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ROHRENTGRATER Die Erfindung betrifft einen Rohrentgrater aus Schnellarbeitsstahl
zum Entgraten der Stirnflächen von kreiszylindrischen Rohren mit einem mindestens
3 Schneiden aufweisenden, Senkungen erzeugenden Innenkegelsenker und mit einem mindestens
3 Schneiden aufweisenden, Fasen erzeugenden Außenkegelsenker, sowie mit einer Innenkegelsenker/
Außenkegelsenker-Fassung, mittels der die beiden Senker koaxial gegeneinander verschiebbar
und zur Anpassung an die Größe des zu entgratenden Rohres in einer bestimmten Stellung
fixierbar gefasst sind, wobei die Schneiden des Innenkegelsenkers gegenüber den
Schneiden des Außenkegelsenkers versetzt in den Lücken zwischen den Schneiden des
Außenkegelsenkers liegen, insbesondere nach Patentanmeldung P 25 18 18707.
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Der Rohrentgrater nach dieser älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung,
umfasst einen Außenkegelsenker mit einem in der Art einer 3-zackigen Krone geschliffenen,
im wesentlichen zylindrischen Kopf und einem sich an diesen Kopf anschließenden
und mit diesem koaxialen Schaft, welcher eine an der den Schneiden abgewandten Seite
offene Gewindebohrung besitzt, die in eine den Kopf in axialer Richtung durchsetzende
zylindrische
Bohrung mündet, die die Fassung und Führung für einen Schaft des Innenkegelsenkers
bildet, mittels welchem der Innenkegelsenker in axialer Richtung in der zylindrischen
Bohrung verschiebbar geführt ist. Zur axialen Verschiebung des Innenkegelsenkers
ist eine in der Gewindebohrung des Außenkegelsenkers schraubbar geführte Stellschraube
vorgesehen, deren Bolzen sich gegen die Stirnfläche des Schaftes des Innenkegelsenkers
axial abstutzt. Wird die Schraube im Uhrzeigersinn gedreht, so wird der Innenkegelsenker
in Richtung auf das zu entgratende Werkstück gegenüber dem Außenkegelsenker verschoben.
Eine Drehung der Schraube im Gegenuhrzeigersinn schafft Spielraum für ein Zurückweichen
des Innenkegelsenkers gegenüber dem Außenkegelsenker, wobei eine Stellung erreicht
wird, in der Rohre mit kleinerem Außendurchmesser entgratet werden können. Der Rohrentgrater
kann in einen Handgriff eingebaut werden, der den Schaft des Außenkegelsenkers koaxial
umschließt und mit einer mit der Gewindebohrung fluchtenden Bohrung versehen ist,
so daß die Stellschraube mittels eines Schraubenziehers auch bei angesetztem Handgriff
einstellbar ist. Mit einem solchen, von Hand betätigbaren Rohrentgrater können jedoch
nur Rohre mit verhältnismäßig kleinem Durchmesser entgratet werden. In einer Ausführungsform
ohne Handgriff kann der Rohrentgrater auch zur maschinellen Entgratung in ein Backenfutter
oder eine Spannzange einer Drehbank oder einer anderen geeigneten Werkzeugmaschine
eingespannt werden. Die Möglichkeit der maschinellen Entgratung ist für die Bearbeitung
von Rohren mit größerem Durchmesser von Bedeutung, weil hier die Entgratung von
Hand wegen -der großen aufzubringenden Kräfte zu schwierig wäre Damit eine gleichmäßige
Entgratung und Anfasung der äußeren und der inneren Randkanten der Stirnfläche des
zu entgratenden Rohres erzielt wird, i st es notwendig, daß die gegenseitige Anordnung
von Außenkegelsenker und Innenkegelsenker möglichst exakt so einstellbar ist, daß
ihre
Schneidkanten bei der Vorschubbewegung des Rohrentgraters oder
des Rohres in einer definierten Stellung und vorzugsweise gleichzeitig in c'en Kernbereich
des Rohrmantels gelangen. Hierzu bedarf es vielfach einer Nachjustierung der relativen
Lage der beiden Schneidkegelsenker zueinander, wenn sich nach einer ersten Spanabhebung
zeigt, daß die Kanten in unerwünschter Weise ungleichmäßig gebrochen sind. Bei der
AusfUhrungsform des Entgraters mit Handgriff läßt sich dann durch Drehen der Stellschraube
ohne besondere Mühe eine Nach justierung durchführen; ist jedoch der Rohrentgrater
in das Backenfutter einer Werkzeugmaschine eingespannt, so muß er zur Nachjustierung
abgenommen und nach der Nachstellung wieder eingespannt werden. Gegebenenfalls muß
dieser Arbeitsgang mehrmals wiederholt werden, bis die richtige Einstellung gefunden
ist.
