DE2407070A1 - Plandrehwerkzeug fuer schmelzschweissgeraete zur verbindung von kunststoffrohren - Google Patents

Description

• "Plandrehwerkzeug für Schmelzschweissgeräte zur Verbindung von Kunststoffrohren" Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Bearbeitungswerkzeuge für Kunststoffrohre. Genauer gesagt bezieht sie sich auf ein Werkzeug, das dazu verwendet wird, gleichzeitig die Enden zweier Kunststoffrohre zu bearbeiten, die gleichachsig eingespannt sind und sich in einem Abstand voneinander befinden, der der Breite der Schneidvorrichtung entspricht.
• Mit der ständig zunehmenden Verwendung von Kunststoffrohren in verschiedenen Industriezweigen, wie zum Beispiel der Erdölindustrie, entstand der Bedarf an einem Gerät, das dazu dient, zwei Rohrstücke gleichachsig in Abstand voneinander starr festzuhalten, mit einer Einrichtung, durch die Schneidvorrichtungen an den Enden beider Rohre gedreht werden. Die Schneideinrichtung wird dann entfernt, und eine Heizplatte wird zwischen den beiden Rohrenden angebracht, die näher aneinanderbewegt werden, um in wärmeübertragender Berührung mit der Platte zu gelangen. Wenn die Flächen der beiden Rohrenden auf eine Temperatur erwärmt werden, bei der der Kunststoff in halbflüssigem Zustand ist, werden die Rohre getrennt, die Heizplatte wird zurückgezogen und sodann werden die Rohre aneinandergepresst, wodurch der erweichte Kunststoff jedes Rohres sich mit dem des anderen Rohres verbindet, um eine Verbindung zu bilden, die ebenso fest ist, wie das ursprüngliche Rohr.
• Eine der Schwierigkeiten bei bekannten Vorrichtungen dieser Art besteht darin, dass die Dreheinrichtung, die die Schneidvorrichtungen trägt, um gleichzeitig die beiden Rohrenden vorzubereiten, erhebliche axiale Abmessung hat. Dies erfordert es, dass das gesamte Werkzeug einen grossen axialen Bewegungsbereich einer der beiden Einspannvorrichtungen hat, die das kürzere Rohrstück trägt.
• Durch Herabsetzung der axialen Breite der Schneidanordnung kann die gesamte Vorrichtung kürzer gemacht werden, und es wird ein geringerer Energie- und Zeitaufwand erfordert, um das Rohrstück während der Bearbeitung, Erwärmung und Verbindung zu bewegen.
• Daher besteht die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe in der Schaffung eines Plandrehwerkzeuges für Kunststoffrohre, bei dem die axiale Breite zwischen den Schneidflächen von geringstmöglicher Abmessung ist.
• Die dem Stand der Technik innewohnenden Begrenzungen und Schwierigkeiten werden durch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung überwunden, und die Ziele der Erfindung werden durch diese Ausführungsform erreicht, die eine sich drehende Schneidmesseranordnung umfasst, die von sehr viel geringerer axialer Abmessung ist, als Vorrichtungen gemäss dem Stand der Technik.
• Plandrehwerkzeuge dieser Art gemäss dem Stand der Technik weisen eine Welle auf, die auf der Achse der Rohre angeordnet ist. Zwei Stützwände sind vorgesehen, in denen Lager zur Lagerung der Welle angeordnet sind. Zwei Platten auf jeder Seite der Stützarme, die die Schneidmesser tragen, sind auf der Welle ausserhalb der Arme angebracht. Somit umfasst die gesamte Breite der Schneidanordnung die Breite der beiden Platten und von Naben an diesen Platten zur Befestigung an der Welle, die axiale Länge der beiden Lager, die sich in den Stützarmen befinden, sowie das Kettenzahnrad und die Nabe zur Befestigung des Kettenzahnrades auf der Welle.
