DE2628295C2 - Einrichtung zum Abtrennen des bei der elektrischen Widerstandsschweißung von Rohrstößen entstehenden Innengrats - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abtrennen des bei der elektrischen Widerstandsschweißung von Rohrstößen entstehenden Innengrats mit einem fliegend an einer Stange befestigten Werkzeugkopf, dessen drehantreibbares Gehäuse wenigstens zwei unter der Wirkung von Federn radial nach außen beaufschlagte Halter mit je einem Schneidwerkzeug sowie mit beidseits desselben angeordneten, mit der Innenfläche des Rohres zusammenwirkenden Führungselementen trägt.

Eine Einrichtung dieser Bauart ist aus der DE-OS 643 bekannt, wobei es nicht speziell um eine Einrichtung zum Abscheren des inneren Schweißgrats von elektrisch auf Stoß zusammengeschweißten Rohren geht, sondern um eine Nachbohrvorrichtung für Hohlkörper, insbesondere für gegossene Hohlkörper. Bei dieser bekannten Ausbildung wirken der radialen Beaufschlagung der Werkzeughalter nach außen durch die Federn nur die hier als Führungsstifte ausgebildeten Führungselemente entgegen, die auf der Rohrinnenfläche gleiten.

Bei dieser bekannten Ausbildung ist jedoch keinerlei Vorsorge oder Maßnahme getroffen, die Ausfahrbewegung der Werkzeughalter und damit die Spandicke zu steuern. Dieses Problem stellt sich bei der bekannten Ausbildung auch nicht, weil hier die Federn die Werkzeughalter bis zum Anschlag der Führungsstifte, also maximal weit ausfahren und die radiale Abmessung des abgehobenen Spans dadurch von vornherein maximal ist Der Schnittvorschub geschieht dann in s Axialrichtung durch Längsbewegung der Stange mit dem an ihr fliegend befestigten Werkzeugkopf und die Zerspanungsleistung wird durch die Vorschubgeschwindigkeit gesteuert Nachteilig ist dabei die von der jeweiligen Grathöhe abhängige ynd mithin erheblich

ίο schwankende Zerspanungsleistung und die mit ihr verbundenen wechselnden Schnittkräfte.

Besonders schwerwiegend werden diese Probleme, wenn der abzuscherende Grat nicht genau in Umfangsrichtung verläuft, also streng in einer rechtwinklig zur Rohrachse stehenden Ebene liegt Dann kann es zu stoßartigen Beanspruchungen kommen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Abtrennen des bei der elektrischen Widerstandsschweißung von Rohrstößen entstehenden Innengrats zu schaffen, mit der ein gleichmäßiges Gratabtrennen auch bei Abweichung des Verlaufs des Grats von der Umfangsrichtung und bei schwankender geometrischer Form des Grates möglich wird

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Ausbildung der eingangs genannten Art die Radialverstellung der Halter durch einen im Gehäuse des Werkzeugkopfes untergebrachten Hydraulikzylinder gesteuert ist, an dessen Stange der Halter starr befestigt ist, wobei die Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders über einen Steuerschieber erfolgt, dessen Stange mit der profilierten Oberfläche einer vom Gehäuseende der Stange drehfest gehaltenen Steuerkurve zusammenwirkt, wobei die Führungsele mente jedes Halters in Form von Rollen ausgebildet sind.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausbildung geschieht also von vornherein das Entfernen des Schweißgrats in der Weise, daß der Werkzeugkopf in Höhe des Rohrstoßes mit dem abzuspanenden Schweißgrat positioniert wird und die Vorschubbewegung in Radialrichtung erfolgt Dabei wird während eines Bearbeitungsganges eine gleichmäßige Zerspanungsleistung dadurch erzielt, daß ein entsprechend veränderli- eher Radiälvorschub pro Umdrehung des Schneidwerkzeugs sichergestellt wird. Dabei wird je nach der Gratform während des Schnitts die Spandicke proportional der wachsenden Breite des Gratquerschnitts verringert, wodurch die Schnittkraft praktisch konstant erhalten wird.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung hat die Einrichtung eine am Gehäuseende der Stange angeordnete Zentriervorrichtung mit radial gerichteten Stößeln und an diesen befestigten Gleitschuhen, die mit Hilfe von Hydraulikzylindern zur Abstützung gegen die Rohrinnenfläche ausfahrbar sind.

