DE2409519A1

DE2409519A1 - Vorrichtung zum fuehren eines schneidoder schweissbrenners

Info

Publication number: DE2409519A1
Application number: DE19742409519
Authority: DE
Inventors: Peter Rabe
Original assignee: Messer Griesheim GmbH
Current assignee: Messer Griesheim GmbH
Priority date: 1974-02-28
Filing date: 1974-02-28
Publication date: 1975-09-11
Also published as: JPS537294B2; NL7501901A; FR2262571A1; IT1031460B; JPS50120456A; DE2409519B2; FR2262571B1; GB1495172A

Description

I^SSSER ORIESHEIH GMBH Ordner II

Kennwort: _ Rohrschneiden - KG- 855

elektr. Übertragung Be/ne

Erfinder: Rabe 6.2.1974

Vorrichtung zum Führen eines Schneid oder Schweißbrenners

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen eines Schneidbrenners, insbesondere zum Schneiden von Rohrformschnitten, mit einer Brennersteuerung zum Bewegen des Brenners in Richtung der Rohrrotationsachse und einer Rohrsteuerung zum Drehen des Rohres um vorbestimmte Drehwinkel.

Derartige Vorrichtungen sind auch unter der Bezeichnung Rohrschneidmaschinen bekannt, Rohrschneidmaschinen dienen zur Herstellung von Rohrformschnitten und zwar von:

Rundschnitten - Schnitte senkrecht zur Rohrrotations

achse

Anpassungen - Zuschneiden des Rohrstirnendes ■

eines Anpassungsrohres, damit dieses sich an die Außenkontur eines zweiten Rohres (Hauptrohres) anpaßt.

Schrägschnitten - Schnitte unter einem bestimmten Winkel zur Rohrachse Durchdringungen - Öffnungen in der Rohrwand, zum Anschluß eines zweiten Rohres.

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Dabei ist bei den Schnittarten Anpassungen, Schragschr.itten und Durchdringungen eine Bev.^regung in Richtung der Rotationsachse und eine Bewegung quer zur Rotationsachse erforderlich. Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Brenner die Bewegung in Richtung der Rotationsachse und das Rohr die Bewegung quer zur Rotationsachse (Rohrdrehung um vorbestirnmte Drehwinkel) ausführt und durch das Zusammenwirken dieser beiden Bewegungen (Geschwindigkeiten) der gewünschte Schnittverlauf erreicht wird.

Zur Erzielung der Bewegungen von Brenner und Rohr sind u.a. Hebelsysteme bekannt, wie sie beispielsweise in den deutschen Patentschriften 937 387, 9^0 027 und 961 588 beschrieben sind. Das Prinzip dieser Hebelsysterne wird auch heute noch in den meisten Rohrschneidmaschinen angewandt, da durch einfache Verstellung der Hebellängen des Hebelsystems verschieden große Rohre geschnitten werden können.

So weist beispielsweise eine nur für Anpassungen, Rund- und Schrägschnitte geeignete Rohrsehneidmaschine ein dem Brenner zugeordnetes, angetriebenes Hebelsystem auf, und dessen Steuerhebel eine Längsbewegung in Richtung der Rohrrotationsachse, d.h. eine Steuerbewegung für den Brenner ausführt.. Das Rohr wird mittels eines Motors während des Schnittes um einen Drehwinkel von 36O⁰ gedreht. Es ist selbstverständlich, daß hierbei der Hebelsystemantrieb und der Rohrantrieb synchron laufen.

Eine Rohrschneidmaschine, die auch für Durchdringungen geeignet ist, weist demgegenüber zwei Hebeisysteme auf. Das eine Hebelsystem ist wiederum dem Brenner zugeordnet und entsprechend ausgebildet. Das zweite Hebelsystem dient zur Bewegung des Rohres oder des Brenners quer zur Rohrachse, welche im Falle von Durchdringungen um bestimmte Drehwinkel gependelt werden müssen. Auch hierbei werden Hebelsysteme angetrieben und laufen synchron.