• Bei der vorliegenden Erfindung ist die Ausbildung derart, dass keine axiale Welle vorgesehen ist und damit keine Naben zur Befestigung der äusseren Schneidplatten und des Kettenzahnrades an der Welle. Bei dieser Ausbildung umfasst die Drehanordnung die beiden Schneidplatten und das in der Mitte befindliche Kettenzahnrad, die als eine sich drehende Einheit aneinander befestigt sind, wobei ein Mindestabstand zwischen dem Kettenzahnrad und den beiden Platten besteht. Ringförmige Nuten in Nähe der Aussenränder der Scheiben an ihren Innenflächen bilden zwei äussere Kränze, die durch zwei Sätze von jeweils mehreren Rollen gelagert werden, die auf einem ringförmigen Lagerrahmen angebracht sind, der die sich drehende Schneidanordnung umgibt. Da die Drehanordnung auf Umfangsflächen gelagert wird, benötigt man keine langen, steifen Stützarme und Lager zur Lagerung einer Welle, noch Naben, die zur Befestigung des Kettenzahnrades und der beiden Schneidplatten auf der Welle erforderlich wären, wie bei den bekannten Vorrichtungen. Somit kann die axiale Dicke dieser Anordnung gegenüber der Dicke der herkömmlichen Anordnungen auf die Hälfte oder noch weniger herabgesetzt werden. Dadurch werden die Ausbildung der Schneidanordnung vereinfacht und die Herstellungskosten herabgesetzt, und es ergibt sich eine herabgesetzte Gesamtabmessung des Werkzeuges und des Bewegungsbereiches, der für die Einspannvorrichtung erfordert wird, die eines der beiden zu verbindenden Rohre hält.
• Diese und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung und ein besseres Verständnis der Grundgedanken und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist.
• In den Zeichnungen sind: Fig. 1 eine Gesamtansicht des Rohrschweissgerätes, Fig. 2 eine Aufrissansicht einer Seite des Plandrehwerkzeuges, Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 und Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2.
• Fig. 1 zeigt eine perspektivische Gesamtansicht eines Schmelzschweissgerätes zur Verbindung von Rohren, in dem die Rohrplandrehvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um die einander gegenüberliegenden Enden der beiden Rohre zu bearbeiten, die durch das Schmelzschweissverfahren miteinander verbunden werden sollen. Das Rohrplandrehwerkzeug ist mit der allgemeinen Bezugszah,l 10 bezeichnet. Mit der Bezugszahl 12 ist ein Rohreinspanngerät bezeichnet, durch das ein Rohr 16 festgehalten wird. Mit der Bezugszahl 14 ist eine zweite Rohreinspannvorrichtung bezeichnet, die dazu verwendet wird, ein neues Rohrstück 18 festzuhalten. Die Rohreinspannvorrichtung 14 ist durch nicht gezeigte Teile so angebracht, dass sie in Längsrichtung entlang dem Rahmen 20 verschoben werden kann, so dass das Rohr 18 von dem Rohr 16 hinwegbewegt oder näher an das Rohr 16 gebracht werden kann, das in der Rohreinspannvorrichtung 12 eingespannt ist, die durch nicht gezeigte Teile fest an dem Rahmen 20 befestigt ist. Der Rahmen kann in bekannter Weise aus Längs- und Querteilen 21 und 22 mit Rädern 23 bestehen, wie es allgemein üblich ist.
• Zur Querbewegung der beweglichen Einspannvorrichtung 14 ist eine Einrichtung vorgesehen, die in bekannter Weise ein Hebel 26 sein kann, der um einen Drehzapfen 56 drehbar ist, der an dem Rahmenteil 21 befestigt ist, sowie ein Betätigungsarm 27, der mit einem Block 28 verbunden ist, der an der beweglichen Einspannvorrichtung 14 befestigt ist. Durch Betätigung des Hebels 26 kann die bewegliche Einspannvorrichtung 14 und damit das Rohr 18 genau im Hinblick auf das Rohr 16 eingestellt werden.