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Der hierfür erforderliche Zeitaufwand kann zwar dann hingenommen werden,
wenn anschließend mehrere Rohre gleichen Querschnitts mit dem eingestellten Rohrentgrater
bearbeitet werden können. Sollen jedoch nur wenige Rohrstücke oder nur ein einzelnes
entgratet werden, so ist der zur Korrektureinstellung erforderliche Zeitaufwand
unverhältnismäßig groß. Um hier eine gewissen Abhilfe zu schaffen ist in der älteren
Patentanmeldung der Vorschlag gemacht, den Innenkegelsenker in axialer Richtung
über eine Druckfeder gegenüber dem Außenkegelsenker abzustützen. Der Vorschub muß
dann so gewählt werden, daß beide Kegelsenker mit gleicher Kraft gegen die Stirnkante
des Rohres gedrückt werden.
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Dies ist jedoch in der praktischen Durchführung schwierig, da je nach
der Härte des Rohrmaterials mit verschiedenen Vorschubgeschwindigkeiten gearbeitet
werden muß, damit gleichmäßige Fasen erzielt werden und außerdem besteht die Gefahr,
daß der Innenkegelsenker zu axialen Schwingungen angeregt wird, die zu unerwünschten
Rattermarken an der von dem Innenkegelsenker erzeugten Einsenkung führen. Außerdem
wird die Konstruktion des Rohrentgraters durch die zusätzliche Druckfeder und die
zu deren Einsatz erforderliche
Gestaltung des Innen- und des Außenkegelsenkers
verteuert.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Rohrentglater der eingangs
genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Einstellung der relativen Lage
des Außenkegelsenkers und des Innt nkegelsenkers auch dann, wenn der Rohrentgrater
zur maschinellen Entgratung eingesetzt wird, mit minimalem Zeitaufwand möglich ist,
ohne daß die Konstruktion teurer wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Außenkegelsenker
als ein hohlzylindrisches, auf einem koaxialen zylindrischen Schaftabschnitt des
Innenkegelsenkers in axialer Richtung verschiebbares Teil ausgebildet ist, das in
radialer Richtung formschlüssig und in axialer Richtung kraftschlüssig und/oder
formschlüssig festlegbar ist, und daß der Innenkegelsenker mit einer Verlängerung
zur drehfesten Verbindung mit dem Antriebsteil einer Werkzeugmaschine ausgestattet
ist.
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Diese Ausbildung des erfindungsgemäßen Rohrentgraters ermöglicht es,
den Außenkegelsenker auch dann gegenüber dem Innenkegelsenker zu verschieben und
in einer neuen Stellung zu fixieren, wenn der Innenkegelsenker in das Backenfutter
oder eine Spannzange einer Bohrmaschine, einer Drehbank oder einer anderen zur maschinellen
Entgratung geeigneten Werkzeugmaschine eingespannt ist. Das Ein- und Ausspannen
zur Nachjustierung der Kegelsenker kann vollständig entfallen. Ein solcher Rohrentgrater
ist auch in der Weise benutzbar, daß in einem ersten Arbeitsgang bei zurückgezogenem
Außenkegelsenker nur an der Innenkante überstehende Gratfahnen entfernt werden,
ohne schon die Kegelfläche anzufräsen. Wird dann anschließend der Außenkeyelsenker
bis zur Anlage
seiner Schneidkanten an der Außenkante der Stirnfläche
des Rohres verschoben, während der Innenkegelsenker mit seinen Schneiden in Anlage
an der nunmehr sehr genau definierten inneren Kreisbogenkante gehalten wird, so
crhält man mit diesen beiden Arbeitsschritten, die bequem durchzuführen sind, eine
den üblichen Anforderungen entsprechende genügend exakte Einstellung der beiden
Kegelsenker zueinander. Es versteht sich, daß die Einstellung des Außenkegelsenkers
unter Ausnutzung der Stirnkanten des zu entgratenden Rohres als Anschläge für die
Einstellung auch durchgeführt werden kann, ohne daß zuvor eine der oder beide der
Stirnkanten der geschilderten Vorbearbeitung unterzogen wird, die nur dann notwendig
ist, wenn die volle, mit dem erfindungsgemäßen Werkzcug erreichbare Präzision ausgenutzt
werden muß. Da der den größeren Außendörchmesser aufweisende Außenkegelsenker als
das verschiebbare Teil ausgebildet ist, dessen Länge nur für eine hinreichend exakte
Längsführung bemessen sein muß, wird bei dem erfindungsgemäßen Rohren tgrater auch
eine erhebliche Einsparung an llochteisfungsschnellarbeitsstahl erzielt, da ein
Stahlrohr oder -bolzen, aus dem der Außenkegelsenker gefertigt wird, erheblich kürzer
sein kann als bei der Ausführungsform nach der älteren Patentanmeldung.
