DE2606207A1

DE2606207A1 - Vorrichtung zum perforieren von gewelltem rohr

Info

Publication number: DE2606207A1
Application number: DE19762606207
Authority: DE
Inventors: Manfred Arno Alfred Lupke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-02-18
Filing date: 1976-02-17
Publication date: 1976-08-26
Also published as: GB1484557A; JPS51106291A; US3957386A; CA1026212A

Description

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16. Februar 1976

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Manfred Arno Alfred Lupke Thornhill, Ontario, Canada

" Vorrichtung zum Perforieren von gewelltem Rohr "

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. eine Maschine zum Perforieren von gewelltem Rohr an in genauen Abständen voneinander gelegenen Stellen. Solches Rohr wird normalerweise für Dränagezwecke verwendet und besteht häufig aus thermoplastischem Material.

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Beim Perforieren von gewelltem Rohr komnrt es unter anderem darauf an, daß die Perforationen in den Vertiefungen zwischen den Wellen ausgeführt werden. Wenn dieses Erfordernis nicht eingehalten wird, wird das Rohr für seine Bestimmung ungeeignet. In der Praxis ist dieses Erfordernis schwierig einzuhalten, besonders im Falle von thermoplastischem Rohr, welches direkt aus dem Extruder und der Wellmaschine zugeführt wird, da sich die Wellenbögen beim Abkühlen und Hantieren ändern. Wenn die Perforationen nicht genau in den Vertiefungen angeordnet werden, wie es gefordert ist, wird viel Zeit und Material vergeudet. Gemäß der Erfindung werden die Perforationen mit Hilfe von Schneideinrichtungen hergestellt und das Rohr wird während jedes Schneidhubs in einer bestimmten Stellung relativ zum Schneidwerkzeug festgeklemmt.

Im einzelnen umfaßt die erfindungsgemäße Maschine eine Rahmenkonstruktion, auf der eine Einrichtung zum Voranschieben des Rohrs längs eines vorbestimmten Weges in intermittierenden Schritten gleicher Länge vorgesehen ist. Ferner weist die Vorrichtung eine lösbare Klemmeinrichtung auf, die derart betätigt werden kann, daß das Rohr in einer stationären Stellung relativ zu der Rahmenkonstruktion festgeklemmt werden kann. Weiterhin weist die Vorrichtung eine Mehrzahl von Schneidwerkzeugen auf, von denen jedes derart betätigt werden kann, daß es einen

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Schneidhub ausführt, der in einer Ebene quer zu dem vorbestimmten Förderweg des Rohrs liegt und eine Vertiefung des Rohrs zwischen benachbarten Wellen schneidet, wenn das Rohr in der stationären Position festgeklemmt ist. Ferner weist die erfindungsgemäße Maschine eine Einrichtung zur Steuerung der Folge der Maschinenoperationen auf. Diese Steuereinrichtung umfaßt einen Mechanismus, der nach Ausführung eines Schrittes der Vorschubeinrichtung anspricht, um die Bewegung der Klemmglieder in die Klemmposition einzuleiten, einen Mechanismus der in Übereinstimmung mit der Bewegung der Klemmglieder in die Klemmposition betätigbar ist, um die Hubbewegung der Schneideinrichtung auszulösen, einen Mechanismus, der nach Ausführung des Schneidhubes anspricht, um das Öffnen der Klemmeinrichtung auszulösen, sowie einen Mechanismus, mit dem die Klemmglieder in die geöffnete Position zurückfahren, um einen folgenden Schritt der Vorschubeinrichtung auszulösen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung teschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht des Eintrittsendes der Maschine,

Fig. 2 eine vereinfachte Ansicht entsprechend Fig. 1, wobei jedoch die Schneidwerkzeuge sich in ihrer Schneidposition befinden und wobei auch der Antriebsmechanismus der Schneidwerkzeuge zu erkennen ist,