• Bei der Verbindung von Kunststoffrohren durch das Schmelzschweissverfahren werden die beiden einander gegenüberliegenden Enden der Rohns16und 18 so bearbeitet, dass die Stirnflächen der Rohre rechtwinklig zu der Achse der Rohre verlaufen. Die Schneidvorrichtung 10 wird für diesen Zweck verwendet. Wenn die Enden der Rohre bearbeitet worden sind, wird die Schneidvorrichtung aus dem Spalt zwischen den Rohren entfernt-und wird durch eine Heizeinrichtung ersetzt, die ein Heizelement und zwei Platten mit parallelen Flächen aufweist, die auf jeder gewünschten Temperatur gehalten werden können. Diese Heizeinrichtung ist im allgemeinen erheblich schmaler oder dünner als die Schneidvorrichtung, und wenn sie zwischen den Rohren angebracht wird, müssen die Einspannvorrichtung 14 und das Rohr 18 näher an das Rohr 16 herangebracht werden. Durch Druck der Rohre auf die heissen Flächen der Heizeinrichtung wird die Temperatur des Rohrmaterials auf eine gewünschte Temperatur erhöht, bei der der Kunststoff in ausreichendem Maße flüssig wird, so dass, wenn die Rohre wieder vorübergehend getrennt werden und die Heizeinrichtung aus dem Zwischenraum zwischen den Rohrenden entfernt wird, die Rohre dann durch Bewegung der Einspannvorrichtung 14 zusammengebracht werden können und ein erheblicher Druck hervorgerufen werden kann, um die beiden Rohrenden in Berührung miteinander zu drücken, wodurch sich das Plastikmaterial der beiden Rohre miteinander vermischt, um eine feste Verbindung zwischen den beiden Rohrstücken zu bilden.
• Wenngleich diese Ausbildung des gesamten Schmelzschweissgerätes eine Reihe von Merkmalen aufweist, die in Vorrichtungen gemäss dem Stand der Technik nicht gezeigt sein können, werden die Ansprüche der vorliegenden Erfindung nur auf die Schneidvorrichtung gerichtet, die mit der allgemeinen Bezugszahl 10 bezeichnet ist. Die weitere Beschreibung wird also auf die Einzelheiten der Rohrplandrehvorrichtung begrenzt, die in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt ist.
• Ein mit der allgemeinen Bezugszahl 34 bezeichneter Rahmen umfasst einen kreisförmigen Teil und einen winkelförmigen Teil, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Der Rahmen kann in der Querschnittsform eines T gegossen, geschmiedet oder aus einem Walzprofil geformt werden, wobei das T im wesentlichen eine ringförmige Platte ist und durch einen kurzen Zylinder getragen und versteift wird, wobei die beiden Teile zusammen im Querschnitt die Form des Buchstaben T bilden.
• An dem inneren Steg 36 des Rahmens sind mehrere Wellen 39 angebracht, die Rollen 37 und 38 tragen. Es können drei oder vier oder mehrere Wellen 39 an dem Steg 36 gelagert sein, so dass die Flächen der Rollen einen Kreis beschreiben.
• Die Rollen tragen eine Drehanordnung, die mit der allgemeinen Bezugszahl 49 bezeichnet ist. Diese umfasst eine erste kreisförmige Platte 42, eine zweite ähnliche kreisförmige Platte 44, einen Kettenzahnkranz 46, der axial zwischen den beiden Platten 42 und 44 durch Abstandsstücke 45 und mehrere Bolzen 48 befestigt ist. In die Innenfläche jeder der beiden Platten 42 und 44 ist eine kreisförmige Nut 51 geschnitten. Diese kreisförmigen Nuten bilden Umfangsflächen 40, die mit Lippen 41 Winkel bilden. Die Rollen 37 und 38 sitzen in diesen ringförmigen Ausschnitten zwischen den Umfangsrändern 40 und den Lippen 41, wobei die Rollen 37 in Berührung mit der Platte 42 stehen und die Rollen 38 in Berührung mit der Platte 44. Auf diese Weise kann die Anordnung 49 frei gedreht werden und wird fest durch die Rollen 37, 38 auf jeder Seite des Mittelsteges 36 des Rahmens 34 abgestützt und gelagert.