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Durch Anordnung von Kupplungen ist es selbstverständlich möglich, das zweite Hebelsystem außer Eingriff zu bringen und das Rohr mittels eines Motorantriebes um J>60° zu drehen. Somit sind auch mit dieser Maschine Anpassungen und Schrägschnitte herstellbar.

Bei den oben beschriebenen Maschinen erfolgt die Umsetzung der Steuerbewegung des Steuerhebels zum Bewegen des Brenners in der Weise, daß der Steuerhebel über eine mechanisch mit diesem verbundenen Schubstange, an der der Brenner befestigt ist, den Brenner verschiebt.

Die Umsetzung der Bewegung des Steuerhebels zum Pendeln des Rohres erfolgt ebenfalls mechanisch.

Es wird somit von den Hebelsystemen jeweils die zur Bewegung von Brenner bzw. Rohr erforderliche Kraft erzeugt. Beim Arbeiten mit derartigen Hebelsystemen hat es sich gezeigt, daß bei bestimmten Hebeleinstellungen - die von den Rohrmessungen sowie den gewünschten Schnittverlauf abhängig sind- während des Schneidens eine derartige Stellung der Hebel zueinander auftritt, daß der die Steuerbewegung erzeugende Steuerhebel nahezu senkrecht zur Schubstange steht. Die Folge ist, daß die vom Steuerhebel erzeugte und die Schubstange bewegende Kraftkomponente sehr klein wird und dadurch in diesem Bereich eine starke Belastung der Schubstange erfolgt. Der Brennschnitt wird dadurch ungünstig beeinflußt, kann u.U. abreißen, weist in .jedem Fall starke Riefen auf der Schnittfläche auf.

Diese Probleme treten besonders stark bei Schnitten ItI, d.h. Anpassungsrohr hat gleichen Durchmesser wie Hauptrohr.

Bisher hat man versucht, diese Problem durch die Verwendung einer hydraulisch betätigten Servo-Einrichtung, die die Schubstange bewegende Kraftkomponente verstärkt, zu lösen.

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Dies brachte wohl eine Verbesserung, hatte aber zur Folge, daß die Einrichtung aufwendiger wird.

Ein weiterer Nachteil derartiger Rohrschneidrnaschinen mit die Kraft für die Brenner- und Rohrbewegung erzeugenden Hebelsystemen besteht in der durch die Hebellängen begrenzten Schnittlänge, etwa 6OO mm, Diese begrenzte Schnittlänge schränkt die Schnittmöglichkeiten beim Schneiden von Großrohren mit steigendem Rohrdurchmesser (600 bis 1200 mm) stark ein. Da die Hebel aufgrund des vorhandenen bzw. konstruktiv sinnvollen räumlichen Aufbau der Maschine und der zu übertragenden Antriebskräfte nicht beliebig länger gemacht werden können, wurde bisher, um eine größere Schnittlänge zu erreichen, die Schubstange zweiteilig ausgebildet und dazwischen ein Zahnradübersetzungsgetriebe «-angeordnet. Dadurch wirde die Bewegung der mit dem Steuerhebel verbundenen Schubstange (auch Schubwagen) vervielfacht (1:2, IO etc) und auf die mit dem Brenner (auch Bremierwagen) verbundene zweite Schubstange übertragen. Auch diese Lösung kann zu einer größeren Belastung der Hebel führen, die sich deshalb nicht mehr einwandfrei bewegen können, wodurch ungenaue Steuerbewegungen entstehen und die Schnittqualität ungünstig beeinflußt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung 1st es, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine einfache Übertragung der Steuerbewegungen für Brenner und Rohr erreichbar ist.