Fig. 3 einen Abschnitt eines aus thermoplastischem Material bestehendes Wellrohr, bei dem mit Hilfe der Schneidmaschine Perforationen in genau vorgegebenen Abständen angebracht sind,

Fig. 4 eine Detailansicht des in Fig. 1 dargestellten Antr i eb sm e chani smu s,

Fig. 5 den Klemmechanismus sowie dazugehörige Teile,

Fig. 6 den Antriebsmechanismus für die Rohr- Vorschubeinrichtung,

Fig. 7 einen Teilschnitt, in welchem ein Detail der Rohr- Vorschubeinrichtung zu erkennen ist, wobei letztere mit dem Rohr im Eingriff steht,

- 5 Fig. 8 ein Detail der Rohr- Vorschubeinrichtung,

Fig. 9 in perspektivischer .Ansicht den Antriebsmechanismus für einen Satz der Schneidwerkzeuge,

Fig. 10 ein Detail einer modifizierten Maschine, die mit anderen Werkzeugen ausgerüstet ist,

Fig.11 ein Schaltdiagramm für den Steuerkreis der Maschine und

Fig.12 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt eines bevorzugten Schneidwerkzeuges.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung bzw. Maschine zum Perforieren von gewelltem Rohr an in genauen Abständen angeordneten Stellen veranschaulicht sowie ein Steuersystem für diese Maschine, Die in den Figuren 1, 2 und 4 bis 9 dargestellte Vorrichtung ist besonders angepaßt zum Schneiden von schlitzähnlichen Perforationen in aus thermoplastischem Material bestehendes Wellrohr, von dem ein Ausschnitt nach Anbringung der Perforation in Fig. 3 dargestellt ist. Es ist zu erkennen, daß die schlitzähnlichen Perforationen 10 in den Vertiefungen 11 zwischen benachbarten Wellen 12 angeordnet sind unün Reihen liegen, die

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um 90° zueinander versetzt sind. Die Enden der Schlitze 10 sind abgerundet und werden mit Hilfe von rotierenden Sägen hergestellt, deren Zähne abgerundete Schneidecken aufweisen, wie in dem in Fig. 12 dargestellten Detail veranschaulicht ist. Durch das Abrunden der Schlitzenden wird die Gefahr des Spaltens oder Brechens des Rohrs entlang den Vertiefungen weitgehend ausgeschaltet.

Das Rohr wird direkt aus dem Extruder und der Wellvorrichtung direkt zu der Perforier vorrichtung geführt und wird dort von einer Vorschubeinrichtung zum Fördern des Rohrs 13 entlang eines vorgegebenen Weges in intermittierenden Schritten aufgenommen. Die Vorschubeinrichtung wird von der Rahmenkonstruktion 14 der Maschine getragen und umfaßt ein Paar endloser Förderketten 15, 15¹, die über Kettenzahräder 16, 17 und 16», 17* laufen, wobei die Antriebsräder 16, 16· über ein Zahnradgetriebe 18 derart verbunden sind, daß sie synchron angetrieben werden. Die Förderketten erstrecken sich entlang dem Förderweg und weisen gegenüberliegende Vorwärtstrums auf, die so angeordnet sind, daß sie an diametral gegenüberliegenden Seiten des Rohrs angreifen. Wie in Fig. 7 und 8 dargestellt, trägt jedes Kettenglied ein Profilteil 19, welches mit einer gerundeten Querrippe 20 versehen ist. Die Rippen 20 greifen in die Vertiefungen des Rohrs 13 ein und lokalisieren auf diese Weise das Rohr relativ zu den Förderern.