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Der erfindungsgemäße Rohrentgrater wird dadurch in der Herstellung
sogar billiger.
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Weitere, durch die Merkmale der Unteransprüche erzifelbaren Vorteile
der Erfindung sind folgende: Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erzielt man eine
Gestaltung des Rohrentgraters, die eine besonders preisgünstige Herstellung mit
wenigen, auf einfachen Werkzeugmaschinen durchführbaren Arbeitsgängen aus Rohmaterialstücken
üblicher Formen ermöglicht.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 2 wird eine günstige Verteilung der
während des Arbcitsganges
auftretenden Kräfte auf die Schrauben
und Widerlager zur Fixierung der Rohrentgraterteile aneinander erreicht, Auch ist
die getroffene Anordnung der Führungs- und Befestigungsmi,tel günstig, um spelbedingte
Abweichungen von einer exakt koaxialen BeFestigung bequem kompensieren zu können.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 4 erreicht man, daß das Auswechstin
des Rohrentgraters zur ~/ortung oder Anpassung an andere Rohrdurchmesser sehr schnell
erfolgen kann und daß djr Rohrentgrater in Verbindung mit den gängigen Typen von
mit rotierenden Werkzeugen und/oder Werkstücken arbeitenden Werkzeugmaschinen verwendbar
ist.
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Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht man, daß man mit einem
Satz von nur 4 Rohrentgratern praktisch alle gängigen Rohrtypen, deren Außendurchmesser
zwischen 25 und etwa 90 Millimetern liegen und deren Wandstärke bis zu 02,5 Millimetern
betragen, bearbeiten kann.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung.
Es zeigt: Fig. 1 Einen erfindungsgemäßen Rohrentgrater in explodierter Darstellung
im Maßstab 1:1, Fig. 2 den Rohrentgrater nach der Fig. 1 in zusammengebautem Zustand,
in einem
Schnitt längs zweier sich unter einem Winkel von 120 Grad
in der Längsachse des Rohrentgraters schneidender Ebenen, Fig. 3 eine Ansicht des
Rohrentgraters nach der Fig. 2 von der Stirnseite her, mit gestrichelt eingezeichnetem
Innenkegelsenker und Fig. 4 den Innenkegelsenker nach der Fig. 3 allein, ebenfalls
in einer Ansicht von der Frontseite her.
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Der erfindungsgemäße Rohrentgrater umfasst einen Innenkegelsenker
11 mit einem Morsekegel 13 zur drehfesten Ankopplung an die Pinole einer Drehbank
oder eine drehbar angetriebene Spindel einer anderen geeigneten Werkzeugmaschine
und einen hohlzylindrisch ausgebildeten Außenkegelsenker 12, der auf dem Innenkegelsenker
11 in axialer Richtung verschiebbar und feststellbar angeordnet ist. Ein solches
Werkzeug wird insbesondere zum maschinellen Entgraten der Stirnschnittfläche von
Rohren verwendet.
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Der Innenkegelsenker 11 weist einen geschliffenen, kreiszylindrischen
Schaft 14 auf, an dessen in der Fig. 1 linken Stirnseite ein aus einem kegelstumpfförmigen
Grundkörper heraus gearbeiteten Senkkopf 15 mit drei um 120 Grad gegeneinander versetzten
Schneidkanten 16 angeordnet ist. Die Schneidkanten 16, die vom Rand der äußeren
kleineren Grundfläche 17 des kegelstumpfförmigen Grundkörpers des Senkkopfes 15
ausgehen, reichen bis zu einer sich an die Grundfläche mit größerem Durchmesser
des Kopfes 15 anschließenden Umfangsphase 18, die koaxial zur geometrischen Längsachse
19 verläuft und auf einer Kreiszylindermantelfldche mit dem größten Durchmesser
des Senkkopfes 15 liegt. In Drehrichtung gesehen sind hinter den Schneidkanten 16
Freiflächen 21 angeordnet, die hinten durch Rückkanten 22 begrenzt werden. Zwischen
je einer Rückkante 22 und einer Schneidkante 16 liegt eine Spannut 23. Jede Spannut
23 beginnt am Umfang
der kleineren Grundfläche 17 des Kopfes 15
und läuft kurz vor dem zylindrischen Schaft 14 aus, hat also, wie dies Fig.4 zeigt,
in ihrem Grund nach außen gerichtete Tendenz.