Die Erfindung besteht darin, daß die Brennersteuerung und/oder die Rohrsteuerung jeweils ein an sich bekanntes verstellbares Hebelsystem aufweisen und der die Steuerbewegung erzeugende Steuerhebel unter Zwischenschaltung einer elektrisch arbeitenden Übertragungsvorrichtung mit dem Brenner bzw. einer Rohrdrehvorrichtung in Verbindung steht.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß^.durch das Hebelsystem nur noch die Steuerbewegung erzeugt wird· Das Steuerhebelsystem dient nicht mehr zur Kraftübertragung zum Bewegen des Brenners bzw. des Rohres.

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Dadurch wird erzielt, daß auch bei den o.g. in Bezug auf die Kraftübertragung ungünstigen Hebeleinstellungen der Steuerhebel eine einwandfreie und genaue Steuerbewegung ausführt. Dies ist insbesondere dadurch bedingt, daß keine großen Kräfte mehr zum Bewegen der Schubstange erforderlich sind. Die vom Steuerhebel ausgeführte Steuerbewegung wird über die elektrisch arbeitende Übertragungsvorrichtung an den Brenner bzw. das Rohr weitergegeben.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die mechanische Trennung von Steuerung (Hebelsystemen) und Rohrmaschine (Brenner und Rohrdrehvorrichtung) es möglich wird, mit einer Steuerung gleichzeitig mehrere Rohrmaschinen zu steuern. Darüberhinaus wird es vorteilhaft möglich, Steuerung und Rohrmaschine räumlich voneinander zu trennen und die Steuerung beispielsweise in einem gesonderten Raum aufzustellen, während die Bohrmaschinen in einem anderen Raum vorgesehen sind.

Darüberhinaus werden vorteilhaft durch die Erfindung mit einer Steuerung und ohne Vergrößerung der Kebellängen des Hebelsystems größere Schnittlängen erreichbar, so daß sogar Schnittlängen beispielsweise größer I85O mm möglich sind.. Ferner ist es möglich, das Hebelsystem gegenüber den bisherigen Ausführungen einfacher und insbesondere kleiner auszubilden.

ErfindungsgemäS erfolgt die Übertragung der Steuerbewegung durch eine elektrisch arbeitende Übertragungsvorrichtung. Darunter wird eine Vorrichtung verstanden, die die Steuerbewegung des Steuerhebels erfaßt - vorzugsweise mechanisch - und in ein entsprechendes elektrisches Signal (Strom oder Spannungssignale, Impulse) umwandelt. Dieses Signal kann dann direkt an einen den Brenner oder das Rohr bewegenden Vorrichtungsmotor gegeben werden. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, die Signale zu verstärken (verdoppeln, verdreifachen etc.) was insbesondere bei großen Schnittlängen erforderlich ist.

Eine besonders einfache Übertragungsvorrichtung besteht gemäß -der Erfindung aus einem von dem Steuerhebel drehbaren Synohrongeber und einem mit dem Brenner bzw. der Rohrdrehvorrichtung verbundenen und diesen bewegenden Sjrnchroaufnehmer, wobei Geber und Aufnehmer elektrisch gekoppelt sind.

In vorteilhafter Weiterbildung wird hierzu vorgeschlagen, daß ein mit dem Steuerhebel verbundenes endloses Band vorgesehen ist, dessen eine Umlenkrolle mit dem Synchrogeber mechanisch verbunden ist.

Wie bereits erwähnt, wird es durch die Erfindung möglich Steuerung und Rohrmaschine räumlich voneinander getrennt vorzusehen, Um u.a. dabei eine einfache und genaue Einstellung des Hebelsystems zu ermöglichen, wird nach der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, daß das Hebelsystem zur Verstellung der wirksamen' Längen der Hebel Elektromotore aufweist. Diese sind bevorzugt mit einem Anzeigegerät verbunden, in dem synchron zu den Elektromotoren laufende, die Anzeiger drehende Anzeigemotore vorgesehen sind. Dadurch wird eine einfache und genaue Einstellung von einem beispielsweise nahe der Rohrmaschine vorgesehenen Anzeigegerät möglich.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen sowie unter Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale näher erläutert,