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Wie in Fig. 6 dargestellt, werden die Förderketten von einem doppeltwirkenden Linearantrieb betätigt. Dieser Antrieb umfaßt einen doppeltwirkenden Druckluftzylinder 21 welcher eine Zahnstange 22 antreibt. Die Zahnstange 22 kämmt mit einem Ritzel 23, welches mit einem Kettenzahnrad 39 über eine Luftkupplung 24 (air clutch) und einen Kettentrieb 25 gekoppelt ist, wobei die Antriebsräder 16, 16^f der Fördereinrichtung mit Hilfe des Zahnradgetriebes 18 synchron angetrieben werden. Endschalter ^2» ^4 kommen mit der Zahnstange 22 an den Enden ihrer Hubbewegung zum Eingriff und werden dadurch betätigt, um die folgenden Schritte in der Folge der Maschinenarbeitsgänge zu steuern, wie im nachfolgenden im einzelnen beschrieben ist. Während das Rohr 13 intermittierend vorangefördert wird, wird es durch Führungsschienen 26 in seinem Weg gehalten.

Am Ende jedes Schrittes seiner Vorwärtsbewegung wird das Rohr in der stationären Position festgeklemmt_;wo es von einem Paar einander gegenüberliegender Klemmelemente 27, 27'' gehalten wird. Jedes Klemmelement ist mit einer Klemmfläche versehen, die der Wellung des Rohrs angepaßt ist, um das Rohr in einer genauen

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Lage festzulegen. Die Klemmelemente sind über ein Gelenkmechanismus 28 miteinander verbunden und werden synchron zwischen ihrer Klemm- und Öffnungsposition mit Hilfe eines hin- und hergehenden Druckluftzylinders 29 betätigt. Ein Begrenzungsschalter Wc ist derart angeordnet, daß er mit dem Gelenkmechanismus 28 zum Ein-

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ppri.ff kommt, ivsnn die Eieiningiieder in ihrer Ki ivsA vrird dabei betätigt, um den folgenden Schritt in der nac.·.- £"';clieiid beschrieb ciien Operaticnsfolge aufzulösen.

i-caf der Rahmenkonstruktion 14 der Maschine sind vier Sätze rotierender Sägen 30 befestigt; wobei dia Sägen jedes Satzes coaxial ausgerichtet und durch einen Elektromotor 31 über einen Treibriemen 41 (Fig. 9) angetrieben werden. Die Sätze der Schneidwerkzeuge bzw. Sägen sind mit Bezug auf den Weg, den das Rohr nimmt, symmetrisch befestigt und mit FIiIfe eines Hebebiechanismus 32 derart verbunden, daß die Sägen gezwungen sind, sich synchron durch ihre jeweiligen Sohneidhube zu bewegen. Die Sägen jedes Satzes sind in bezug auf die Klemmelemente 27, 27' derart angeordnet, daß jede Säge eine Zwangsbewegung nur in einer Ebene ^:"fv":~-⁺« die ein<5 Vertiefung zwischen benachbarten Wellen des JIoLr-ε schneidet, wenn das Px-Lr in dei- stationären Position festgeklemmt ist. Eine solche Bewegung wird erreicht mit Hilfe eines doppeltwirkenden Druckluftzylinders 33 (Fig. 4), der über eine Zahnstange 34 und ein Ritzel 35 mit einem Exzenter 36 (Fig. 2) gekuppelt ist, der seinerseits über einen Hebel 34 mit dem Kechanismus 32 verbunden ist. Ein Endschalter W, wird nach jeweils einer kompletten Umdrehung des Exzenters 36 betätigt, v;as der Bewegung jeder Säge entlang einer geschlossenen Bahn entspricht, die in der Ausgangsposition endet und einen kompletten Schneidhub

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darstellt. Am Ende jedes Hubes des Druckzylinders 33 wird

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ein Endschalter Wg betätigt (Fig. 4), der einen kreis zur Auslösung des Rückhubes des Zylinders vorbereitet, wie im nachfolgenden beschrieben.

