DE2610576C3 - Einrichtung zum Schneiden von Rohrenden relativ großer Wandstärke mit einer Schneidvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Einrichtung zur Erzeugung von Gehrungsflächen, unabhängig von der Form oder dem Profil des Endes eines Hohlkörpers, ist aus der DE-PS 8 43 344 bekannt

Ist die Wandstärke eines Rohres nur sehr gering, dann kann das Rohrende bei entsprechendem Schnitt auf Stoß mit der gekrümmten Wandung des zweiten Rohres ohne weitere Vorarbeiten durch Schweißen verbunden werden. Handelt es sich jedoch um Rohre mit großer Wandstärke, beispielsweise um Hochleistungsrohre wie sie bei der Errichtung von Bohrtürmen, auch für den off-shore-Einsatz, verwendet werden — wo Rohrlängen von 4 cm und Außendurchmesser von 180 cm und Wandstärken von 12 cm nichts ungewöhnliches sind — dann kann, je nachdem, wie das Rohrende an der gekrümmten Fläche anzubringen ist und/oder dem Winkel, unter dem sie aufeinandertreffen, ein Zustand am geschnittenen Rohrende erreicht werden, wo in einer Stellung die Kante des inneren Zylindermantels des Rohres die gekrümmte Fläche berührt, wehrend in einer zweiten Stellung — in Umfangsrichtung von der ersten im Abstand liegend — die Kante des äußeren Zylindermantels des profilierten Rohrendes auf der gekrümmten Fläche aufliegt. Diese besondere Konfiguration ergibt dann eine wirksame Berührungslinie zwischen der geschnittenen Stirnfläche des Rohres und der gekrümmten Fläche, die zumindest teilweise radial über die Wandstärke an der Stirnfläche zwischen dem Innenzylinder und dem Rohrmantel verläuft. Eine Schweißverbindung ist hier ohne weitere Vorarbeiten nicht möglich. Bei dickwandigen Rohren der hier in Frage stehenden Art war es daher bisher üblich, eine durchgehende Abschrägung oder Fase am äußeren Umfang der geschnittenen Stirnfläche anzubringen, wodurch die peripheren Eckbereiche der Stirnfläche entfallen, so daß die Wandstärke über den ganzen Umfang an der Stirnfläche verringert wird. Durch diese Abschrägung .der Fasung der Rohrwandung entsteht am Umfang ein Kanal, sobald das Rohr auf die gekrümmte Fläche aufgesetzt wird, mit der es zu verschweißen ist, in den für die Befestigung beider Teile miteinander Schweißmaterial eingebracht werden kann.

Diese Art des Zurichtens einer Rohrstirnfläche kann dann hingenommen werden, wenn des Winkel, den der Rohrmantel mit der gekrümmten Fläche oder Tangente bildet, größer ist als beispielsweise 55°. Wird der Winkel kleiner als 55°, dann wird der Kanal und der danebenliegende Rohrabschnitt im Bereich des kleinsten eingeschlossenen spitzen Winkels extrem tief, so daß eine große Menge Schweißmaterial und Schweißzeit aufgewendet werden muß, wenn eine haltbare Schweißnaht herzustellen ist.

Es ist bereits versucht worden, den Aufwand an Schweißmaterial dadurch zu reduzieren, daß eine sogenannte Übergangsfase angebracht wird, wobei von Hand Fasen an voneinander getrennten Stellen entlang dem Umfang der profilierten Stirnfläche des Rohres liegen, wo das Verschweißen des Rohres mit einem anderen Körper besondere Schwierigkeiten mit sich bringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Einrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die radiale Tiefe der Gehrungsfläche an der Endfläche des Hohlkörpers veränderbar ist, um sowohl einer vorbestimmten Dun hdringungslinie zu folgen, die im wesentlichen einer gedachten Berührungslinie zwischen dem zu schneidenden Ende des Hohlkörpers und der Oberfläche eines anderen Hohlkörpers, welche mit dem erstgenannten Hohlkörper zu verbinden ist, folgt, als auch eine vorbestimmte Fase maschinell schneiden.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Hochleistungsrohre aus Metall werden im allgemeinen mit Hilfe einer Sauerstoff-Flamme oder einer anderen Gasgemisch-Flamme geschnitten, während Hochleistungsrohre aus Kunststoff mit Hilfe von Laserstrahlen oder einem Plasmastrom geschnitten werden. Die verwendeten Begriffe »Flamme« oder »Schneidwerkzeug« stehen für Schneidwerkzeuge mit Flamme, Strahl oder Strom. Die Drehbewegung des Schneidwerkzeuges zur Veränderung des Fasenwinkels kann zwar von Hand gesteuert werden, vorzugsweise wird jedoch eine automatische Säuerung, wie sie beispielsweise in der britischen Patentschrift 10 13 738 beschrieben ist, verwendet

In der Praxis wird man auf dem zu schneidenden Rohr am Umfang eine Führungslinie aufbringen, die der in entsprechender Parallelverschiebung zu schneidenden Stirnfläche entspricht Diese Führungslinie wird dann von einer optischen Abtastvorrichtung bei sich drehendem Rohr abgetastet. Die Abtastvorrichtung steuert den Antrieb für den sich in der einen oder der anderen Richtung axial bewegenden Schlitten, so daß das Schneidwerkzeug einen parallel zur Führungslinie verlaufenden Schnitt durchführt. Dieses Verfahren eignet sich besonders gut für den dem Fasenschnitt vorausgehenden ersten Zuschnitt.

Abtastvorrichtungen zum automatischen Einstellen der Lage des Schlittens und damit des auf ihm angeordneten Schneidwerkzeuges in axialer Richtung, damit dieses die Stirnfläche eines Rohres abfahren kann oder eine am Umfang des Rohres zuvor aufgebrachte Linie sind in der Schnitt- und Schweißtechnik bekannt und werden hier nicht im einzelnen erörtert.

Das Schneidwerkzeug ist in bezug auf die Längsachse des Rohres und die geschnittene Stirnfläche radial verschiebbar, um die Rohrwandung zu durchschneiden und die Fase anzubringen, wobei die radiale Verschiebung des Schneidwerkzeuges synchron zur Drehung des Rohres verläuft, damit das Schneidwerkzeug im wesentlichen der gedachten Berührungslinie zur Bildung der Übergangslinie folgt

Vorzugsweise wird am Rohrende ein erster Schnitt durchgeführt, bei dem die geschnittene Stirnfläche über ihren gesamten Umfang im wesentlichen im Winkel von 90' zur Kohrlängsachse liegt. Nachdem die Stirnfläche auf diese Weise geschnitten worden ist, erfolgt der gewünschte Fasenschnitt.

Bei diesem Vorgehen entsteht entweder am gesamten Umfang des Rohres oder an einem Teil davon zwischen der Stirnfläche und -Jer gekrümmten Fläche ein Kanal, der zunehmend tiefer wird und sogar breiter werden kann, wenn er von dem ersten Punkt gegen den zweiten läuft, wodurch das Schweißmaterial äußerst wirksam in den Kanal laufen kann, während die Teile am Umfang des Rohres, an denen kein Kanal gebildet worden ist, mit dem Körper, auf Jem das Rohr paßgenau aufliegen soll, unter dem Winkel verschweißt werden kann, den der Mantel des Rohres mit der gekrümmten Fläche einschließt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung wird im allgemeinen bei Rohren eingesetzt, die mit einer konvex gekrümmten Fläche zu verbinden sind, doch ist auch die Möglichkeit des Einsatzes bei der Bearbeitung von Rohren zur Verbindung mit konkaven Flächen gegeben. Außer Zylinderrohren können auch Rohre mit anderen Querschnitten bearbeitet werden, beispielsweise mit einem elliptischen oder einem vieleckigen Querschnitt. Darüber hinaus kann die Fläche, mit der das Rohr zu verbinden ist, außer zylindrisch beispielsweise auch sphärisch gekrümmt sein oder eine elliptische Konfiguration aufweisen.