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An der dem Kopf 15 gegenüberliegenden Seite des zylindrischen Schaftes
14 schließt sich an einem durch eine schmale Fase 25 und einen in axialer Richtung
nur wenige Millimeter ausgedehnten zylindrischen Abschnitt 26 gebildete Übergangsstelle
der Morsekegel 13 an.
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Der Außenkegelsenker 12 ist aus einem kreiszylindrischen Schaft 24
herausgearbeitet, dessen Länge etwa der Länge des kreiszylindrischen Schaftes 14
des Innenkegelsenkers entspricht. Der Außenkegelsenker ist mit einer durchgehenden,
koaxialen, geschliffenen Zylinderbohrung 27 versehen, die die genaue Fassung für
den Schaft 14 des Innenkegelsenkers 11 bildet. Der Kopf 28 desAußenkegelsenkers
12 ist im Großen und Ganzen wie eine 3-zackige Krone geschliffen, deren Profilierung
sich etwa über die halbe Länge des Schaftes 24 ersteckt. Er besitzt ebenso wie der
Innenkegelsenker 11 drei um 120 Grad gegeneinander versetzte Schneidkanten 29, die
in die gleiche Richtung wie die Schneidkanten 16 des Innenkegelsenkers 11 schauen.
An die Schneidkanten 29 schließen sich Freiflächen 31 und an diese wiederum Ruckkanten
32 an Der Innenkegelsenker 11 weist einen Kegelwinkel von 60 Grad auf und der Außenkegelsenker
12 ist so ausgebildet, daß seine Schneidkanten 29 auf den Schneidkanten 16 des Innenkegelsenkers
11 in radialer Projektion senkrecht stehen, so daß sie zur geometrischn Längsachse
19 des Werkzeuges ebenfalls einen Winkel von 60 Grad ausweisen. Es versteht sich,
daß auch andere Winkel möglich sind, Zwischen den Schneidkanten 29 und den Rückkanten
32 des Außenkegelsenkers 12 sind Spannuten 33 vorgesehen, welche sehr tiefe Einschnitte
34 in den Kopf 28 haben, nicht etwa deshalb, weil beim Entgraten große Späne anfallen,
sondern vielmehr
deshalb, weil diese gemäß der Zeichnung tiefen
Einschnitte dazu dienen sollen, die drei "Flügel" des Innenkegelsenkers 11 bis weit
in diejenige Stellung aufzunehmen, die zur Bearbeitung kleiner Rohr-lnnendurchmesser
gehört. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die Spannuten 33 im interessierenden
Gebietwinkelmäßig breiter als die "Flügel" des Innenkegelsenkers 11, deren Abmessungen
gemäß der Fig. 4 durch die axiale Projektion der Freiflächen 21 bestimmt ist. Die
"Flügel" des Innenkegelsenkers 11 können daher in die Spannuten 33 in axialer Richtung
hineingeschoben werden. Je nach dem, wie weit der Außenkegelsenker 12 in axialer
Richtung auf dem Innenkegelsenker 11 vor-oder zurückgeschoben wird, wandert die
Stelle 34, an der sich die Schneidkante 16 und 29 des Innenkegelsenkers 11 bzw.
des Außenkegelsenkers 29 in radialer Projektion überkreuzen, mehr nach innen oder
mehr nach außen, was verschiedenen, mit dem erfindungsgemäßen Rohrentgrater bearbeitbaren
Rohrdurchmessern entspricht. Um den Außenkegelsenker 12 in einer an einen bestimmten
Außen- und Innendurchmesser eines zu bearbeitenden Rohrstückes angepassten Position
bezüglich des Innenkegelsenkers 11 unverdrehbar und in axialer Richtung unverschiebbar
an dem Innenkegelsenker 11 festlegen zu können, ist der zylindrische Schaft 14 des
Innenkegelsenkers 11 mit 3 um 120 Grad radial gegen-36 einander versetzten Längsnutemit
rechtwinklig U-förmigem lichtem Querschnitt versehen, in die zylindrische Endabschnitte
37 von Madenschrauben 38 eintreten können, die in entsprechend winkelmäßig versetzt
angeordneten radialen Gewindebohrungen 39 im rückwärtigen massiven zylindrischen
Endabschnitt 41 des kreiszylindrischen Schaftes 24 des Außenkegelsenkers 12 vorgesehen
sind. Der Durchmesser der kurzen, gewindelosen, zylindrischen Endabschnitte der
Madenschrauben ist an die lichte Weite der Längsnuten 36 so angepasst, daß nur ein
ganz kleines radiales Spiel zwischen dem Außenkegelsenker 12 und dem Innenkegelsenker
11 verbleibt, wenn die Madenschrauben vollständig eingeschraubt
sind.