• Es ist natürlich ersichtlich, dass die ringförmigen Teile der Scheiben in radialer Richtung ausserhalb der Lippen 41 weggeschnitten werden könnten, da sie die Drehanordnung nicht tragen oder lagern. Wie weiter unten gezeigt wird, tragen sie jedoch einen Teil des Schneidmessersystems. Ferner dienen sie dazu, Schmutz und Späne von den Rollenlagern fernzuhalten.
• An dem winkelförmigen Teil 64 des Rahmens 35 sind Teile zur Halterung einer geschweissten Platte und einer Welle (nicht gezeigt) vorgesehen, die ein Antriebskettenrad 60 trägt, und eines (nicht gezeigten) Motors. Das Antriebskettenrad 60 liegt in der gleichen Ebene wie der Kettenzahnkranz 46, und eine Kette 62 verbindet das Antriebskettenzahnrad 60 und den Kettenzahnkranz 46 auf der Drehanordnung 49.
• Jede der beiden Platten 42 und 44 weist an ihrer Aussenfläche Teile zur starren Befestigung von Schneidmessern 54 auf, die deutlicher in Fig. 4 gezeigt sind. Schlitze 52 sind vorzugsweise in einem Winkel in die Platten geschnitten, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, und zwar in einer in Fig. 2 veranschaulichten Richtung.
• Jedes Schneidmesser 54 ist ein Stück aus Werkzeugstahl von rechteckiger Form und mit einer Breite, mit der sie ohne weiteres in die Schlitze 52 eingesetzt werden können. Die Schneidkante 57 des Messers ist schräg zugeschnitten, wie es in der Zeichnung gezeigt ist, um die gewünschten Schneidbedingungen hervorzurufen, wie es in der Technik bekannt ist. Geeignete Teile (nicht gezeigt, jedoch in der Technik bekannt) sind vorgesehen, um die Messer 54 fest in den Schlitzen 52 zu halten.
• In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Halterung des Plandrehwerkzeuges 10 veranschaulicht. Eine Welle 11 ist in Lagern 13 und 15 gelagert, die auf einer Platte 25 angebracht sind, die von dem Rahmen 20 getragen wird. Die Welle 11 verläuft parallel zu der Achse derRohre und ist rechtwinklig zu dem Rahmen 34 des Plandrehwerkzeuges angebracht, so dass das Plandrehwerkzeug um die Welle 11 aus dem Spalt zwischen den beiden Rohrenden herausgedreht werden kann. Wenn das Plandrehwerkzeug aus dem Spalt herausgedreht worden ist, kann ein nicht gezeigtes (aber in der Technik bekanntes) Heizelement in den Spalt eingeführt werden, wie es weiter oben erläutert wurde. Wenn die Einspannvorrichtung 14 und das Rohr 18 nach links bewegt werden, kann die Schneidanordnung 10 in ihre Stellung gedreht werden, in der die Schneidfläche gleichachsig mit dem Rohr 16 ist. In dieser Stellung befinden sich die Schneidmesser in Abstand von den beiden Rohren 16 und 18. Wenn die Einspannvorrichtung 14 und das Rohr 18 nach rechts bewegt werden, wird die Schneidanordnung durch den Druck des Endes des Rohres 18 auf die Fläche 42 nach rechts gedrückt, wobei sich die Welle 11 in den Lagern 13 und 15 nach rechts bewegt. Dabei gelangt die Fläche 44 der Schneidanordnung in Berührung mit dem Ende des Rohres 16. Durch weitere Bewegung der Einspannvorrich#ng 14 \,\,ird das Rohr 18 auf die eine Schneidfläche gedrückt und die zweite Schneidfläche wird an das Ende des Rohres 16 angedrückt. Wenn dann die Schneidanordnung gedreht wird, werden die Rohre gemeinsam so zugeschnitten, dass ihre Flächen rechtwinklig zu den Achsen der Rohre verlaufen. Wenn der Schneidvorgang beendet ist, wird die Einspannvorrichtung 14 nach links bewegt und nimmt dabei das Rohr 18 mit. Die Schneidanordnung 10 wird aus dem Spalt herausgedreht.