Das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung liegt bei der Bearbeitung von zylindrischen Rohren, die mit der zylindrischen Mantelfläche eines weiteren Rohres zu verschweißen sind, beispielsweise beim Aufbau von Stahlrohrgerüsten für Bohrinseln, bei denen es zwar zweckmäßig ist, wenn sich die Achsen der Rohre schneiden, dies aber nicht zwingend erforderlich ist. Die geschnittene Stirnfläche eines Rohres kann beispielsweise mit einem Rohr viel größeren Durchmessers unter einem spitzen oder im rechten Winkd zu verbinden sein, wobei sich die Stirnseite ganz oder teilweise auf einer Seite einer Ebene befindet, die parallel zur Achse des geschnittenen Rohres verläuft und die Achse des Rohres mit größerem Durchmesser einschließt. Schließlich kann das Rohr mit der gefasten Stirnfläche auch mit zwei oder mehr zusammenlaufenden Rohren verschweißt werden, die zusammen die Fläche des anderen Körpers bilden, so daß die Stirnfläche nur mit jeweils einem Teil mit je einem der Rohre verschweißt wird. Der Zuschnitt der Stirnfläche bei einer solchen Anordnung setzt komplexe geometrische Berechnungen voraus, doch kann trotzdem die Übergangsfase gemäß der Erfindung eingeschnitten werden, wozu insbesondere die Kulisse oder eine andere Schablone, durch die die radiale Verschiebung des Schneidwerkzeuges icsigcicgi wird, entsprechend auszubilden ist.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Hauptrohres und eines mit diesem paßgenau zu verbindenden Zweigrohres:

F i g. 2 die Stirnfläche des Zweigrohres nach F i g. 1 im Schnitt:

F i g. 3 eine F i g. 1 entsprechende Ansicht, in der die Fase eingezeichnet ist. mit der die Stirnfläche des Zweigrohres zu versehen ist und wie dieses komplementär auf dem Hauptrohr angeordnet ist;

F i g. 4 ein Querschnitt des Zweigrohres nach F i g. 3, in der die zwischen der Fase und der Stirnfläche verlaufende Übergangslinie eingezeichnet ist;

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung der geschnittenen und gefasten Stirnfläche in Richtung des Pfeiles X aus Fig. 4gesehen;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Maschine zur Bearbeitung eines Zweigrohres gemäß den Fig.! bis 5, dessen Längsachse senkrecht verläuft;

F i g. 7 eine Stirnansicht der Maschine nach F i g. 6:

F i g. 8 eine Draufsicht auf die Maschine nach F i g. 6;

F i g. 9 einen Teil der Maschine gemäß den F i g. 6 bis 8 in vergrößertem Maßstab, nämlich eine Draufsicht auf einen Schlitten und die zugeordneten Vorrichtungen zur Steuerung der Bewegung des Schneidwerkzeuges radial in bezug auf das Rohr und der Schwenkbewegung des Schneidwerkzeuges;

Fig. 10 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer Kulissensteuerung für die Anordnung gemäß den F i g. 9 und 10 zur Steuerung der Bewegung des Schneidwerkzeuges;

Fig. 12 eine Stirnansicht der Kulissensteuerung gemäß Fig. 11;

Fig. 13A und Fig. 13B eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schneidmaschine, in der das zu schneidende Rohr gemäß den Fig. I bis 5 horizontalliegend bearbeitet wird;

Fig. 14 eine Stirnansicht der Maschine gemäß F i g. 13 in Richtung des Pfeiles XlV in F i g. 13 gesehen und

Fig. 15 eine Stirnansicht der Maschine gemäß F i g. 13 in Richtung des Pfeiles XV aus F i g. 13 gesehen.

Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern.

seien eingangs die geometrischen Verhältnisse bei der Durchdringung zweier zylindrischer Körper erläutert, wie sie beim Aufbau eines Gerüstes oder beispielsweise bei der Montage einer Bohrinsel auftreten. Dort muß oftmals das freie Ende eines zylindrischen Rohres 1 mit einem ebenfalls zylindrischen Hauptrohr 2 so verschweißt werden, daß ihre Achsen in einer gemeinsamen Ebene liegen und einen Winkel α einschließen, der beispielsweise 45" beträgt, vgl. Fig. 1. Das Zweigrohr 1, das im allgemeinen aus hochdehnfestem Stahl besteht, weist beispielsweise einen Gesamtdurchmesser in der Grö&jriordnung von 2 m auf, wobei die Wandstärke des Rohres 12 cm beträgt, während der Gesamtdurchmesser des Hauptrohres noch etwas größer ist. Für eine feste Schweißverbindung der beiden Rohre ist die Stirnseite des Rohres 1 so zu gestalten, daß sie sich paßgenau an die zylindrische Mantelfläche des Rohres 2 anfügt, so daß sich die aneinanderstoßenden Flächen komplementär ergänzen und unmittelbar aufeinander zu liegen kommen.

Wird davor, ausgegangen, daß die -Stirnfläche 3 sich über ihren gesamten Umfang im Winkel von 90° zur Achse des Rohres 1 erstreckt, das ja eine verhältnismäßig dicke Wandung hat, dann kann aus Fig. 1 entnommen werden, daß bei den komplementär zusammenzufügenden Rohren der äußere Zylindermantel des Rohres 1 auf den Mantel des Rohres 1 an einet ersten Stelle A aufsetzt, wo die Mantelflächen des Rohres 2 und 1 einen spitzen Winkel tx einschließen und in einer gemeinsamen Ebene Y liegen, während der innere Zylindermantel des Rohres 1 auf die Mantelfläche des Rohres 2 an einer zweiten Stelle B aufsetzt, wc

so der Winkel 0, den die Mantelflächen der Rohre 2 und 1 miteinander einschließen, stumpf ist, aber ebenfalls ir der gemeinsamen Ebene Vliegt.

In diesem Fall wird durch geeigneten Zuschnitt de« Endes des Rohres 1 eine gedachte Linie in der Ebene dei geschnittenen Stirnfläche 3 erhalten, die symmetrisch zur gemeinsamen Ebene Y liegt und durch die Stellung A und B geht, und durch die im wesentlichen eine linienförmige Berührung bei der komplementärer Zuordnung zum Zylindermantel des Rohres 2 herge stellt wird. Diese gedachte Berührungslinie bewegt sicr über den Umfang der Stirnfläche 3 radial nach innen wenn sie vom Punkt A weg oder auf ihn zu oder zu derr Punkt B bzw. auf diesen zu verläuft Bei angenäherten· Zuschnitt des Endes von Rohr 1 wird eine gedacht« Berührungslinie gemäß den Fi g. 3 und 4 erhalten; diese gedachte Linie — in axialer Richtung des Rohre: gesehen — besteht aus einem ersten Abschnitt 5a, dei durch Punkt A auf dem Rohr führt und an dei

Innenmantelfläche des Rohres aufhört und aus einem zweiten Abschnitt 56, der im wesentlichen mit der Innenmantelfläche des geschnittenen Rohrendes zusammenfällt und iich zwischen den Endpunkten des ersten Abschnittes 5a erstreckt und durch Punkt B führt. Sobald diese gedachte Linie 5a, 5b festgelegt ist, wird auf der Stirnfläche eine abgeschrägte Fläche 4 (vgl. Fig.5* 'iergestellt, die sich zwischen der Stirnfläche 3 und dem Zylindermantel des Rohres 1 erstreckt und mit der Stirnfläche eine Übergangslinie 5 bildet, die im wesentlichen die gleiche Länge hat wie di"; gedachte Linie 5a, die sich auf der Stirnseite 4 vom Außen- zum Innenmantel erstreckt, d. h. zwischen den Punkten C und D in Fig. 5. Das in dieser Weise zugeschnittene Rohrende kann auf dem Hauptrohr 2 komplementär aufgesetzt werden, wobei sich die Übergangslinie 5 unmittelbar neben oder in Berührung mit dem Zylindermantel des Rohres 2 befindet.

Bei der komplementären DiirrhHringunir der Rohre in dieser Weise können sie zusammengeschweißt werden, wobei das Schweißmaterial in einem um die geschnittene Stirnfläche des Rohres herum zwischen der abgefasten Fläche 4 und dem Zylindermantel des Rohres 2 gebildeten Kanal eindringt. Wo erforderlich, breitet sich das Schweißmaterial zwischen dem Außenmantel des Rohres 1 und dem Zylindermantel des Rohres 2 aus, was besonders dort auftritt, wo das Rohrende 1 mit seinem Umfang am Punkt A auftrifft, denn dort ist die radiale Tiefe und axiale Ausdehnung des durch die Fase gebildeten Kanals nicht groß genug, um di: erforderliche Menge des Schweißmaterials aufzunehmen.