Die untere Stirnfläche 42 der Madenschrauben 41 ist dann am Grund der Längsnuten
36 kraflschlüsrig abgestützt, so daß der Außenkegelsenker 12 unter dem Arbeitsdruck
in axialer Richtung nicht mehr verschoben werden kann. Die Tiefe der Längsnuten
36 ist so gewählt, daß ihr Boden mit dem Umfang des kurzen zylindrischen Abschnittes
26 des lnnenkegelsenkers 11 fluchtet, so daß der Außenkegelsenker 12 nach rechts
von dem Innenkegelsenker 11 abgezogen werden kann, wenn die Madenschrauben 38 geringfügig
gelockert sind. Diese sind mit einem Innensechskant 43 versehen, so daß sie mit
einem üblichen Inbusschlüssel angezogen werden können.
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Es versteht sich, daß zur drehfesten Befestigung des Außenkegelsenkers
12 auf dem Innenkegelsenker 11 dieser anstelle des zylindrischen Schaftes 14 auch
mit einem vierkantigen oder sechskantigen, sich an seinen Senkkopf 15 anschließenden
Schaftabschnitt versehen sein kann, der mit einer ausgeräumten axialen Aussparung
entsprechenden lichten Querschnittes des Außenkegelsenkers 12 formschlussig in Eingriff
steht. Ebenso ist es möglich, den den Außenkegelsenker 12 durchquerenden Schaftabschnitt
des Innenkegelsenkers und die zentrale Bohrung oder Aussparung 27 des Außenkegelsenkers
12 mit miteinander fluchtenden Längsnuten zu versehen, in die ein Stab mit an die
Querschnitte der miteinander fluchtenden Nuten angepassten Querschnitt eingeschoben
ist. Auch kann der die zentrale Bohrung 27 des Außenkegelsenkers 12 durchquerende
zylindrische Schaft 14 des Innenkegelsenkers mit zu der Längsachse konzentrischen
Umfangsrillen versehen sein, die in diskreten Abständen eine formschiüssige Festlegung
des Außenkegelsenkers gegenüber dem Innenkegelsenker in axialer Richtung mittels
der in die Rillen eintretenden Madenschrauben 38 ermöglichen, zumindest in diskreten
Abständen, die an bestimmte Standardgrößen zu bearbeitender Rohre angepasst sein
können.
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Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rohrentgraters
weist der Außenkegelsenker einen Außendurchmesser von 50, 66, 82 und 98 Millimeter
auf.
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Die von der kleineren Stirnfläche des kegelstumpfförmigen Senkkopfes
15 des Innenkegelsenkers 11 bis zum Ende des Morsekegels 13 gemessene Gesamtlänge
1 1 des Rohrentgraters beträgt dann 155, 180 und 205 bzw. 210 Millimeter. Die von
der kleineren, äußeren Stirnfläche des Senkkopfes 15 des Innenkegelsenkers 11 aus
bis zum Ende seines zylindrischen Schaftes 14 gemessene Länge 1 2 des die zylindrische
Bohrung 27 des Außenkegesenkers durchsetzenden Abschnittes des Innenkegelsenkers
11 ist bei diesen Ausführungsformen gleich 70 Millimeter gewählt. Auch die Gesamtlänge
1 3 des hohlzylindrischen Schaftes 24 des Außenkegelsenkers 12 ist bei diesen Ausführungsformen
gleich und beträgt 60 Millimeter. Die in radialer Richtung gemessene Breite des
Überlappungsbereiches der Schneidkanten 16 und 29 des Innenkegelsenkers 11 bzw.
des Außenkegelsenkers 12, die durch die verschiedenen Relativpositionen des Außenkegelsenkers
12 und des Innenkegelsenkers 11 bestimmt ist, ist bei allen Ausführungsformen gleich
19 Millimetern gewählt, so daß mit diesen 4 Werkzeuggrößen Rohre mit einem minimalen
Außendurchmesser von 25 Millimeter bis zu einem maximalen Außendurchmesser von 92
Millimeter und sehr geringen Wandstärken im Bereich weniger Millimeter bis zu Wandstärken
von 12,5 Millimeter bearbeitet werden können.