Die Verwendung einer solchen Zentriervorrichtung erlaubt es, den Hub der Schneidwerkzeuge auf ein Minimum zu beschränken und wegen der maximalen Annäherung der Schneidwerkzeuge an den abzuscherenden Grat kann die freie Kraglänge der den Werkzeugkopf tragenden Stange kurz sein, wodurch die Steifigkeit der Gesamtkonstruktion erhöht wird. Zweckmäßig ist auch die Anordnung einer Vorrich tung zum Abfangen der Späne in Form wenigstens einer elektromagnetischen Spule mit Stahlkern am unteren Teil des Gehäuseendes der Stange. Eine solche Vorrichtung soll eine in Höhenrichtung gleichmäßige

Verstärkung der Schweißnaht erlauben, da der abgetrennte Grat abgeführt wird, indem er im unteren Teil der zusammengeschweißten Rohre unter den auf der Innenfläche der zu verbindenden Rohre abrollenden Führungsrollen herausfällt.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispie! der Erfindung durch die Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Gesamtansicht einer Einrichtung zum Abtrennen des bei der elektrischen Widerstandsschweißung von Rohrstößen entstehenden Innengrats;

F i g. 2 den Querschnitt nach Linie 1I-II in F i g. 1;

F i g. 3 den Längsschnitt der Einrichtung;

F i g. 4 die hydraulische Schaltung des Radialverstellungswerks des Werkzeughalters.

Die Einrichtung zum Abtrennen des bei der elektrischen Widerstandsschweißung von Rohrstößen entstehenden Innengrats hat einen Werkzeugkopf 1 mit einem Gehäuse 2, auf dem Halter 3 angeordnet sind. In den Haltern 3 sind Schneidwerkzeuge, z. B. Schneidstäh-Ie 4, eingespannt Zur Führung derselben längs der Innenfläche der zusammengeschweißten Rohre 5 sind Rollen 6 vorgesehen.

Die Einrichtung enthält außerdem ein Radialverstellungswerk der Halter 3 in Form von Hydraulikzylindern 7, auf deren Stange 8 die Halter 3 starr befestigt sind. Die Hydraulikzylinder 7 werden gesteuert von einem Steuerschieber 10, der am Gehäuse 9 des Radialverstellungswerks befestigt ist Zwischen dem Gehäuse 9 und den Haltern 3 sind Druckfedern 11 eingesetzt, die die Halter 3 radial nach außen beaufschlagen.

Das Gehäuse 9 ist mit einer Welle 12 starr verbunden, welche in Wälzlagern 13 gelagert ist und von einem Antrieb 14 gedreht wird. Der Antrieb 14 kann hydraulisch, pneumatisch bzw. elektrisch ausgeführt sein; er ist mit der Welle 12 durch eine Kupplung 15 verbunden.

Am Gehäuse 2 des Werkzeugkopfs ist eine Steuerkurve 16 starr befestigt, die beim Drehen der Halter 3 mit der Stange 17 des Schiebers 10 zusammenwirkt. Die Länge und das Profil der Steuerkurve 16 wird nach dem Radialvorschub des Halters mit dem Schneidwerkzeug 4 bei einer Umdrehung ausgeführt.

Am unteren Teil des Gehäuses 2 des Werkzeugkopfs 1 ist eine Vorrichtung zum Abfangen der Späne aus der Schnittebene vorgesehen. Diese besteht aus einem Elektromagneten 18 mit einem Kern 19 und auf ihn aufgesetzter Spule 20. Es können mehrere solcher Elektromagnete vorhanden sein.

Auf der Welle 12 des Antriebs 44 ist ein Abstreifer 21 und am Gehäuse 2 ist ein Flansch 22 befestigt. Im Flansch 22 ist ein Dichtmittel 23 angeordnet. Dieses ist durch eine Druckleitung 24 mit dem stangrnseitigen Raum der Hydraulikzylinder 7 verbunden. Der kolbenseitige Raum der Hydraulikzylinder 7 ist durch eine Abflußleitung 25 mit dem Ablauf verbunden.

Am Werkzeugkopf 1 ist noch eine in sein Gehäuse 2 eingebaute Zentriervorrichtung 26 vorgesehen. Diese besteht aus radial gerichteten Stößeln 27 mit an ihnen befestigten Gleitschuhen 28. Die Stößel 27 mit den Gleitschuhen 28 werden durch Hydraulikzylinder 29 in Radialrichtung aus- und eingefahren.

Der Werkzeugkopf 1 ist fliegend an der Stange 30 befestigt, die mit einem Fahrwerk 31 zum Heranführen des Werkzeugkopfs 1 in die Zone der Gratabtrennung versehen ist

Um einen Stillstand des Radialverstellungswerks in der Position vorzubeugen, wenn die Stange 17 des Schiebers 10 sich unter der Einwirkung der Steuerkurve 16 in der versenkten Lage befindet, ist ein am Flansch des Werkzeugkopfs 1 angeordneter Endschalter 32 sowie eine am Gehäuse 9 des Radialverstellungswerks befestigte Druckleiste 33 vorgesehen. Der Endschalter 32 betätigt den Schieber 34 (F i g. 4), der zum Steuern der Bewegung des Halters 3 mit dem Schneidwerkzeug 4 bestimmt ist

Der Betrieb der beschriebenen Einrichtung verläuft wie folgt:

Nachdem die Rohre 5 zusammengeschweißt sind, werden die Schneidstähle 4 mit Hilfe des Fahrwerks 31 in die Zone der Gratabtrennung bewegt bis die Längsachse des Schneidstahls 4 mit dem Schweißstoß übereinstimmt Dann werden die Hydraulikzylinder 29 mit Druck beaufschlagt und das Rohr 5 festgespannt