Die geschnittene Stirnfläche 3 des Rohres 1 kann zu Anfang so geschnitten werden, daß sie die gedachte Übergangslinie enthält und immer 90° zur Rohrachse liegt. Durch einen solchen ersten Schnitt wird ein freier Raum — auf den Rohrquerschnitt gesehen — zwischen dem Zylindermantel des Rohres 2 und dem weitaus größten Teil des Umfanges der Stirnfläche 3 geschaffen, die sich von der Übergangslinie radial nach innen erstreckt.

Eine solche Stirnfläche 3 wird im allgemeinen vom Mantel des Rohres 2 in dem Maße abweichen, wie die Stirnfläche radial nach innen verläuft. Durch diese divergierende Hinterschneidung soll vermieden werden, daß in der Schweißnaht Leerräume auftreten, die bei der Ultraschallprüfung aufgedeckt werden. Falls erforderlich, kann der radial innenliegende Teil der Stirnfläche abgefast werden, um eine zusätzliche Hinterschneidung zu bilden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Stirnfläche des Rohres 1 in einem ersten Schnitt so zu schneiden, daß sie die gedachte Übergangslinie enthält und sich in einem vorbestimmten konstanten spitzen oder stumpfen Winkel in bezug auf die Achse 1 des Rohres 1 befindet; tatsächlich so, daß die Stirnfläche 3 eine positive oder negative Abschrägung an einem Teil ihres Umfanges oder über den ganzen Umfang verlaufend aufweist. Ein derartiger Anfangsschnitt der Stirnfläche 3 mit einer positiven Abschrägung ist dann angebracht, wenn der Winkel zwischen den Rohren 1 und 2 beispielsweise größer als 50° ist und wenn am Punkt Bin Fig.3 nicht genügend Winkelabstand für eine feste Verschweißung zur Verfugung stünde, wenn der Zuschnitt der Stirnfläche unter einem rechten Winkel zur Achse des Rohres erfolgen würde.

An Hand der F i g. 6 bis 12 sei nachfolgend eine erste Ausführungsform einer Maschine beschrieben, mit der das Ende des Zweigrohres 1 in der gewünschten Weise geschnitten und abgefast werden kann.

Das Rohr 1 wird aufrechtstehend mit seinem unteren Ende auf einen horizontalen Drehtisch 6 aufgesetzt. Der Drehtisch 6 ist auf einem Drehgestell 7 angeordnet und ist auf diesem um seine senkrechte Achse über einen Elektromotor 7a verdrehbar. Das Drehgestell 7 ermöglicht die horizontale Einstellung des Rohres 1 in bezug auf eine an einem Rohrrahmen 8a angeordnete senkrechtstehende Säule 8. Nachdem das Rohr in der Mitte des Drehtisches angeordnet ist, wird die genaue Positionierung des Drehgestells 7 und folglich auch des Rohres erreicht, wenn der Zylindermantel des Rohres an einer Rolle 6a anschlägt, die um eine senkrechte Achse drehbar mit einem in bezug auf die Säule 8 ortsfest angeordneten Rahmen 6b verbunden ist. Auf der Säule 8 ist ferner ein sich senkrecht auf und ab bewegender gesteuerter Schlitten 9 angeordnet, der einen Schneidbrenner 10 trägt, dem ein Sauerstoffgemisch über Leitungen 10' zugeführt wird. Die Stellung des Schlittens 9 an der Säule 8 kann über ein nicht dargestelltes Zahnstangen-Getriebe mit einer geeigneten Antriebsvorrichtung gesteuert werden. Als Gegengewicht für den Schlitten 9 dient ein an einer Kupplungskette Sb hängendes Gewicht Sb', das in dem Rohrrahmen 8a beweglich untergebracht ist.

Das Rohr 1 sitzt auf dem Drehtisch 6 in ungeschnittenem Zustand auf, es ist lediglich so weit abgeglichen, daß es senkrecht aufsitzt, und wird anschließend so geschnitten, daß die Stirnfläche 3 entsteht, die dem jeweiligen Profil (Außenkontur) entspricht und die in ihrer Ebene der vorerwähnte gedachte Linie 5a, 5b zur paßgenauen und komplementären Auflage auf dem Zylindermantel des Rohres 2 aufweist.

Beim vorliegenden Beispiel soll der Einfachheit halber davon ausgegangen werden, daß sich die Stirnfläche 3 im Winkel von 90° zur Achse des Rohres 1 über ihren ganzen Umfang erstreckt. Für diesen ersten Schnitt ist der Schneidbrenner 10 auf dem Schlitten 9 so angeordnet und herangeführt, daß die Flamme radial in die Rohrwandung schneidet, wobei das Rohr mit dem Drehtisch 6 um seine Längsachse gedreht wird, während der Schlitten 9 auf der Säule 8 senkrecht verschoben wird, um den in F i g. 6 mit 3' angegebenen vorbestimmten Schnitt über den ganzen Umfang der Stirnseite 3 des Rohres herzustellen. Auf diese Weise befindet sich die nach Abschneiden des oberen Teiles verbleibende untere Stirnfläche stets im rechten Winkel zur Rohrachse, gleich welche axiale Lage die Stirnfläche über die gesamte Rohrlänge einnimmt. Die senkrechte Bewegung des Schlittens und des Schneidbrenners 10 wirii über ein an sich bekanntes, nicht näher bezeichnetes, bahngesteuertes Kurvengetriebe gesteuert, durch das der Schlitten 9 in seiner senkrechten Stellung auf der Säule 8 über von einer optischen Abtastvorrichtung 11 gelieferte Steuersignale einstellbar ist.

Die Abtastvorrichtung befindet sich unterhalb des Schneidwerkzeuges 10 auf dem Schlitten 9. Die Abtastvorrichtung 11 tastet eine am Umfang des Rohres 1 zuvor aufgetragene Linie ab, die der Schnittlinie 3' entspricht, von dieser jedoch in Richtung der Rohrlängsachse um den dem senkrechten Abstand zwischen Schneidwerkzeug und Abtastvorrichtung entsprechenden Betrag entfernt liegt Wenn also die Abtastvorrichtung der Linie 12 in senkrechter Richtung foigt, werden damit auch der Schlitten 9 und das darauf befindliche Schneidwerkzeug 10 automatisch zum Zuschnitt des

entsprechenden Profils bewegt. Falls erforderlich, können entweder Schneidwerkzeug 10 oder Abtastvorrichtung 11 oder beide auf dem Schlitten 9 axial einstellbar angeordnet sein, um das Einrichten bei der Bestimmung der axialen Länge des Schnittes zu erleichtern, besonders dann, wenn die axiale Lage der Linie 12 auf dem Rohr ungenau ist.

Nach Zuschnitt der Stirnfläche 3 wird die Maschine zur Herstellung der gefasten Fläche 4 eingerichtet. An Hand der Fi g. 9 und 10 wird nachfolgend beschrieben, wie das Schneidwerkzeug hierzu auf dem Schlitten 9 angeordnet wird. Der Übersichtlichkeit halber ist die optische Abtastvorrichtung 11 in den Fig. 9 und 10 nicht mehr dargestellt.

Der Schlitten 9 weist einen Unterrahmen 13 auf, der mit dem Schlitten senkrecht bewegbar ist und horizontal auf diesem, parallel zu einem Radius des Rohres 1, diesen jedoch nicht einschließend, verschieblich ist; dieser Unterrahmen 13 ist der eigentliche Träger des Schneidwerkzeuges !G. Der Unierrahmen i3 enthält ein Paar parallele Stangen 13a, die horizontal in nicht näher bezeichneten Linearlagern durch Rohre 9a gleiten können, die an dem nur senkrecht verschieblichen Teil des Schlittens 9 angeordnet sind. Die Stäbe 13a sind durch Querträger 13b und 13£>'des Unterrahmens miteinander verbunden. Die jeweils über das Ende eines Rohres 9a hinausgeführte Stabteil ist von einem Faltenbalg 13c umschlossen, der die Stäbe schützt und ein Schmiermittel für die linearen Lager enthalten kann. Das Schneidwerkzeug 10 ist am freien Ende eines Armes 14 angeordnet, der in einer radialen Ebene des Rohres 1 liegt und starr in einem Block 15 befestigt ist. Der Block 15 ist auf einer durch den Querträger 13f> geführten Welle 16 angeordnet, so daß er sich mit der Welle mit Hilfe von Lagern 16a in dem Querträger 13b um eine Achse 17 drehen kann (Fig.9), die tangential zum Rohrmantel 1 verläuft. Die Achse 17 verläuft in einer zur Rohrachse 1 im rechten Winkel liegenden Ebene und erstreckt sich im rechten Winkel zu einer sowohl die Rohrachse 1 als auch die Flamme des Schneidwerkzeuges 10 enthaltenden Ebene. Das Schneidwerkzeug 10 ist auf dem Arm 14 so angeordnet, daß seine Flamme die /ichse 17 unter einem Winkel von 90° schneidet. Bei Beibehaltung dieses Winkels in der Stirnfläche wird infolgedessen, wenn der Block 15 um die Achse 17 im erforderlichen Maße verdreht wird, die Schneidflamme entweder parallel zur Stirnfläche 3 oder in einem sich ständig vergrößernden Winkel relativ zu der Ebene der Stirnfläche 3 gerichtet, wodurch eine abgefaste Fläche am äußeren Umfang des geschnittenen Endes des Rohres 1 entsteht.