Die Folge der Maschinenoperationen soll nun anhand des Schaltungsdiagramms gemäß Fig. 11 erläutert werden. Alle Maschinenbewegungen werden mit Hilfe von Druckluftzylindern durch Steuerung durch einen elektrischen Schaltkreis ausgeführt, der über einen Netzanschluß durch einen Netztransformator T gespeist wird. Die Schneidwerkzeuge 30 werden durch die Motoren 31 angetrieben, die durch einen Kontaktgeber S7 gesteuert werden. Dieses Absperrorgan wird betätigt, sobald der Startschalter niedergedrückt wird. Ein Unterbrecherschalter ES2 ist in Reihe mit dem Startschalter geschaltet, und zwar zum Anhalten der Schneidwerkzeuge im Gefahrenfalle. Im Betrieb der Maschine, wenn das Rohr aus dem Extruder und der Wellvorrichtung zugeführt wird, baut sich am Rohr auf der Eingangsseite der Maschine ein Durchhang auf. Wenn sich ein ausreichender Durchhang ausgebildet hat, wird ein Schalter W^ geschlossen. Die Schalter Wp und W^ sind bereits geschlossen, seit der Linearmotor 21 und die Sägen 30 in ihren Startpositionen sind. Solenoid-Ventile S1 und S2 werden dadurch angeregt. Das Solenoid-Ventil SI betätigt den Druckluftzylinder 29 durch einen Hub, bei dem er

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die Klemmelemente 27» 27' aus der Klemmposition in die geöffnete Position bewegt. Das Solenoid-Ventil S2 betätigt den Druckluftzylinder 21 und die Druckluftkupplung 24 durch einen Hub,um die Förderketten 15, 15' anzutreiben, so daß das Rohr um eine Strecke weitertransportiert wird, die durch die Länge des Hubes des Luftzylinders 21 bestimmt wird. Am Ende dieses Hubes wird der Endschalter W^ geschlossen und die Solenoid-Ventile S3 und S4 werden angeregt. Das Solenoid-Ventil S3 betätigt nun den Druckluft zylinder 29» um die Klemmelemente in die Klemmposition zu bringen, bei der das Rohr seine genaue Stellung einnimmt, wodurch wiederum der Endschalter W,- geschlossen wird. Das Solenoid-Ventil S4 betätigt den Druckluftzylinder 21 und löst die Druckluftkupplung, so daß die Zahnstange 22 in ihrer Ausgangsposition zurückgeführt wird, während die Förderketten stehenbleiben. Nach Rückkehr der Zahnstange 22 in ihre Ausgangsposition schließt der Schalter Wp, jedoch wird sich zu diesem Zeitpunkt der Schalter W, öffnen, während die Schneidwerkzeuge einen Schneidhub ausführen.

Durch das Schließen des Schalters W^ wird eine Spule R angeregt, wodurch nach einer Zeitverzögerung ein Kontakt ¥_r geschlossen wird. In Erwiderung auf das Schließen des Kontaktes Ϊ ,wobei der Schalter W,- geschlossen ist, wird ein Solenoid-Ventil S5 oder S6 angeregt, und zwar in Abhängigkeit von der

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Stellung des Schalters ¥,-, wodurch der Druckluftzj'linder 33 einen HubtLang angetrieben wird, wodurch wiederum die Schneidwerkzeuge durch einen kompletten Schneidhub bewegt werden. Auf diese Weise werden die schlitzartigen Perforationen 10 an den gewünschten Stellen eingearbeitet, während das Rohr in seiner Lage festgeklemmt ist. Nach Ausführung des Schneidhubes wird der Schalter W^ wieder geschlossen und der Zyklus der Maschinenoperationen wird wiederholt. Ein Zählwerk C wird jedesmal, wenn der Schalter W, geschlossen wird, um eine Einheit weiterbewegt, wobei die jeweils von dem Zählwerk angezeigte Nummer ein direktes Maß für die Länge des Rohres ist, seit der Schalter auf Null gestellt worden ist* Das Zählwerk C kann derart eingestellt werden, daß nach einer vorher bestimmten Zählstellung eine Spritzpistole S betätigt wird, wodurch auf dem Rohr eine Markierung angebracht werden kann, um eine bestimmte durch die Maschine gelaufene Länge anzuzeigen.