• Sodann wird der Erwärmungsschritt durchgeführt und der Schmelzschweissvorgang beendet.
• Die gezeigte Einrichtung einschliesslich der Teile 11, 13 und f zur Halterung und Handhabung des Plandrehwerkzeuges ist nur eine von vielen möglichen Einrichtungen und bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Es ist ersichtlich, dass das Plandrehwerkzeug beispielsweise auch mit der Hand zwischen den beiden benachbarten Rohrenden eingesetzt werden und herausgenommen werden kann.
• Es ist ersichtlich, dass es durch Lagerung der Drehanordnung 49 an ihrem Umfang statt an ihrer Achse möglich istß den Rahmen erheblich zu vereinfachen, der die Drehanordnung hält, und die axiale Dicke der Drehanordnung auf weniger als die Hälfte dessen zu verringern, was für gewöhnlich bei Vorrichtungen dieser Art gemäss dem Stand der Technik vorgesehen wird, die eine die Schneidanordnung tragende Drehwelle verwenden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   k31. Plandrehwerkzeug für Kunststoffrohre zur Bearbeitung der gegenüberliegenden Enden von zwei Rohren in einem Kunststoffrohr-Schmel zschweissgerät zur Verbindung der Enden zweier gleichachsiger, in Abstand voneinander befindlicher Kunststoffrohre des gleichen Durchmessers, mit einem Rahmen, einer stationären Rohreinspannvorrichtung, die ein erstes Rohr hält, einer beweglichen Einspannvorrichtung, die ein zweites Rohr hält und es in Längsrichtung von einer Stellung, in der es von dem ersten Rohr getrennt ist, in eine zweite Stellung bewegt, in der es sich in Druckberührung mit dem ersten Rohr befindet, und mit einer Heizeinrichtung zur Erwärmung der einander gegenüberliegenden Rohrenden, gekennzeichnet durch einen Rahmen (34) mit einem senkrechten Teil (36), der mehrere Paare von auseinanderliegenden, gleichachsigen Rollen (37, 38) trägt, die in einer Kreisbahn liegen, eine Dreheinrichtung (49), die zwei parallele, in Abstand voneinander angeordnete Platten (42, 44) umfasst, die einander gegenüberliegende gleichachsige Ränder aufweisen, deren Aussenflächen (40) in tangentialer Berührung mit den Rollenpaaren stehen, wodurch die Dreheinrichtung auf den Rollen drehbar gelagert wird, Schneidmesser (54), die an den beiden parallel zueinander verlaufenden Aussenflächen der Platten (42, 44) angebracht sind, eine zwischen den beiden Platten (42, 44) angebrachte Einrichtung (46) zur Drehung der Dreheinrichtung und eine Einrichtung (11, 25), mittels derer die Rohrplandrehvorrichtung in den Spalt zwischen den Rohren herausnehmbar bewegt werden kann, wobei die Ebene der Plandrehvorrichtung senkrecht zu der Achse der Rohre verläuft, und mit Teilen (11, 13, 15) zur begrenzten axialen Bewegung des Rohrplandrehwerkzeuges.