In die kolbenstangenseitigen Hohlräume der Hydraulikzylinder 7 gelangt die Arbeitsflüssigkeit durch den Schieber 34. Nun wird der Drehantrieb 14 der Halter 3 mit den Schneidstählen 4 eingeschaltet Bei jeder Umdrehung drückt die Steuerkurve 16 mit ihrer Profilfläche auf die Stange 17 des Schiebers 10 und verbindet dadurch die kolbenstangenseitigen Hohlräume der Hydraulikzylinder 7 mit der Abflußleitung 25. Unter der Wirkung der Spannkräfte der Federn 11 verstellen sich dabei die Halter 3 mit den Schneidstählen 4 radial um eine Größe, die durch das Volumen der Flüssigkeit bestimmt wird, welche aus den kolbenstangenseitigen Hohlräumen der Hydraulikzylinder 7 in die Abflußleitung 25 überströmt

Sobald die Schneidstähle den Grat erreichen, beginnt der Schnittvorgang.

Je weiter sich die Halter 3 mit den Schncidstählen 4 radial nach außen verstellen, desto geringer wird die Spannkraft der Federn 11. Dadurch verringert sich das Maß der Radia'.verstellung jedes Schneidstahls 4 pro Umdrehung bei unveränderter Länge der Steuerkurve 16 und der Drehgeschwindigkeit während des Schneidvorgangs. Auf diese Weise kommt es zu einer Vorschubverminderung je Umdrehung der Halter 3 mit den Schneidstählen 4 bei deren Annäherung an die Innenfläche der Rohre 5 und, da die Gratbreite in der Vorschubrichtung radial nach außen entsprechend ansteigt, bleibt die Schnittkraft praktisch unverändert.

Um ein Einschneiden in den Rohrkörper 5 zu verhindern und die gewünschte Höhe der Schweißnahtverstärkung zu gewährleisten, liegen die Berührungsumfangslinien der Führungsrollen 6 radial etwas weiter außen als die Schneidkanten der Stähle 4.

Eine Nichtübereinstimmung der Drehachse der Halter 3 mit der Achse der Rohre 5 sowie eine Abweichung der Form der letzteren vom Kreis wird während des Schnitts durch die Federn 11 kompensiert

Gleichzeitig mit dem Einschalten des Antriebs 14 wird den Spulen 20 der Elektromagnete 18 Spannung zugeführt, so daß deren Kerne 19 die anfallenden Späne anziehen. Diese Entfernung der Späne aus der Schnittzone gewährleistet normale Betriebsbedingungen des Schneidwerkzeugs 4.

Nach vollständiger Abtrennung des Grats wird der Antrieb 14 abgeschaltet. Dabei werden die kolbenstangenseitigen Hohlräume der Hydraulikzylinder 7 mit Hilie des Schiebers 34 mit der Druckleitung 24 verbunden. Infolgedessen verstellen sich die Halter 3 mit den Schneidstählen 4 radial nach innen in ihre Ausgangslage. Danach wird auch die Zentriervorrichtung 26 gelöst und die Einrichtung kann zur nächsten

Stoßverbindung der zusammengeschweißten Rohre verschoben werden. Der Abstreifer 21 bewegt sich dabei innerhalb der Rohre mit und schiebt die Späne zusammen, die nach dem Abschalten der elektromagnetischen Spulen 17 im Rohr heruntergefallen waren.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Abtrennen des bei der elektrischen · Widerstandsschweißung von Rohrstößen entstehenden Innengrats mit einem fliegend an einer Stange befestigten Werkzeugkopf, dessen drehantreibbares Gehäuses wenigstens zwei unter der Wirkung von Federn radial nach außen beaufschlagte Halter mit je einem Schneidwerkzeug sowie mit beidseits desselben angeordneten, mit der Innenfläche des Rohres zusammenwirkenden Führungselementen trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialverstellung der Halter (3) durch einen im Gehäuse (9) des Werkzeugkopfes (t) untergebrachten Hydraulikzylinder (7) gesteuert ist, an dessen Stange (8) der Halter (3) starr befestigt ist, wobei die Druckbeaufschhgung des Hydraulikzylinders (7) über einen Steuerschieber (10) erfolgt, dessen Stange (17) mit der profilierten Oberfläche einer vom Gehäuseende (2) der Stange (30) drehfest gehaltenen Steuerkurve (16) zusammenwirkt, wobei die Führungselemente jedes Halters (3) in Form von Rollen (6) ausgebildet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine am Gehäuseende (2) der Stange (30) angeordnete Zentriervorrichtung (26) mit radial gerichteten Stößeln (27) und an diesen befestigten Gleitschuhen (28), die mit Hilfe von Hydraulikzylindern (29) zur Abstützung gegen die Rohrinnenfläche ausfahrbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (18) zum Abfangen der Späne in Form wenigstens einer elektromagnetischen Spule (20) mit Stahlkern (19) am unteren Teil des Gehäuseendes (2) der Stange (30).