Ein Not-Stoppschalter ESt ist vorgesehen zum Abschalten der Maschine bei Gefahr. Ein Handschalter M ist mit den Solenoiden S5 und S6 in Reihe geschaltet, um den Schneidmechanismus gewünschtenfalls während bestimmter Folgen auszuschalten, wodurch die Maschine dazu benutzt- werden kann, die Perforationen nur in bestimmten Bereichen des Rohrs bei seinem Durchlauf herzustellen.

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Anstelle der Anbringung von schlitzartigen Perforationen kann die Maschine je nach Kundenwünschen auch so angepaßt werden, daß runde Löcher in das Rohr gebohrt werden. Zu diesem Zweck v/erden die rotierenden Sägen durch rotierende Bohrer ersetzt, wie in Fig. 10 dargestellt. Die Bohrer sind dabei in bezug auf den Förderweg des Rohres radial ausgerichtet und werden bei einem Schneidhub in das Rohr hinein- und in ihre Ausgangsstellungen zurückgeführt. Die Bohrer brauchen nicht, wie in der Zeichnung dargestellt, in gleichen Abständen angeordnet zu sein, sondern sie können so orientiert sein, daß die Löcher in den gewünschten Rohrbereichen gebohrt werden.

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Claims

- 13 Patentansprüche

1.^ Maschine zum Perforieren von gewelltem Rohr an in genauen Abständen angeordneten Stellen, gekennzeichnet durch eine Rahmenkonstruktion, eine Einrichtung zum Transport des Rohres entlang eigner vorbestimmten Bahn in intermittierenden Schritten gleicher Länge, eine lösbare Klemmeinrichtung, die an der Rahmenkonstruktion befestigt und derart betätigbar ist, daß das Rohr in einer stationären Position relativ zu der Rahmenkonstruktion festklemmbar ist, wobei die Klemmeinrichtung eine Mehrzahl von Klemmgliedern umfaßt, von denen jedes zwischen Klemm- und Öffnungsstellungen bewegbar ist und eine Klemmfläche aufweist, die an die Wellungen des Rohrs angepaßt ist, um das Rohr genau in der stationären Position festzulegen, eine Mehrzahl von Schneidwerkzeugen, die an der Rahmenkonstruktion sitzen, wobei jedes Schneidwerkzeug derart betätigbar ist, daß es einen Schneidhub in einer Ebene ausführt, die quer zu der Bahn des Rohrs liegt und eine Vertiefung zwischen benachbarten Wellen des Rohrs schneidet, wenn das Rohr in der stationären Position festgeklemmt ist, eine Einrichtung, die auf den Abschluß eines Schrittes der Vorschubeinrichtung anspricht, um den Beginn der Bewegung der Klemmelemente in die Klemmstellung auszulösen, eine Einrichtung, die in Übereinstimmung mit der Bewegung der Klemmelemente in die Klemm-