Wird beispielsweise das Schneidwerkzeug 10 um die Achse 17 gedreht und in einem vorbestimmten Winkel relativ zur Achse des Rohres festgesetzt, wonach das Rohr um seine Achse gedreht wird, während die Achse 17 eine Tangente an den inneren Zylindermantel des Rohres 1 bildet und in dieser Lage gehalten wird (wie in Fig.9 gezeigt), wird eine abgefaste Fläche am Außenumfang des profilierten Endes des Rohres geschnitten, wobei die radiale Tiefe der Fase konstant ist und der Wandstärke des Rohres entspricht

Wird unter den gegebenen Bedingungen der Unterrahmen 13 so eingestellt, daß der Schnittpunkt der Schneidflamme mit der Achse 17 radial nach außen um den Betrag der Wandstärke des Rohres 1 verschoben wird, während die Achse 17 nach wie vor im wesentlichen tangential zum Rohr verläuft und der genannte Schnittpunkt weiterhin in der Ebene der Stirnfläche 3 liegt, dann ergibt sich daraus, daß während des Zuschnittes der abgefasten Fläche diese Fläche eine Übergangslinie 5 mit der profilierten Stirnfläche 3 bildet, die sich fortlaufend radial nach außen während der Rotation dos Rohres um den Betrag der Wandstärke des Rohres verschiebt.

Dies ist die Grundlage für die Herstellung der Fasenfläche gemäß der Erfindung.

Wie zuvor beschrieben, sollte die gewünschte Übergangslinie 5 für das profilierte Ende des Rohres 1 im wesentlichen der Teillänge C bis D der gedachten Linie 5a (F i g. 5) entsprechen und infolgedessen muß die radiale Einstellung der Achse 17 in bezug auf das Rohr 1 gesteuert werden, so daß bei Drehung des Schneidwerkzeuges und des Rohres relativ zueinander die abgefaste Fläche 4 so geschnitten wird, daß sich die Übergangslinie 5 bildet. Zur Steuerung der Einstellung der tangentialen Achse 17 radial in bezug auf die Wandstärke des Rohres 1 weist der Querträger \lb' (vgl. Fig.9) des Unterrahmens 13 eine Kurvensteuerung in Form einer Rolle 18 auf. Diese Rolle 18 ist so angeordnet, daß sie über eine, durch den Umfang einer Kurvenscheibe 19 gebildeten Schablone läuft. Die Kurvenscheibe besteht zweckmäßigerweise aus einer kreisförmigen und einer nierenförmigen Scheibe 20 bzw. 21. Beide Scheiben sind miteinander verbunden und werden gemeinsam über eine von einem Elektromotor 23 angetriebene Welle 22 verdreht. Die Welle 22 verläuft konzentrisch zur Scheibe 20. Welle und Motor sind auf dem Schlitten 9 angeordnet und mit diesem senkrecht verschieblich. Falls notwendig, kann zwischen den feststehenden Rohren 9a des Schlittens 9 und dem Unterrahmen 13 eine Feder, beispielsweise die Feder 24, vorgesehen sein, durch welche die Rolle 18 mit dem Umfang der Kurvenscheibe 19 in Eingriff gehalten wird. Bei Drehung der Kurvenscheibe über die Welle 22 verschiebt sich selbstverständlich der Unterrahmen 13 in bezug auf die Rohre 9a so lange nicht, wie die Rolle 19 am Umfang der kreisförmigen Scheibe 20 abläuft. Sobald die Rolle 19 jedoch auf den Umfang der nierenförmigen Scheibe 21 ausläuft, verschiebt sich der Unterrahmen 13 radial relativ zum Rohr 1; der Unterrahmen 13 wird also fortlaufend bis zu einem maximalen radialen Abstand vom Rohr 1 nach außen verschoben; anschließend, wenn die Rolle 19 vom Umfang der Scheibe 21 auf den der kreisförmigen Scheibe 20 zurückläuft, kehrt der Unterrahmen ebenfalls fortlaufend in seine dem geringsten radialen Abstand vom Rohr 1 entsprechende Ausgangslage so zurück.

Der Antrieb der Welle 22 über den Motor 23 verläuft synchron zur Drehung des Drehtisches 6 und folglich des Rohres 1, so daß sich das Rohr 1 und die Kurvenscheibe 19 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen, wobei jeweils ein Umlauf des Rohres auch einem Umlauf der Kurvenscheibe entspricht.

Die Form der Fläche der Kurvenscheibe 19, auf der die Rolle 18 abläuft, entspricht dem gewünschten geometrischen Verlauf der gedachten Linie auf der Stirnfläche 3 des Rohres, wobei davon auszugehen ist, daß der Schnittpunkt zwischen Flamme des Schneidwerkzeuges und der Achse 17 sich beim Ablauf der Rolle über die Scheibe 20 nicht radial in bezug auf das Rohr 1 verschiebt während beim Ablauf über die nierenförmige Scheibe 21 eine radiale Verschiebung um den Betrag der Wandstärke des Rohres stattfindet Der Verlauf der gedachten Linie dort wo sie von der zylindrischen Innenwandung der profilierten Stirnfläche

3 abweicht, wird also im vorliegenden Beispiel durch die Ausbildung der nierenförmigen Scheibe 21 bestimmt — in Richtung der Rohrachse gesehen —. Da die Verschiebung des Schnittpunktes während der Drehung des Rohres 1 um den Betrag von dessen Wandstärke erfolgt, muß der maximale radiale Abstand an der nierenförmigen Scheibe 21 zur Achse der Welle 22 abzüglich dem Radius der Kreisscheibe 20 etwa gleich der Wandstärke des Rohres 1 sein (d. h. in den F i g. 9 und 10 ist die Strecke X gleich der Wandstärke des Rohres 1). Die Ausbildung des Umfanges der Scheibe 21, an dem die Rolle 18 aufsitzt, entspricht also der Form der gedachten Linie, in Achsrichtung des Rohres gesehen, wo diese vom inneren Zylindermantel der Stirnfläche S de- profilierten Endes abweicht, d. h. der Teil 5a der gedachten Linie in den F i g. 4 und 5.

Für die Ausbitdung der Übergangslinie 5 wird die Kurvenscheibe 19 zunächst um 180° relativ zur Rolle 18 aus ihrer in den F i g. 9 und 10 gezeigten Lage verdreht, wobei das Rohr 1 dem Schneidwerkzeug 10 derart zugeordnet is·, daß dieses am Punkt A des profilierten Rohrendes angreift und wobei die Achse 17 tangential zum äußeren Zylindermantel der Rohrstirnseite verläuft.

Die aus dem Schneidwerkzeug 10, dem Arm 14 und dem Block 15 bestehende Anordnung wird um die Achse 17 verdreht, um sie relativ zu ihrer Ausgangslage um einen Winkel zu verdrehen, bei dem die Flamme beispielsweise mit der Rohrachse einen Winkel von 15° bildet und in derselben Ebene liegt, wie die Rohrachse und die Achse 17 in der Stirnfläche 3 schneidet. Der Schneidvorgang setzt nun gleichzeitig mit der Verdrehung des Rohres 1 um seine Längsachse ein, wobei diese Bewegung synchron zur Drehung der Kurvenscheibe 19 um die Welle 22 verläuft und mit der senkrechten Verschiebung des Schlittens 9 an der Säule 8 in Abhängigkeit von der Steuerung der optischen Abtastvorrichtung 11, wobei der Schniüpunki der Schiiciufhmme mit der Achse 17 in der Ebene der Stirnfläche 3 gehalten wird.

