DE2436269C3 - Spannvorrichtung für am Außenumfang zu bearbeitende, umlaufende Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für am Außenumfang zu bearbeitende, umlaufende Rohre mit in das Rohrinnere eingreifendem Spanndorn.

Es ist eine Spannvorrichtung dieser Gattung im Zusammenhang mit einem Außengewindeschneiden in ein Ende eines langen Rohrs auf einer Röhrendrehbank bekannt (DT-PS 4 36 873). Das andere Rohrende ist durch ein Spannfutter dieser Drehbank festgehalten, von dem aus das Rohr durch einen Spindelkasten der Drehbank führt, aus dem sein erstgenanntes Ende herausragt. Der Spanndorn greift lediglich ein ganz kurzes Stück, nur mit einem kegeligen Kopf und zugehörigen Spannbakken, in das Rohrinnere ein, um lediglich der Zentrierung des langen Rohrs zu dienen. Der Drehantrieb des Rohrs erfolgt über das anfangs genannte Spannfutter. Der Spanndorn läuft mit dem mit ihm verspannten Rohr um.

Es ist aber oft notwendig, daß ein langes Rohr über seine gesamte Länge oder in seinem mittleren Gebiet bearbeitet, etwa überdreht oder geschliffen werden weist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spannvorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die es gestattet, daß ein Rohr an einer Bearbeitungsstelle vorbeigedreht wird, ohne daß es seine radiale Lage zum Bearbeitungswerkzeug verläßt, mit der Rohre verschiedenen Durchmessers ohne Auswechseln von Werkzeugteilen oder Vorrichtungsteilen eingespannt werden können und die möglichst geringe umlaufende Massen aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß der Spanndorn an einem nicht umlaufenden Träger desselben mindestens eine Unterstützungsrolle zum Abstützen des Rohrs gegenüber einem Bearbeitungswerkzeug und mindestens eine entgegenwirkend an das Rohr drückbare Spannrolle zum Heranpressen des Rohrs an die Unterstützungsrolle aufweist, wobei das Rohr über mindestens eine dieser Rollen antreibbar ist.

Das Rohr wird hier also über den Spanndorn angetrieben. Es laufen jedoch lediglich die Rollen um; es läuft nicht der gesamte Spanndorn um, denn der Träger steht in Umfangsrichtung fest. Der Durchmesser der Unterstützungsrolle ist vorzugsweise nur wenig kleiner als der Innendurchmesser des Rohrs.

Zu Beginn des Andrückens der Spannrolle bzw. -rollen an das Rohr berühren sich dieses und die Unterstützungsrolle zumindest theoretisch in einer Geraden. Der Spanndorn bzw. die Bearbeitungskante od. dgl. des Bearbeitungswerkzeugs wird in Umfangsrichtung gesehen so angeordnet, daß diese Kante od. dgl. bei dieser Geraden liegt. Es wird das Rohr über die Unterstützungsrolle an dieser Bearbeitungskante od. dgl. in Umfangsrichtung vorbeigedreht, wobei die Spannrolle oder -rollen dafür sorgt bzw. sorgen, daß das Rohr an der Oberfläche der Unterstützungsrolle immer gleichbleibend anliegt. Dabei wird die vom Bearbeitungswerkzeug abgetragene Oberfläche des Rohrs in Umfangsrichtung stets parallel zur Innenoberfläche des Rohrs, d. h. die Wanddicke des Rohrs in Umfangsrichtung verfolgt, überall gleich groß. Dies wird mit relativ einfachen Mit-

sind.

erreicht Falls übrigens die Unterstützungsrolle

• aleine Unwucht zeigen sollte, so kann diese leicht

¹TrSyBg herstellbare, leicht zentrierbare Rolle leicht

wechselt werden. Es können auch auf einer einzi-

^"!,erfindungsgernäßen Spannvorrichtung Rohre ver- 5

h'edenen Durchmessers bearbeitet werden, und zwar Wai einem Höchstdurchmesser, der durch den baulich hAchstmöglichen Spannrollenhub gegeben ist. Ferner •Tbei einem dünnwandigen Rohr der Verspannungs-

b chluß an der Unterstützungsrolle besonders gut, io T ein solches nachgiebiges Rohr in Umfangsrichtung -her eine gewisse Länge an die Unterstützungsrolle Eingepreßt ist Audi ist der Vorteil zu verzeichnen, Tß der keilförmige Raum zwischen dem Rohr und der Unterstützungsrolle der Kühlung beim Bearbeiten des 15 Rohrs dienlich ist

