaufender Hebel (148) exzentrisch und schwenkbar gelagert ist welcher die Schneidenhalterung (100) sowie eine Kurvenfolgerolle (120) trägt, welche in eine in der Kurvenscheibe (119) angeordnete spiralförmige Nut (147) eingreift, deren Länge dem Hub der Zahnstange (135) entspricht, so daß bei einer Drehzahldifferenz zwischen der Kurvenscheibe (119) und dem Schneidkopf (122) der Hebel (148) und der mit diesem verbundene Schneidenhalter (100) verschwenkt und das Schneidelement (161) der Rohrachse angenähert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (122) mit dem Ende einer von dem Öldruckmotor (17) angetriebenen Hohlwelle (113) verbunden ist, durch welche sich das zu schneidende Rohr (48) hindurcherstreckt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidenhalter (100) ajf einem Lagerzapfen (121) des Hebels (148) verdrehbar angeordnet und mittels eines Schneckentriebes (150) winkelmäßig justierbar ist.

7. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckentrieb (150) auf der dem Schneidelement (101) gegenüberliegenden Seite des Lagerzapfens (121) angeordnet ist, um die auf das Schneidelement (101) einwirkende Fliehkraft zu kompensieren.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement (101) mit der Vorspannkraft einer Feder (105) in bezug auf die Bewegungsrichtung des zu schneidenden Rohres (48) gegen das Einlaßende des Schneidkopfes (122) hin belastet ist.