Es veranschaulicht: Fig. 1 eine Gesamtansicht der erfindungsgemääen Rohr*

s chne idma s chine

Fig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung A gemäß Fig. 1 Fig 3 eine Ansicht in Pfeilrichtung B gemäß Fig. 1

In Fig. 1 ist die erfindungsgeraäße Rohrschneidmaschine mit bezeichnet. Die Maschine 10 weist einen Schneidbrenner 11 mit zugeordneter Brennersteuerung 12, eine Rohrdrehvorrichtung

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mit entsprechender Rohrsteuerung 14, die erfindungsgem'äß elektrisch arbeitende Übertragungsvorrichtung I5 sowie ein Anzeigegerät l6 auf.

Der Schneidbrenner 11 ist an einem antreibbaren Brennerwagen befestigt, weIcher entlang einer, parallel aur Rohrrotationsachse 18 vorgesehene Führung I9 in Richtung (Doppelpfeil C) verschiebbar ist.

Die Brennersteuerung 12 weist eine Führung 20 auf, welche von einem Motor 21 drehbar ist. Die Führung 20 dient zum Antrieb des mit 22 bezeichneten Getriebes, welches vorzugsweise als Schneckengetriebe ausgebildet ist und dessen Abtriebswellenende mit 23a und 23b bezeichnet sind. Das Getriebe 22, welches Teil eines an sich bekannten Hebelsystems ( . nach DBP 937 387) ist, ist ferner derart ausgebildet, daß es in Doppelpfeilrichtung D auf der Führung 20 bewegt werden kann. An den Abtriebswellenende 23a ist ein erster Hebel 24 befestigt, dessen freies Ende 25 in einer Vertikalführung 26 geführt ist (s.a. Fig. 2). Der Abstand 27 zwischen den beiden Drehpunkten 28 und 29 des Hebels 24 ist durch Verschieben des in der Führung 26 gleitenden Führungsstückes 30 (Kugellager) verstellbar.

An dem Abtriebswellenende 23b ist ein zweiter Hebel 31 vorgesehen, der parallel zum ersten Hebel 24angeordnet ist. Am freien Ende 32 des Hebels 31 ist ein in Doppelpfeilrichtung E verstellbares Drehgelenk 33 vorgesehen. Der Abstand 34 zwischen dem Drehpunkt 28 und 35 ist durch Verschieben des Drehgelenkes 33 ebenfalls einstellbar

Am Drehgelenk 33 ist ein dritter Hebel 36, der Steuerhebel befestigt, dessen anderes Ende ein verstellbares Schiebestück 37 aufweist, welches gelenkig mit einen Sohubwagen in Verbindung steht. Der Sohubwagen 38 ist entlang einer parallel zur Führung 20 vorgesehenen weiteren Führung 39 verschiebbar und zwar in Doppelpfeilrichtung F.

+) Prinzip beispielsweise

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ο _

Die Rohrdrehvorrichtung 13 besteht im wesentlichen aus einem, das zu schneidende Rohr 40 haltende Spannfutter 41, das über eine Welle 42 mit einem Motor 43 über eine Kupplung verbindbar ist. Anstelle des Spannfutters 41 ist es selbstverständlich auch möglich, das Rohr 40 über eine, antreibbare Rollen aufv7eisende Rohrunterstützungsvorrichtung zu drehen.

Die der Rohrdrehvorrichtung 13 zugeordnete Rohrsteuerung 14, welche zum Pendeln des Rohres 40 bei der Herstellung von Durchdringungen dient, weist ebenfalls ein an sich bekanntes Hebelsystem 42 auf, dessen Prinzip beispielsweise in dem DBP 96I 588 beschrieben ist. Das Hebelsystem 42 besteht aus zwei unterschiedlich langen Hebeln 43 und 44, die beide in einer gemeinsamen Führung 45 geführt werden und wobei der kurze Hebel 43 mit der Führungs- und Anbriebsstange und der längere Hebel 44 mit einer in Flucht mit der Stange liegenden Lagerung 46 verbunden ist. Die Führung 45 ist in Doppelpfeilrichtung G parallel verschiebbar, (s. auch Fig. 3). Die Hebellängen 47 der Hebels 43 ist ebenfalls verstellbar, während die Hebellänge 48 des Hebels 44 ein festes Maß aufweist.