Gs können die Spannrollen z. B. sternförmig mit glei-. umfangsabstand voneinander angeordnet sein. Vorzugsweise sind aber einer Unterstüizungsrolle zwei *° „rollen zugeordnet, von denen die eine axial vor 20

A die andere axial hinter dieser angeordnet ist und Hie miteinander fluchten. Es wird dann der Spanndorn "' _die Bearbeitungskante od. dgl. des Bearbeitungs- «,,»rkzeugs so angeordnet, daß die Achsen dieser drei Rollen und diese Kante od. dgl. in ein und derselben 25 Fbene liegen. Somit kommen bei Spannrollendruck die Rohrachse und die genannte Berührungsgerade in dieser Ebene zu liegen, so daß die obengenannte Kante nd del bei dieser Geraden liegt. Durch diese Rollenanordnung wird eine sichere Aufnahme und Mitnahme 30 Hes Rohrs bewirkt, die noch sicherer sind, wenn diese Anordnung bei mehr als einer Unterstützungsrolle für ipde angewendet wird. Ganz besonders sicher wird dies wenn dabei der Durchmesser der Unterstützungsrolle nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser

^d6Eine Rolle über die das Rohr antreibbar ist, um es in Umlauf zu versetzen, wobei sich die anderen Rollen mitdrehen, kann eine Spannrolle sein. Meist ist es aber besser wenn diese Rolle eine Unterstützungsrolle ist. Der Antrieb ist dann baulich meist einfacher, da die Unterstützungsrolle relativ zum Träger radial feststeht, die Spannrolle dagegen diesbezüglich rad.al bewegbar ist. Die wesentlichen Vorteile sind aber, daß wegen der größeren Reibfläche die Reibkraft größe» ist und somit keine Rutschgefahr besteht und daß das Rohr n.cht auf Torsion beansprucht wird, da das Antriebsmoment nicht von der Spannrolle her über das Rohr zur Unter-

irF!Är1enaltnBauart mit den fluchtenden Rollen ist es sehr vorteilhaft, wenn der Träger axial beiderseits der Unterstützungsrolle je ein Hydrauhkgehäuse mit einem Hydraulikkolben, der jeweils mit einer der beiden Spannrollen verbunden ist, aufweist und zwischen den beiden Hydraulikgehäusen geteilt und νΓ schraubt ist. Diese Bauart dient durch ihre hydrauhschen Mittel dem sicheren Aufspannen und Mitnehmen des Rohrs in Umfangsrichtung, wobei aber trotzdem eine einfache Montage der Unterstützungs.olle ge-

tSndSe ist die Unterstützungsrol.e durch ein Ritzel einer im Hydraulikgehäuse gelagerten Antriebswelle antreibbar. Dies macht den Antrieb s.cher, stabil

Für die uenauigKcit der Bearbeitung des Rohrs kann es von Vorteil sein, wenn auf beiden Axialseiten der Unterstützungsrolle gegenüber der Spannrollenseite Hoc Rohrs Hilfsabstützrollen am Träger angeordnet

Um ein Bearbeiten der Rohraußenoberfläche insbesondere eines langen Rohrs an axial aufeinanderfolgenden Stellen zu ermöglichen, kann man beispielsweise die Spannrollen lösen und jeweils das Rohr relativ zur Spannvorrichtung und zur Unterstützungsrolle zur gewünschten Stelle hin verschieben. Insbesondere ist aber der Spanndorn zu verschiedenen Bearbeitungsstellen hin axial verschiebbar angeordnet Dadurch kann nach z. B. von oben erfolgtem Hineinlegen des Rohrs in ein Maschinenbett die Unterstützungsrolle an axial aufeinanderfolgende Bearbeitungsstellen gelangen, was bei der genannten bekannten Spannvoi richtung nicht möglich ist Weiterhin kann beispielsweise durch einen mitumlaufenden Anschlag das Rohr in axialer Richtung unverschiebbar angeordnet werden, während, möglicherweise auch während des Betriebes, die Unterstützungsrolle axial verschoben wird, etwa um eine neue Bearbeitungsstelle anzufahren oder um dem Vorschub des Bearbeitungswerkzeugs zu folgen.