Beim Ablauf der Rolle 18 über den Umfang der nierenförmigen Platte 21 wird der Unterrahmen 13 gemäß Fig.9 fortlaufend nach oben verschoben, wodurch der Schnittpunkt der Flamme mit der Achse 17 in der Stirnseite 3 ebenfalls fortlaufend radial nach außen von der Mantellinie des inneren Zylinders zu der des äußeren Zylinders des Rohres 1 verschoben wird, wodurch die Übergangslinie 5 den Verlauf gemäß Abschnitt C bis D der gedachten Linie 5a einnimmt. Sobald die Kurvenscheibe und das Rohr über 180° gedreht worden sind, liegt der Schnittpunkt zwischen Flamme und Achse 17 an der Mantellinie des inneren Zylinders in der zweiten Stellung B, das entspricht dem Bereich, an dem zwischen den miteinander zu verschweißenden Rohren der Winkel β gebildet wird. Bei weiterer Verdrehung der Schablone über 180° hinaus wird der Unterrahmen 13 fortschreitend angehoben, wodurch der Schnittpunkt zwischen Flamme und Achse 17 sich radial nach außen um den Betrag der Wandstärke des Rohres in der Ebene der Stirnfläche 3 verschiebt, so daß auch die radiale Erstreckung der abgefasten Fläche 4 allmählich abnimmt, bis die Rolle 19 schließlich zum Mittelpunkt ihrer maximalen Abweichung am Umfang der Scheibe 21 zurückkehrt, wo keine Fase gebildet wird und eine Umdrehung der Kurvenscheibe und des Rohres 1 gleichzeitig vollendet wird.

Anstelle der vorerwähnten Verdrehung um 360° des Rohres 1 in bezug auf das Schneidwerkzeug kann die gleiche Wirkung auch durch Hin- und Herschwenken des Drehtisches um 180° erzielt werden. In diesem Fall wird für das Schneiden der Fase das Schneidwerkzeug zu Beginn des Vorganges in die Stellung A, wie oben beschrieben, gebracht und anschließend werden der Drehtisch und das Rohr hin- und hergehend vrdreht, so daß zuerst der eine Abschnitt Cbis Oder Übergangslinie am Rohr abgefast wird, wobei sich der Drehtisch in der einen Richtung dreht, und anschließend wird die

ίο Bewegung des Drehtisches umgeschaltet, so daß das Schneidwerkzeug über die Stellung A hinausgelangt und den gegenüberliegenden Abschnitt C bis D der Übergangslinie des Rohres abfast, wobei synchron zur Schwenkbewegung des Rohres in diesem Fall auch eine hin- und hergehende Schwenkbewegung der Kurvenscheibe 19 erfolgt.

Da die richtige Einstellung des Rohres 1 in der Maschine durch die exakte Lage des äußeren Zylindermantels des Rohres bestimmt ist, nämlich wenn dieser infolge der Bewegung des Drehgestelles 7 an der Roiie 6a anschlägt, ist darauf zu achten, daß vor Beginn des Fasen-Schneidvorganges bei Rohren mit unterschiedlicher Wandstärke, die radiale Lage der Achse 17 in bezug auf das Rohr — gemäß F i g. 9 — imme.· so ist, daß die Achse eine Tangente an den inneren Zylindermantel des Rohres bildet.

Zum Zwecke der leichteren Einstellung ist die Rolle 18 auf einer Stange 25 des Unterrahmens 13 angeordnet, die in bezug auf den übrigen Teil des Unterrahmens einstellbar ist, so daß der Querträger 13i und damit auch die Achse 17 in bezug auf die Rolle 18 entsprechend der jeweiligen Wandstärke des Rohres angehoben oder abgesenkt werden können (vgl. Fig. 9 und 10). Die Stange 25 weist gemäß Fig.9 hierzu zweckmäßigerweise eine Skala auf, von der die jeweiligen Wandstärken ablesbar sind.

Wird der Winkel zwischen dem Schneidwerkzeug 10 und der Rohrachse während des Fascrszuschrüttes konstant gehalten, kann die entstehende Fase insgesamt ungeeignet sein, da der Fa.enwinkel zwiscnen einem bestimmten Bereich der gefasten Fläche und einer zum Außenzylinder des Rohres 2 tangentialen, diesem Bereich zugeordneten Ebene über den gesamten L'mfang der Fasenfläche unterschiedlich ir weil

•»5 zwischen Rohr und Schneidwerkzeug eine axiale Verschiebung stattgefunden hat, als dieses den Schnitt herstellte.

Wenn beispielsweise das Rohr 1 nur um einen ganz geringen Betrag gedreht wird, während sich das

so Schneidwerkzeug 10 senkrecht in wesentlich größerem Maße verschiebt, dann ist die -Vbfasung in dem der senkrechten Verschiebung entsprechenden Bereich des Profils sehr gering, da dieser Teil der profilierten Stirnfläche dann in einer zur Achse des Rohres 2 und diese enthaltenden Ebene liegt. Am günstigsten ist es, wenn der Winkel, den die abgefaste Fläche mit der zum äußeren Zylindermantel des Rohres 2 tangential verlaufenden Ebene einen konstanten Winkel bildet, vorzugsweise zwischen 45° bis 60°, über den gesamten Umfang der Fasenfläche. Um den Winkel konstant zu halten, muß der Winkel zwischen dem Schneidwerkzeug 10 und der Achse des Rohres 1 während des Fasenschnittes fortschreitend geändert werden, wenn das Schneidwerkzeug den Umfang der Schnittfläche abfährt, nämlich von etwa 15° in Stellung C bis 90° im Umfangsbereich B. Der Winkel des Schneidwerkzeuges 10 in bezug auf die Achse des Rohres 1 wird durch Verdrehen des Blockes 15 erreicht, wobei sich das

Schneidwerkzeug 10 um die Achse 17 verdreht, womit gleichzeitig erreicht wird, daß der Schnittpunkt der Flamme mit der Achse 17 in der Ebene der profilierten Stirnseite 3 verbleibt Die gewünschte Winkeleinstellung des Schneidwerkzeuges 10 durch Verdrehen um die Achse 17 kann von Hand erfolgen. Für eine automatische Verstellung eignet sich insbesondere die in der britischen Patentschrift 10 13 738 beschriebene Steuervorrichtung. Danach ist eine Stange 26 vorgesehen, deren eines Ende mit der Welle 16 in Drehverbindung steht und deren anderes Ende drehbeweglich mit einem in einer Nebensäule 8c befestigten Zapfen 27 verbunden ist Die Stange 26 erstreckt sich radial sowohl zur Welle 16 als auch zum Zapfen 27. während die Zapfenlängsachse in ihrer Verlängerung den Mittelpunkt des Rohrquerschnittes 1 schneiden würde. Die Mittellinie des Zapfens 27 liegt ferner in einer Ebene, in der auch die Achse des Rohres 1 liegt und die im rechten Winkel zu der Ebene liegt die die Rohrachse 1 und das Schneidwerkzeug 10 enthält. Die Kupplung zwischen der Stange 26 und dem Zapfen 27 ermöglicht ein totes Spiel das in einfacher Weise dadurch erreich· wird, daß das Ende der Stange 26 in einem gabelartigen Teil des Zapfens 27 liegt so daß sich der Abstand zwischen der Welle 18 und dem Zapfen 27 verändern läßt

Der Zapfen 27 ist an der Nebensäule 8a so angeordnet daß er etwa auf halbem Wege zwischen dem senkrechten Abstand zwischen Position A und B des profilierten Rohrendes liegt Wenn das Schneidwerkzeug 10 auf dem Schlitten 9 der Position A auf dem profiäierten Ende entsprechend angeordnet ist, dann nimmt: das Schneidwerkzeug 10 auf dem Arm 14 eine solche Lage ein. daß unter dem gewünschten Winkel, beispielsweise 15°. den die Fase mit der Achse des Rohres 1 einschließt, zugeschnitten werden kann. Sobald der Zuschnitt der Fase am Punkt A beginnt und iich das Rohr unterhalb des Schneidwerkzeuges 10 dreht bewegt sich der Schlitten 9 senkrecht über die Säule 8 und folgt damit dem Profil der Rohrstirnseite, so daß durch die Relativbewegung zwischen dem Schlitten

9 und dem Zapfen 27 die Stange 26 die Welle 16 im selben. Maße antreibt. Analog hierzu vergrößert sich auch der Winkel, den die Fasenfläche 4 mit der Achse des Rohres 1 einschließt, und zwar bis zu einem Maxiraum, an dem sich das Rohr so weit gedreht hat, daß das Schneidwerkzeug im Bereich 4a (Fig.5) anlangt. Weitere Drehung des Rohres über den Bereich 4a hinaus und durch Punkt B über den Bereich 4a hinausgehend, führt zu einer entsprechenden Verkleinerung des Winkels, bis das Schneidwerkzeug erneut den Punkt A erreicht hat. Die Bereiche 4a geben an, wo sich das automatisch gesteuerte Schneidwerkzeug so weit verdreht hat, daß sie Flamme die Rohrwandung verläßt, so daß zwischen dem einen Bereich 4a der profilierten Stirnfläche über Punkt B bis zum anderen Bereich 4a keine Fase geschnitten wird. Die Verbindung mit totem Spiel zwischen der Stange 26 und dem Zapfen 27 gewährleistet, daß sich der Schlitten 9 in bezug auf den Zapfen 27 bei seiner senkrechten Verschiebung an der Säule 8 sowie bei der Bewegung des Unterrahmens 13 in dem Schlitten 9 frei bewegen kann. In den F i g. 9 und 10 ist die Stange 26 der Einfachheit halber geradlinig dargestellt, doch wird in der Praxis ein kurbelartiges Teil, wie in F i g. 8 gezeigt, vorzuziehen sein.