Erfindungsgemäfl ist zwischen den die Steuerbewegungen erzeugenden Hebeln 36 und 44 und dem Brenner 11 bzw. der Rohrdrehvorrichtung 13 eine elektrisch arbeitende Übertragungsvorrichtung 15 vorgesehen. Die übertragungsvorrichtung 15 weist beim Ausführungsbeispiel einen mit dem Steuerhebel 36 bzw. dem Hebel 44 verbundenen Gynchrogeber 49 bzw. 50 auf sowie dem Brenner 11 bzw. der Rohrdrehvorriohtung 13 zugeordneten Synchro aufnehmer 5I bzw. 52 auf.

Die Geber 49,50 und die Aufnehmer 5I bzw. 52 sind elektrisch gekoppelt (Leitungen 53 bzw. 54).

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Dabei ist zur Übertragung der Steuerbewegung des Hebels. 36
mit dem Schubwagen 38 ein endloses Band 55 vorgesehen,
dessen eine Umlenkrolle 56 mit dem Synchrogeber 49 mechanisch verbunden ist.

Die Übertragung der Steuerbewegung des Hebels 44 erfolgt
durch mechanische Kopplung des Synchrogebers 50 mit der
Lagerung 46.

Zur Einstellung der v/irksamen Längen der Hebel in den Hebelsystemen sind die Hebelarme als Gewindespindeln ausgebildet, auf denen die jeweiligen Führungsstücke geführt sind.· Die
Gewindespindeln sind mit Elektromotoren 57-61 verbunden.

Diese Motore 57-61 stehen mit dem Anzeige- und Kinstellgerät 16"Vm verDinaung,. in dem synchron zu den Motoren 57-61
laufende, die Anzeiger 62 bis 66 drehende Anzeigemotore
67-71 vorgesehen sind.

Bei der Verstellung der Hebellängen werden die Elektromotore 57 bis 61 und gleichzeitig die Anzeigemotore 67 bis 71
entsprechend gedreht. Auf der Anzeigeskala, die beispielsweise in Form einer senkrecht rotierenden Scheibe, auf deren Umfang die Skala entsprechend den Hebellängen graviert ist und. die mit der Anzeigeinotorach.se in Verbindung steht, kann dann auch direkt am Anzeigegerät, welches entfernt von dem Hebelsystem angeordnet ist, die Hebeleinstellung abgelesen und
entsprechend eingestellt werden.

Die Funktionsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist
folgende:

a) Durohdringungsschnitte

Aufgabe ist es in das Rohr 72 eine Durchdringung zu schneiden, an die das Rohr 40 angepaßt werden kann; wobei der "Außendurch-

messer des Rohres 72 216 mm

Innendefn Durchmesser des Rohres 40 I30 mm

und der Winkel 55 ° betragt.

lü ~

Aus diesen Werten ergeben sich bestimmte Längen zum Einstellen der Hebel und zwar:

Hebel 24 (Maß 27 ): 124,8 mm

Hebel 31 (Maß 34 ): £5*5 mm

Hebel 36 (Maß 80 ): 75*9 mm

Hebel 43 (Maß 47 ): 90. . mm

Hebel 44 Jpiaß 48 ): A5O. .mm (bestes

Anschließend wird das Rohr 72 in das Spannfutter 41 eingespannt und die Maschine eingeschaltet (Motor 21). Die von dem Steuerhebel 36 erzeugte Steuerbev/egung wird auf den Schubwagen 38 und von dort auf das Band 55 übertragen. Dadurch wird der Geber- 49 gedreht und gibt Impulse ab. Diese werden über die Leitung 53 dem Aufnehmer 51 zugeführt, wodurch dieser gedreht wird und den Brennerwagen 17 entsprechend vorfährt. Gleichzeitig wird die vom Steuerhebel 44 erzeugte Bewegung auf den Geber 50, und über die Leitung 54 auf den Aufnehmer 52 übertragen und das Rohr 72 um einen bestimmten Drehwinkel um die Rohrrotationsachse gedreht. Durch die Überlegung der beiden Bewegungen wird die Durchdringungskurve exakt geschnitten.