Besonders bei sehr langen Trägern kann beispielsweise von einer Seite des Rohres her der Träger in das Rohr hineingefahren werden, während von der anderen Seite her eine in einem Reitstock gelagerte Pinole den Träger unterstützt und somit am Schwingen hindert.

Überall, wo insbesondere dünnwandige Rohre Verwendung finden, an deren gleichbleibende und gleichmäßige Wandstärke hohe Anforderungen gestellt werden, wie beispielsweise bei Druckmeßdosen, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit besonderem Vorteil angewandt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Spannvorrichtung gemäß der Erfindung mit einer Unterstüt?ungsrolle und zwei Spannrollen dargestellt.

F i g. 1 zeigt die Spannvorrichtung in einem Längsschnitt;

F i g. 2 zeigt in einem Querschnitt schematisch die Betriebsstellungen des Rohrs und dieser Rollen zueinander.

Gemäß F i g. 1 ist mit 12 ein Rohr bezeichnet, das von einer Schleifscheibe 13 bearbeitet werden soll und in dem sich ein Spanndorn der Spannvorrichtung befindet. Der Spanndorn weist einen nicht umlaufenden Träger auf, der im wesentlichen aus einer Stange 14, einem Hydraulikgehäuse 3 mit ?inem Hohlzapfen 19 und einem Hydraulikgehäuse 3' mit einem Zapfen 20 besteht. Alle diese Trägerteile bilden zusammen eine feste Einheit. Die Spannvorrichtung weist ein Führungsrohr 16 auf, in dem die Stange 14 axial verschiebbar angeordnet ist. Somit ist der Träger axial verschiebbar angeordnet. Auf dem Hohlzapfen 19 ist eine Unterstützungsrolle 1 mittels eines Nadellagers 27 freidrehend angeordnet. Das Hydraulikgehäuse 3' ist über den Zapfen 20, der in den Hohlzapfen 19 gesteckt ist, durch eine Verschraubung 10 mit dem Hohlzapfen 19 fest verbunden. In den Hydraulikgehä'isen 3 und 3' sind Hydraulikkolben 6, die über Gleitschuhhalterungen 11 mit Spannrollen 2 verbunden sind, zum Andrücken der Spannrollen 2 vorgesehen.

Ebenfalls im Rohr 12 ist eine Antriebswelle 15 der Spannvorrichtung angeordnet, die über ein Gelenk mit einer Antriebswelle 18 der Spannvorrichtung verbunden ist. Die Antriebswelle 18 führt durch Lagerbuchsen 9 im Hydraulikgehäuse 3 zur Unterstützungsrolle ί, wo sie am Ende ein kegeliges Ritzel 4 aufweist, über das die Unterstützungsrolle 1 antreibbar ist, indem dai Ritzel 4 in eine kegelige Ringnut 22 eingreift. Wegen dieses Kegelrädergetriebes ist eine in Richtung zur

Unterstützungsrolle 1 wirkende Federvorspannkraft notwendig. Diese Kraft ist durch ein Tellerfederpaket 5 zur Verfügung gestellt. Eine entsprechende Anordnung auf der anderen Axialseite, nämlich eine Antriebswelle 28 mit einem Kegelritzel 24 in einer kegeligen Ringnut 23 und ein Tellerfederpaket 25, kann bzw. können von der Antriebswelle 18,4 her über die Unterstützungsrolle 1 dem Antrieb einer nicht dargestellten, weiteren Unterstützungsrolle dienen. Mit 8 sind Abstreifer bezeichnet. Hilfsabstützrollen 7 ermöglichen, daß das Rohr 12 im Bearbeitungsgebiet gerade verläuft. Eine axial verschiebbare Pinole 21 greift in eine Zentrierung des Hydraulikgehäuses 3' ein und stützt somit den Spanndorn zentriert ab.
Vor dem Bearbeiten des Rohrs 12 wird folgenderma-