2. 2. Plandrehwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Rahmens (34) aus einem T-Profil besteht, das zu einem Kreis geformt ist, wobei der Querbalken (35) des T an der Aussenseite liegt und der senkrechte Balken des T den senkrechten Teil (36) bildet, an dem die Rollenpaare (37, 38) gelagert sind.
3. 3. Plandrehwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (49) zwei Platten (42, 44) umfasst, die in paralleler axialer Stellung aneinander befestigt sind und zwischen denen gleichachsig ein erstes Kettenzahnrad (46) angebracht ist, und dass die Umfangsränder (40) durch kreisförmige Nuten (51) gebildet werden, die in die Innenflächen der Platten geschnitten sind.
4. 4. Plandrehwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rahmen ein Antriebskettenrad (60) angebracht ist, und eine Kette (62) zwischen dem ersten Kettenzahnrad und dem Antriebskettenzahnrad verläuft.
5. 5. Kunststoffrohr-Plandrehwerkzeug zur Bearbeitung der einander gegenüberliegenden Enden von Rohren in einem Kunststoffrohr-Schmelzschweissgerät zur Verbindung der Enden zweier gleichachsiger, in Abstand voneinander befindlicher Kunststoffrohre des gleichen Durchmessers, mit einem Rahmen, einer stationären Einspannvorrichtung, die ein erstes Rohr hält, einer beweglichen Einspannvorrichtung, die ein zweites Rohr hält und das zweite Rohr in Längsrichtung von einer Stellung, in der es von dem ersten Rohr getrennt ist, und einer zweiten Stellung bewegt, in der es sich in Druckberührung mit dem ersten Rohr befindet, und einer Heizeinrichtung, die dazu dient, die einander gegenüberliegenden Enden der Rohre zu erwärmen, gekennzeichnet durch einen Rahmen, der einen kreisförmigen Teil umfasst, der mit einem T-Profil geformt ist, dessen Querbalken an der Aussenseite liegt und dessen senkrechter Balken an der Innenseite liegt und mehrere Rollen aufweist, die an dem senkrechten Balken des T gelagert und in einer Kreisbahn angeordnet sind, eine in dem Rahmen gelagerte Dreheinrichtung, die zwei parallele kreisförmige Platten umfasst, die in Abstand voneinander angeordnet sind und zwischen denen ein erstes Kettenzahnrad eingespannt ist, wobei die Platten und das Kettenzahnrad gleichachsig angeordnet sind und die Innenflächen der Platten mit herausgearbeiteten Nuten versehen sind, die Umfangsränder bilden, deren Aussenflächen sich in Drehberührung mit den Rollen befinden, ein Antriebskettenzahnrad und eine Kette in dem Rahmen für den Antrieb der Dreheinrichtung über das erste Kettenzahnrad, an den Aussenflächen der Dreheinrichtung verstellbar angebrachte Schneidmesser, die dazu dienen, die Enden der Rohre zuzuschneiden, wenn die Dreheinrichtujng so angebracht wird, dass sie sich in Berührung mit den Enden der Rohre befindet und eine Einrichtung zum herausnehmbaren Einsetzen des Rohrplandrehwerkzeuges in den Spalt zwischen den Rohren, wobei seine Ebene senkrecht zu der Achse der Rohre verläuft und mit Teilen zur begrenzten axialen Bewegung des Rohrplandrehwerkzeuges, so dass, wenn sich das Rohrplandrehwerkzeug in dem Spalt befindet und das zweite Rohr in Richtung auf das erste Rohr bewegt wird, das Ende des zweiten Rohres sich in Schneidberührung mit einer ersten Schneideinrichtung an einer ersten Fläche der Dreheinrichtung befindet und durch Druck auf die Dreheinrichtung das Rohrplandrehwerkzeug in axialer Richtung soweit bewegt wird, bis die zweite Schneideinrichtung an der zweiten Fläche der Dreheinrich#ing sich in Schneidberührung mit dem ersten Rohr befindet.

   L e e r s e i t e