Während der Drehbewegung des Schneidwerkzeuges

10 um die Achse 17 und außerdem während der radialen Bewegung der Achse 17 über die Wandstärke des Rohres 1 findet auch eine radiale Verschiebung des Schneidwerkzeuges, insbesondere dessen Brennerdüse 28, relativ zum Rohr 1 statt so daß die Schnittleistung unterschiedlich ist Um diese Möglichkeit auszuschließen ist die Brennerdüse motorgesteuert, wodurch die radiale Bewegung in bezug auf das Rohr 1 und in bemig auf den Arm 14 steuerbar ist Wie aus F i g. 9 hervorgeht weist das Schneidwerkzeug 10 ein mit dem Arm 14 verbundenes Gehäuse 29 auf, in dem die Brennerdüse 28 untergebracht ist Die Brennerdüse 28 ist in dem Gehäuse in radialer Richtung zum Rohr 1 beweglich und weist eine fest mit ihr verbundene Mutter 30 auf, die mit einer Schraubenspindel 31 in Wirkverbindung steht Die Schraubenspindel ist in nicht näher bezeichneten Lagern im Gehäuse drehbar gelagert und wird durch einen Elektromotor 32 über ein Getriebe 33 angetrieben. Bei Drehung der Schraubenspindel 31 bewegt sich die Brennerdüse 28 entweder auf den Umfang des Rohres 1 zu oder von diesem weg, so daß optimale Schneidbedingungen unabhängig von dem jeweiligen radialen Abstand zwischen dem Gehäuse 29 und dem Rohr 1 aufrechterhalten werden können. Der Motor 32 wird zur Verstellung der Brennerdüse 28 vor, einer den Schneidvorgang überwachenden Bedienungsperson von Hand angelassen. Die Maschine enthält außerdem eine Plattform 34, von der aus eine Bedienungsperson den Schneidvorgang überwachen kann, und die außerdem ein Steuerpult 35 für die Anlage aufweist Die Plattform 34 ist an einem senkrechten Träger 36 längsverschieblich angeordnet so daß die Bedienungsperson der senkrechten Bewegung des Schlittens 9 folgen kann und somit immer unmittelbar an der Schneidstelle bleibt. Das Anheben und Absenken der Plattform kann über einen zwischen der Plattform und dem Träger 36 vorgesehenen nicht näher bezeichneten Zahnstangentrieb erfolgen. Der Antrieb für die Plattform 34 kann auch automatisch gleichzeitig mit dem Schlittenantrieb gesteuert werden, so daß die Plattform die Schlittenbewegungen automatisch mitmacht

Für den ersten Zuschnitt der Stirnfläche 3, die im rechten Winkel zum Rohr 1 liegt, wird die Schneidvorrichtung 10 in die geeignete Position in bezug auf die Achse 17 gebracht und die Antriebsverbindung zwischen der Welle 16 und der Stange 26 bzw. dem Zapfen 27 gelöst.

Es ist zwar zweckmäßig, die geschnittene Stirnfläche 3 so herzustellen, daß sie stets im rechten Winkel zur Achse des Rohres 1 liegt, aber es ist nicht zwingend. So kann gegebenenfalls die Stirnfläche über ihren ganzen Umfang oder über einen Teil davon mit der Achse des Rohres einen spitzen Winkel einschließen, vorausgesetzt, die Übergangslinie verbleibt in der Stirnfläche. Für die Profilgebung der Stirnfläche, die als Innen- oder Außenfase auf der Stirnfläche ausgeführt wird, wird das Schneidwerkzeug 10 auf der Welle IG um die Achse 17 gedreht, bis der gewünschte spitze Winkel mit der Achse des Rohres 1 gebildet ist und anschließend beginnt der Schneidvorgang. Während eines solchen Schneidvorganges wird die vorerwähnte automatische Steuerung 26, 27 für die Dreh- und Schwenkbewegung des Schneidwerkzeuges 10 abgeschaltet, jedoch wird die Steuerung für die radiale Bewegung des Schneidwerkzeuges 10 relativ zur Achse des Rohres 1 durch den Eingriff der Kurvenscheibe 19 mit der Rolle 18 beibehalten, damit während der Bildung des Profils an der Stirnseite die Übergangslinie 5 an der entstehenden profilierten Stirnfläche verläuft. Nach dem Zuschnitt der Stirnfläche, in der gemäß vorliegender Ausführungs·

form ein Teil des Umfangs in bezug auf die Achse des Rohres 1 geneigt ist, wird die automatische Steuerung wieder angeschlossen und nach der Obergangslinie geschnitten, um der Stirnfläche den gewünschten Fasenschnitt zu geben. Während des Fasenschnittes kann bei automatischer Steuerung die Abschrägung an der Stirnfläche in das Profil auslaufen, vgL Bereich 4a in Fig. 5.

Durch geeignete Wahl der Musterschablone, durch die die Rolle 18 auf dem Unterrahmen 13 bewegt wird, kann das Schneidwerkzeug 10 bei seiner radialen Bewegung relativ zum Rohr 1 so gesteuert werden, daß die Stirnseite unabhängig vom jeweiligen Rohrquerschnitt, mit einer jede vorbestimmte Obergangslinie zulassenden Abschrägung versehen wird, wenn nur der Schnittpunkt der Achse 17 mit der Schneidflamme im wesentlichen in der Ebene der Stirnfläche liegt.

Bei der Kurvensteuerung 19 gemäß F i g. 9 und 10 ist die nierenförmige Platte 21 durch nicht näher bezeichnete Bolzen lösbar mit der Scheibe 20 verbunden, so daß die Schabionen leicht austauschbar sind und sich der charakteristische Verlauf der Übergangslinie auf der geschnittenen Stirnfläche verändern läßt

Eine andere Ausführung einer Musterschablone ist in den Fig. 11 und 12 dargestellt Hier besteht die Steuerfläche aus dem Umfang eines übereinanderliegenden Scheibenpaares 37,38 von gleichem Durchmesser. Die Scheiben sind antriebsmäßig miteinander verbunden und drehen sich mit der Welle 22. In der Scheibe 37 ist ein radialer Schlitz 39 vorgesehen, durch den die Welle 22 hindurchgeführt ist Diese Scheibe ist mit der Welle 22 und der Scheibe 38 über eine Sicherungsmutter 40 verbunden. Durch Lösen der Mutter 40 und Verschiebung des Schlitzes 39 über der Welle 22 kann die Scheibe 37 radial um einen vorbestimmten Betrag relativ zur Scheibe 38 verstellt werden, während letztere mit der Welle 22 konzentrisch verbunden ist. Durch diese exzentrische Anordnung und anschließendes Festziehen der Mutter erhält man die Konfiguration einer Acht, an deren Umfang dann die Rolle 18 bei gemeinsamer Drehung der miteinander verbundenen Scheiben abläuft. Liegen die beiden Scheiben 37,38 konzentrisch aufeinander, erfolgt keine radiale Bewegung des Unterrahmens 13 in bezug auf das Rohr 1, wenn die Steuerkurve abgefahren wird und die Achse 17 bleibt in der zuvor eingenommenen radialen Lage relativ zum Außenzylinder des Rohres 1. Soll der Zuschnitt entlang einer Übergangslinie in der Stirnfläche erfolgen, wird die Scheibe 37 in bezug auf die Scheibe 38 exzentrisch um einen Betrag verschoben, der der jeweiligen Wandstärke des Rohres 1 entspricht. Bei einer Wandstärke von 5" (12,70 cm) wird der Mittelpunkt der Scheibe 37 um ebenfalls 5" (12,70 cm) verschoben, so daß die Scheibe 38 um denselben Betrag tiefer liegt als die Scheibe 37. Für eine schnellere Einstellung des Achtprofils weist die Scheibe 38 eine radial angeordnete Skala 38a auf, von der man das der Wandstärke entsprechende Maß leicht ablesen kann, um das die Scheibe 37 radial zu verschieben ist.