Ben vorgegangen: Es werden der Spanndorn und die Pinole 21 axial entgegengesetzt voneinanderweg bewegt. Die Hydraulikkolben 6 werden in ihre Ausgangsstellung, d. h. in ihre radial innere Stellung gebracht. Dann wird das Rohr 12 zwischen den Spanndorn und die Pinole 1 gebracht, der Spanndorn axial so weit in das Rohr 12 geschoben, bis die Unterstützungsrolle 1 an der Bearbeitungsstelle — siehe die axiale Lage der Schleifscheibe 13 — liegt, und die Pinole in die genannte Zentrierung geschoben. Nun wird das Rohr 12 und/oder die Schleifscheibe 13 axial genau in Stellung gebracht, und anschließend werden die Hydraulikkolben 6 betätigt, die die Spannrollen 2 gegen das Rohr 12 drücken und somit das Rohr 12 an die Unterstützungsrolle 1 Vieranpressen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Spannvorrichtung für am Außenumfang zu bearbeitende, umlaufende Rohre mit in das Rohrinnere eingreifendem Spanndorn, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanndorn an einem nicht umlaufenden Träger (14,3,19,3', 20) desselben mindestens eine Unterstützungsrolle zum Abstützen des Rohrs (12) gegenüber einem Dearbeitungswerkzeug (13) und mindestens eine entgegenwirkend an das Rohr (12) drückbare Spannrolle (2) zum Heranpressen des Rohrs (12) an die Unterstützungsrolle (1) aufweist, wobei das Rohr (12) über mindestens eine dieser Rollen (1,2) antreibbar ist

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer Unterstützungsrolle (1) zwei Spannrollen (2) zugeordnet sind, von denen die eine axial vor und die andere axial hinter dieser (1) angeordnet ist und die miteinander fluchten. *>

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (12) über die Unterstützungsrolle (1) antreibbar ist.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (14, 3. 19, 3', 20) axial beiderseits der Unterstützungsrolle (1) je ein Hydraulikgehäuse (3,3') mit einem Hydraulikkolben (6), der jeweils mit einer der beiden Spannrollen (2) verbunden ist, aufweist und zwischen den beiden Hydraulikgehäusen (3,3') geteilt und verschraubt ist (Verschraubung 10).

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstützungsrolle (1) durch ein Ritzel (4) einer im Hydraulikgehäuse (3) gelagerten Antriebswelle^) antreibbar ist.

6. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Axialseiten der Unterstützungsrolle (1) gegenüber der Spannrollenseite des Rohrs (12) Hilfsabstützrollen (7) am Träger (14) angeordnet sind.

7. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanndorn zu verschiedenen Bearbeitungsstellen hin axial verschiebbar angeordnet ist.

45 kann. Es ist ferner nachteilig, wenn mit dem Rohr die Masse des Spanndorns in Drehung versetzt werden muß bzw. Rohr und Spanndorn zusammen umlaufen. Dies ist desto nachteiliger, je dünnwandiger das Rohr ist und/oder je schwerer ein möglicherweise tief in ein langes Rohr eingreifender Spanndorn ist Weiterhin ergibt sich bei insbesondere weitem Ausfahren der Spannbacken, daß deren Gesamtoberfläche nicht mehr zylindrisch ist sondern sich einem Polygonzug nähert. Auch dies ist besonders nachteilig bei dünnwandigen Rohren. Beim Umlauf eines mit einer derartigen Spannvorrichtung gehaltenen Rohres werden alle unrunden Stellen, die den mittleren Umfang des Rohres überschreiten, dem Eingriff der bearbeitenden Werkzeuge stärker ausg£setzt als die übrigen Wandpartien des Rohres. Hierdurch entsteht ein Rohr mit ungleichmäßiger Wanddicke, was unerwünscht ist. Der gleiche Schaden tritt aber auch auf, wenn aus irgendeinem Grund der Spanndorn unzulänglich zentriert ist. Besonders lange und schwere Dorne sind bei Transport, Lagerung und Einbau besonders der Gefahr ausgesetzt, geringfügig verbogen zu werden. Insbesondere bei dünnwandigen, langen Rohren aber wirkt sich ein Winkelfehler des Spanndorns von nur wonigen Winkelsekunden bereits im Bearbeitungsbereich derart aus, daß das Rohr, über seinen Umfang verteilt, letztlich Wanddickenunterschiede in ganz erheblichem Maße auf-