b) Anpassungsschnitt

Aufgabe ist es. das Rohr 40 mit einem Anpassungsschnitt zu versehen, damit das Rohr 40 an das Rohr 72 angepaßt werden kann. Die Rohrabmessungen entsprechen denen vom Beispiel a).

Aus diesen Werten ergeben sich bestimmte Längen zum Einstellen der Hebel und zwar:

Hebel 24 (Maß 27) . .33>7. mm Hebel 31 (Maß 34) ..79*3.. _mm Hebel 36 (Maß 80) .131*6. mm

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Der Hebel 4j5 wird nicht eingestellt, da das Rohr bei Anpassungen und Schräg- sowie Rundschnitten nicht um bestimmte Drehwinkel gependelt, sondern um 36O⁰ gedreht werden muß. Hierzu wird der Synchronaufnehmer 52 ausgekuppelt und ein nicht dargestellter Motor eingekuppelt. Dieser Motor dreht sich synchron mit dem Motor 21.

Nach Einschalten der beiden Motoren wird einerseits das Rohr ^O um seine Rotationsachse gedreht und gleichzeitig vom Steuerhebel 36 eine Steuerungsbewegung ausgeführt, die entsprechend dem Beispiel a) elektrisch auf den Brenner übertragen wird und der Anpassungsschnitt entsteht.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind vielmehr auch andere Übertragungsvorrichtungen möglich. Wesentlich ist dabei jedoch, daß die Übertragung elektrisch erfolgt.

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Claims

EM 594 Be/ne 6,2 Ansprüche

1. Vorrichtung zum Führen eines Schneid oder Schweißbrenners,insbesondere zum Schneiden von Rohrformschnitten, mit einer Brennersteuerung zum Bewegen des Brenners in Richtung der Rohrrotationsachse und einer Rohrsteuerung zum Drehen des Rohres um vorbestimmte Drehwinkel, •dadurch gekennzeichnet, daß die Brennersteuerung (12) und/oder die Rohrsteuerung (14) jeweils ein an sich bekanntes verstellbares Hebelsystem (24,31,36 bzw. 43,44) aufweisen und der die Steuerbewegung erzeugende Steuerhebel (36,44) unter Zwischenschaltung einer elektrisch arbeitenden Übertragungsvorrichtung (15) mit dem Brenner (11) bzw. einer Rohrdrehvorrichtung (13) in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsvorrichtung (15) aus von dem Steuerhebel (36,44) drehbaren Synchrogeber (49,50) und einem mit dem Brenner (11) bzw. der Rohrdrehvorrichtung (13) verbundenen und diesen bewegenden Synchroaufnehmer (51,52) besteht, wobei Geber (49,50) und Aufnehmer.(51,52) elektrisch gekoppelt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsvorrichtung (15) ein mit dem Brennersteuerhebel (36) verbundenes und von diesem bewegbares, endloses Band (55) aufweist, dessen eine Umlenkrolle (56) mit dem Synchrogeber (49) mechanisch verbunden ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dafl das Hebelsystem (24,31,36 bzw. 43,44) zur Verstellung der wirksamen Längen (27,34,80,47,48) der Hebel (24,31,36,43,44) Elektromotore (57 bis 61) aufweist.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotore (57 bis 61) mit einem Anzeigegerät (16) verbunden sind, in dem synchron zu den Elektromotoren (57 bis 61) laufende, die Anzeiger (62-66) drehende Anzeigemotore (67 bis 71) vorgesehen sind.