Wenn das Profil der Stirnfläche 3 eine im wesentlichen kreisförmige gedachte Berührungslinie in Achsrichtung des Rohres gesehen aufweiser, soll und wenn der Durchmesser dieser gedachten Berührungslinie gleich dem Außendurchmesser des Rohres 1 abzüglich dessen Wandstärke ist und sie exzentrisch zur Achse des Rohres ist, so daß sie auf dem Außendurchmesser der Stirnfläche 3 bei Punkt A und auf dem Innendurchmesser am Punkt B liegt dann kann die von der Rolle, 18 abgefahrene Steuerfläche eine einzige kreisförmige Scheibe sein, die durch radiale Verstellung in eine zur Welle 22 exzentrische Lage gebracht wird. Die exzentrische Verschiebung der Scheibe in bezug auf die Welle 22 beträgt die Hälfte der Wandstärke des Rohres 1 und die Einstellung wird so gewählt, daß die Rolle 18 das Schneidwerkzeug so verstellt, daß es im wesentlichen entlang der gedachten Linie schneidet

to Bei der an Hand der Fig.6 bis 12 beschriebenen Maschine erfolgt die Profilierung der Stirnfläche des Rohres während der Drehung des Rohres mit senkrecht verlaufender Achse. Anhand der Fig. 13 bis 15 wird eine weitere Ausführungsform beschrieben, bei der die Profilierung bei horizontal drehbarer Rohrachse erfolgt Gleiche Teile in den Fig. 13 bis 15 tragen die gleichen Bezugszeichen wie in den F i g. 6 bis 10.

In den Fig. 13 bis 15 liegt das Rohr 1 horizontal zwischen zwei horizontal im Abstand voneinander

Μ liegenden Rollenanordnungen 41,42. Von den das Rohr zwischen sich aufnehmenden RdHenanordnungen besteht die Anordnung 41 aus Leerlaufrollen, während die Rollen 42 über einen Elektromotor 43 angetrieben snnd. Beim Antrieb der Rollen 42 nehmen diese das Rohr 1 mit, so daß es sich um seine Längsachse horizontal dreht

Die Rollenanordnungen sind auf ortsfesten Fundamenten 44 zwischen zwei parallel zueinander und zur Achse des Rohres 1 verlaufenden Bodenschienen 45 angeordnet Ein kastenförmiger Rahmen 47 ist über in den Schienen 45 laufende Räder 46 auf den Schienen bewegbar und stützt das Rohr 1 ab, sobald es auf den Rollen 41 und 42 aufliegt. Eines der Räder, nämlich das Rad 46, ist über einen Elektromotor 48 zur Bewegung des Rahmens 47 antreibbar. Auf einer Seite des Rahmens 47 sind drei im Abstand voneinander liegende senkrechte Säulen 49 vorgesehen. An diesen Säulen 49 ist über Führungsplatten 51 ein waagerecht liegender Träger 50 angeordnet, der mit den Führungsplatten 51

« senkrecht an der jeweiligen Säule verschieblich ist, so daß der Träger in bezug auf die Rollen 41 höhenverstellbar ist. Die Höhenverstellung des Trägers 50 wird über einen Elektromotor 52 gesteuert, der Winden 53 antreibt, deren Seile 54 mit den Führungsplatten 51 an in Längsrichtung im Abstand voneinander liegenden Punkten verbunden sind. Wie aus Fig. 13A hervorgeht, werden drei Windenanordnungen über eine gemeinsame vom Motor 52 angetriebene Welle 55 bewegt, die in Lagern 56 am Maschinengestell gelage·'. ist.

Der Träger 50 hat eine ähnliche Funktion wie die Säul»* 8 in Fig.G, da auf ihm ebenfalls ein horizontal beweglicher und gesteuerter Schlitten 9 angeordnet ist, mit dem ein Schneidbrenner 10, eine optische Abtasteinrichtung 11, ein verschieblicher Unterrahmen 13, eine Kurvensteuerung 19 und dazugehörige Bauteile — einschließlich Gestänge für automatische Steuerung 26, 27 — für die Steuerung der radialen Einstellung des Schneidwerkzeuges 10 in bezug auf die Achse des Rohres 1 und Drehung des Schneidwerkzeuges, wie an Hand der Fig.9 und 10 beschrieben, verbunden sind. Die Abtastvorrichtung 11 tastet demzufolge eine Linie 12 ab — rechts in Fig. 13B auf dem Rohr aufgetragen — ,die zuvor am Umfang des Rohres aufgezeichnet wurde und die dem anzubringenden Schnitt entspricht, von diesem jedoch in einem Abstand liegt, der dem horizontalen Abstand zwischen dem Schneidwerkzeug 10 und der optischen Abtastvorrichtung Il entspricht. Sobald die Abtastvorrichtung 11 die Linie 12 abzutasten

beginnt, die unter ihr abläuft, bewegen sich auch der Schlitten 9 und das Schneidwerkzeug 10 entsprechend, um das Profil zuzuschneiden.

Die Kurvensteuerung 19 wird über den Motor 23, wie zuvor beschrieben, mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit angetrieben, mit der sich auch das Rohr 1 um seine Längsachse dreht. Die Drehgeschwindigkeiten für die Kurvensteuening und das Rohr sind derart aufeinander abgestimmt, daß beide eine Umdrehung jeweils gleichzeitig ausführen.

Die synchrone Steuerung erfolgt über den Schlitten 57, der auf den Schienen 45 auf Rollen 58 horizontal verschieblich ist, bis ein mit diesem verbundener Hebel 59 an dem von der geschnittenen Stirnfläche abgewandten Ende des Rohres 1 am Punkt 60 mit dem Rohr 1 verbindbar ist Der Arm 59 dreht sich mit einer Welle 61, deren Achse in der gleichen senkrechten Ebene liegt wie die des Rohres 1 (F i g. 13B). Darüberhinaus ist die Welle 81 vertikal auf dem Schlitten 57 über eine Schraubvorrichtung 62 einstellbar, so daß die Wellenachse mit der Achse des Rohres 1 auf einer Höhe eingestellt werden kann. Sobaid die Welle 6t konzentrisch zürn Rohr 1 liegt und der Arm 59 mit der Rohrwandung verbunden ist, wird die Welle 61 über den Arm 59 bei Drehung des Rohres 1 gedreht. Die Drehbewegung der Welle 61 wird über ein Getriebe 63 und einen Synchronmotor 63' in Form eines Ausgangssignal? übertragen, das als Eingangssignal für den die Kurvensteuerung 19 antreibenden Motor 23 dient, so daß diese mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit dreht wie Rohr 1.

Der Zuschnitt der Profilfläche 3 und der Fasenschnitt der Obergan^slinie auf dieser Fläche werden in ähnlicher Weise durchgeführt wie am ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, nur daß hier der Schlitten 9 horizontal verschiebüch ist, wäh^ad sich der Unterrahmen 13 während des Schneiuvorganges senkrecht bewegt.

Das Schneidwerkzeug 10 muß selbstverständlich entsprechend dem Außendurchmesser des jeweils zu bearbeitenden Rohres in seiner senkrechten Lage verstellt werden, was über eine entsprechende Verschiebung des Trägers 50 erfolgt.