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position betätigbar ist, um die Bewegung der Schneidwerkzeuge entlang ihres Schneidhubs auszulösen, eine Einrichtung, die auf die Vollendung des Schneidhubs anspricht, um das Öffnen der Klemmeinrichtung auszulösen, und eine Einrichtung, die auf das Zurückkehren der Klemmelemente in ihre geöffnete Position anspricht, um den folgenden Schritt der intermittierend arbeitenden Vorschubeinrichtung auszulösen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i c h ne t, daß die Vorschubeinrichtung zwei endlose Förderketten umfaßt, die um zwei Kettenzahnräder geführt sind und sich entlang dem vorbestimmten Weg des Rohres erstrecken, wobei die Förderketten mit Vorschubtrums versehen sind zum Angriff an diametral gegenüberliegenden Seiten des Rohrs.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennz e i c h ne t, daß jedes Kettenglied ein Profilteil trägt, welches eine Querrippe aufweist, die zum Eingriff in eine Vertiefung zwischen zwei benachbarten Wellen des Rohrs angepaßt ist, wobei der Abstand der Profilglieder dem Abstand der Wellen des Rohrs entspricht.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennz e i c kn et, daß die Förderketten mit Hilfe eines intermittierend arbeitenden Antriebsmechanismus antreibbar sind, wobei der Antriebsmechanismus einen doppeltwirkenden Linearantrieb, eine von diesem antreibbare Zahnstange, ein mit dieser im Eingriff befindliches Ritzel sowie eine Druckluftkupplung umfaßt, und daß das Ritzel mit den Kettenzahnrädern über die Druckluftkupplung gekoppelt ist, um die Kettenzahnräder in einer Richtung intermittierend anzutreiben.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearantrieb ein doppeltwirkender Druckluftzylinder ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die auf den Abschluß eines Schrittes der Vorschubeinrichtung anspricht, einen Endschalter aufweist, der mit der Zahnstange nach Abschluß eines Schrittes zum Angriff kommt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die auf den Abschluß eines Schrittes der Vorschubeinrichtung anspricht, um den

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Rückhub der Zahnstange in ihre Ausgangsposition auszulösen, und einen selten Endschalter, der bei Rückkehr der Zahnstange in ihre Ausgangsposition betätigbar ist, wobei die Einrichtung zur Auslösung eines folgenden Schrittes der intermittierend arbeitenden Vorschubeinrichtung durch diesen zweiten Endschalter steuerbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung zwei einander gegenüberliegende Klemmelemente umfaßt, die über einen Hebelmechanismus miteinander verbunden sind, daß die Klemmelemente dadurch gezwungen sind, sich zwischen ihren geöffneten und geschlossenen Stellungen synchron zu bewegen, und daß der Hebelmechanismus zur Bewegung der Klemmelemente mit einem hin- und hergehenden Antrieb verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Begrenzungsschalter vorgesehen ist, der auf die Beendigung der Bewegung der Klemmelemente in die Klemmstellung anspricht und daß die Einrichtung zum Auslösen der Bewegung der Schneidwerkzeuge durch ihren Schneidhub durch diesen Endschalter gesteuert wird.

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0O. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwerkzeuge in Sätzen angeordnet sind, daß die Schneidwerkzeuge jedes Satzes in Längsrichtung zueinander ausgerichtet sind, daß die Sätze der Schneidwerkzeuge miteinander über einen Hebelmechanismus verbunden sind und durch diesen eine Zwangsführung erhalten, wodurch sie sich während der
Schneidhübe synchron bewegen ,und daß die Schneidwerkzeuge mit Hilfe eines mit dem Hebelmechanismus verbundenen, hin- und hergehenden Antriebs betätigbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e kennzeichnet, daß ein Endschalter vorgesehen ist, der auf die Vollendung des Schneidhubes anspricht und daß dieser Schalter die Einrichtung zum Bewirken des
Lösens der Klemmeinrichtung steuert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidwerkzeuge rotierende Bohrer sind, die in bezug auf die Durchlaufbahn des Rohrs radial ausgerichtet sind.

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13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Schneidwerkzeuge rotierende Sägen sind, die in einem Satz koaxial zueinander fluchten, und daß der für jeden Satz vorgesehene Hebelmechanismus eine geschlossene Bewegung si» ahn der Sägen bei jedem Schneidhub vorgibt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Zählwerk, welches von der Vorschubeinrichtung zum Zählen der intermittierenden Schritte antreibbar ist und dabei die durch die Vorrichtung gelaufene Rohrlänge mißt, und zwar als Produkt aus der Anzahl der Schritte und der bei jedem Schritt geförderten Länge des Rohrs.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine von dem Zählwerk betätigbare Markierungseinrichtung zum Anbringen von Markierungen auf dem Rohr in bestimmten Intervallen, die sich nach einer Zählwerkstellung richten, welche einer vorbestimmten Rohrlänge entspricht.

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