Größe und Gewicht von Rohren, die man beispielsweise für die Errichtung von Bohrtürmen benötigt, stehen einer leichten Handhabung entgegen. In vielen Fällen ist es notwendig, nicht nur ein Ende, sondern beide Rohrenden mit einem Schnitt zu versehen. Um keine Neuausrichtung des Rohres 1 auf den Rollen 41, 42 nach Zuschnitt des einen Endes vornehmen zu müssen, weist der Schlitten 9 der Maschine einen zweiten Unterrahmen 13' auf; alle dazugehörigen übrigen Bauteile sind ebenfalls doppelt vorhanden. Der Unterrahmen 13' und die übrigen Bauteile sind auf dem Schlitten 9 auf der Seite der Abtastvorrichtung 11, also auf der dem Unterrahmen 13 gegenüberliegenden Seite angeordnet Hierdurch läßt sich die horizontale Bewegung der beiden Schneidwerkzeuge über eine

ίο gemeinsame Abtastvorrichtung steuern und der Unterrahmen 13' kann sich mit dem Schlitten 9 horizontal bewegen und wird dabei von der Abtastvorrichtung 11 für die Bearbeitung des linken Rohrendes gemäß Fig. 13, also Abschneiden und Abschrägen während sich das Rohr auf den Rollen 41,42 dreht, gesteuert Zur Bearbeitung des linken Rohrendes wird der Arm 59 vom Rohr 1 gelöst und der Schlitten 57 zurückgezogen, während der kastenförmige Rahmen 47 auf den Schienen 57 nach links in Fig. 13 verschoben wird, bis die optische Abtastvorrichtung eine im Bereich des linken Rohrendes zuvor aufgebrachte Linie abfahren kann. Die Kurr-ensteuerung 19' auf dem Unterrahmen 13' wird über den Motor 23' mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie das Rohr 1 gedreht Die synchrone Bewegung beider Teile wird gemäß Fig. 13 durch einen zweiten Schlitten 64 ermöglicht, der auf den Schienen 45 in ähnlicher Weise wi?. der Schlitten 57 bewegbar ist. Der Schlitten 64 weist einen drehbaren Arm 59 (F i g. 13A) eine Kupplung 60, eine Welle 61, ein Getriebe 63, einen Synchronmotor 63' und eine Höhenverstelleinrichtung 62 ähnlich wie beim Schlitten 57 auf. Der Arm 59 wird daher mit dem rechten Ende des Rohres 1 verbunden, so daß das bei Drehung des Rohres vom Synchronmotor 63' abgegebenen Ausgangssignal das Eingangssignal für den Antriebsmotor 23' der Kurvensteuerung 19 abgibt, die mit dem Unterrahmen 13' verbunden ist, so daß sich Kurvensteuerung und Rohr synchron bewegen.

Die in den Fig. 13 bis 15 dargestellte Ausführungsform der Maschine hat gegenüber dem zuvor beschriebenen Beispiel den Vorteil, daß ein Rohr an seinen beiden Enden ohne besondere Handhabung des Rohres mit einem Schnitt versehen werden kann. Demgegenüber ist die Ausführungsform nach den F i g. 6 bis 8 für die Bearbeitung kürzerer Rohre besser geeignet, da das Schneidwerkzeug über die gesamte axiale Erstreckung angreifen kann, weil am Umfang des zu schneidenden Rohres angreifende Haltebacken oder dgl. entfallen.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schneiden von Rohrenden relativ großer Wandstärke mit einer Schneidvorrichtung, die über gesteuerte Führungsmittel längs der äußeren Durchdringungslinie von zwei unter einem Winkel sich schneidenden Rohren geführt ist, wozu eine Relativbewegung zwischen der Schneidvorrichtung und dem zu schneidenden Rohrende erzeugt sowie die Schneidvorrichtung während dieser Relativbewegung parallel zur Längsachse des zu schneidenden Rohres verschiebbar und über weitere Führungsmittel um eine weitere, zur Längsachse des zu schneidenden Rohres rechtwinklige Achse in vorbestimmte Winkellagen relativ zu der Längsachse schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (10) mit ihren sie um die weitere Achse (17) schwenkenden Führungsmittel (15) über zusätzliche gesteuerte Führungsmittel (18, 19) radial nur Längsachse des zu schneidenden Rohres (1) bewegbar ist, daß die Führungsmittel (15) über eine als Kurvenscheibe (19) ausgebildete, von einem Motor (23) angetriebene Schablone steuerbar sind, deren Umfang von einer auf die Führungsmittel wirkenden Rolle (18) abgetastet wird, und daß der die Relativbewegung zwischen Schneidvorrichtung (10) und Rohr (1) erzeugende Motor (7) mit dem die Schablone antreibenden Motor (23) synchronisiert ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß umlaufendes Rohr (1) und umlaufende Kurvenscheibe (19) Tiit ani-"hernd gleicher Winkelgeschwindigkeit bewejbar sind.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung der Kurvenscheibe (19), daß der Steuervorgang nach jeweils 360° relativer Drehung zwischen Schneidvorrichtung (10) und Rohr (1) sich periodisch wiederholt. *o

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (10) in einer feststehenden Ebene (17ajum die zweite Achse (17) schwenkbar angeordnet ist, die im wesentlichen senkrecht zur feststehenden, die Längsachse des zu schneidenden Rohres (1) enthaltenden Ebene und vom Schneidwerkzeug im Abstand liegend verläuft.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidvorrichtung (10) über ein Gestänge (14, 26) mit einem Drehpunkt (27) verbunden ist, dessen Lage in bezug auf die Längsachse des Rohres (1) feststeht, so daß bei axialer Verschiebung zwischen Schneidvorrichtung und Rohr das Gestänge die Schneidvorrichtung um einen der axialen Abweichung von einer vorbestimmten Lage entsprechenden Betrag dreht, so daß sich der Winkel, den die Gehrungsfläche (4) mit der Längsachse des Rohres in einer Ebene bildet, welche parallel zur Längsachse liegt und sowohl die ω Längsachse als auch die Schneidvorrichtung enthält, um einen durch das Gestänge vorbestimmten Betrag geändert wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (14, 26) von der Schneidvorrichtung (10) lösbar ist zwecks Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Anstellwinkels relativ zur Längsachse des zu schneidenden Rohres (1)

während des Schneidvorganges.

7. Einrichtung nach einem öder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Aufnahme des zu schneidenden Rohres (1) in aufrechter Stellung dienende, um eine senkrechte Achse drehbare Drehtisch (6) zum Zwecke der Positionierung in bezug auf die Schneidvorrichtung (10) horizontal verstellbar ist

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine um eine senkrechte Achse drehbare rahmenfeste Rolle (6a) vorgesehen ist, deren senkrechte Achse ein Bezugspunkt sowohl für die horizontale Einstellung des Drehtisches (6) a5s auch für die Schneidvorrichtung (10) ist, und daß die Rolle als Anschlag für den Außenzylindermantel des Rohres (1) zwecks seiner exakten Positionierung in bezug auf die Schneidvorrichtung dient

9. Einrichtung nach Anspruch Ί, mit das zu schneidende Rohr horizontal lagernden Rollen und einer auf einem Schlitten längs eines Trägers parallel zur Längsachse des Rohres verschiebbar angeordneten Schneidvorrichtung, deren Bewegungen von einer Abtastvorrichtung gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem parallel zur Längsachse des Rohres (1) verlaufenden Träger (50) verschiebbaren Schlitten (9) eine von der ersten Schneidvorrichtung (10) horizontal im Abstand liegende, über die gleiche Abtastvorrichtung (11) steuerbare zweite Schneidvorrichtung (10') angeordnet ist, um beide Rohrenden nacheinanderfolgend zu bearbeiten, wobei nach jeweils durch die Abtastvorrichtung gesteuerter Längsverschiebung des Schlittens nach der einen oder der anderen Seite des Rohres die jeweils vom zu schneidenden Ende des Rohres abliegende Schneidvorrichtung unwirksam ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Synchronisation der Winkelgeschwindigkeiten der Antriebe (23, 43) von Rohr (1) und der die zusätzlichen Führungsmittel (15) steuernden Kurvenscheiben (19) ein Kupplungsteil (59) dient, das mit dem Rohr lösbar zu verbinden ist und bei seiner mit dem Rohr erfolgenden Drehung ein die Synchronisation ermöglichendes Ausgangssignal erzeugt

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß C is Kupplungsteil (59) eine unabhängig von der Schneidvorrichtung (10) horizontal in Richtung der Längsachse des Rohres (1) verschiebbare Baueinheit (57) ist, die mit dem Rohr an dem jeweils nicht zu schneidenden Ende zu verbinden ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei mit den entgegengesetzten Enden des Rohres lösbar zu verbindende Baueinheiten (57, 64) vorgesehen sind, von denen jede ein Kupplungsteil (59) aufweist, das axial zum Rohr (1) verschiebbar ist, und daß jeweils eine der Baueinheiten (57, 64) mit dem jeweils nicht zu schneidenden Ende des Rohres (1) verbunden ist, um die jeweils wirksame Kurvenscheibe für die Steuerung der Schneidvorrichtung (10) mit der Drehung des Rohres zu synchronisieren.