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Kennwort: Rohrschneiden-Einhebel-System
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Vorrichtung zum Führen eines Schneidbrenners Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Führen eines Schneidbrenners, insbesondere zum Schneiden
von Durchdringungskurven an unter einem Winkeldsich schneidenden zylindrischen Werkstücken,
z. B. Rohren, mit den Radien R und r, mit einem Hebelsystem zum Bewegen des Brenners
in Richtung der Rohrrotationsachse , wobei das Hebelsystem ein mittels eines Antriebes
um eine verschiebbare Drehachse drehbares Parallelhebelsystem enthält, dessen erster
Hebel die Läng u r aufweist und am Hebelende in einer senkrecht zur tan sln Drehachse
verlaufenden Vertikalführung verschiebbar gelagert ist, r und dessen zweiter Hebel
die Länge= tand aufweist und am Hebelende mit einem Steuerhebel der Längvtanddrehbar
verbunden ist, dessen freies Ende über einen Drehbolzen und einen Schubwagen auf
einer Führung parallel verschiebbar ist.
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Mit diesem Oberbegriff wird auf einen Stand der Technik bezug genommen,
wie er bei Rohrschneidmaschinen beispielsweise aus der DT-OS 24 09 519 bekannt geworden
ist. Bei dieser Rohrschneidmaschine zum Schneiden von Durchdringungen (Öffnungen
in der Rohrwand zum ist Anschluß eines zweiten Rohres)neben dem oben beschriebenen
Hebelsystem ein weiteres Hebelsystem vorgesehen. Dieses dient zur Bewegung des Rohres
oder des Brenners quer zur Rohrachse, welche im Falle von Durchdringungsschnitten
um bestimmte Drehwinkel gependelt werden müssen.
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Von Nachteil ist dabei der durch das zweite Hebelsystem bedingte konstruktive
Aufwand, welcher kostenungünstig ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rohrschneidmaschine
der eingangs genannten Art zu schaffen, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist
und bei welcher insbesondere mit einem Hebelsystem sowohl die Steuerbewegungen für
den Brenner in Richtung der Rohrrotationsachse als auch für die Pendelung von Rohr
oder Brenner um bestimmt Drehwinkel erzeugbar sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Drehbolzen
am Steuerhebel mit einem Meßwertumformer, vorzugsweise einem Drehmelder mechanisch
verbunden ist, dessen Ausgangssignale als Steuersignale zum Drehen des Rohres um
vorbestimmte Drehwinkel einer i?ohrdre#vorr ici#t#ung oder Brennerschwenkvorrichtung
zuführbar sind.
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Durch die Erfindung kann das bisher notwendige zweite Hebelsystem
entfallen, wodurch neben dem kostengünstigeren Aufbau auch Vorteile im Hinblick
auf geringeren Verschleiß, Wartung und dergl. sowie kürzere Rüstzeiten infolge geringerer
Einstellarbeit erreicht werden.
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In vorteilhafter Weiterbildung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
daß der Schubwagen mit einem Meßwertumformer verbunden ist, dessen elektrische Ausgangssignale
als Steuersignale über erste Steuerleitungen einem Brennerwagen zuführbar sind.
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Dadurch wird eine Rohrbrennschneidinaschine erhalten, bei dem das
einzige Hebelsystem nur noch die Steuerbewegungen erzeugt. Der Steuerhebel dient
nicht zur Kraftübertragung der Bewegung des Brenners bzw. Rohres.
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Dadurch wird erzielt, daß der Steuerhebel eine einwandfreie und genaue
Steuerbewegung ausführt. Dies ist insbesondere dadurch bedingt, daß keine größeren
Kräfte mehr zum Bewegen der Schubstange erforderlich sind. Die von Steuerhebel ausgeführte
Steuerbewegung wird tber die elektrisch arbeitende Übertragungsvorrichtung(Meßwertumformen)
an den Brenner bzw. das Rohr weitergegeben.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch die möglich
gewordene mechanische Trennung von Steuerung (Hebelsystemen) undRohrmaschine (Brenner
und Rohrdrehvorrichtung) erreicht wird, mit einer Steuerung gleichzeitig mehrere
Rohrmaschinen zu steuern.
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Darüberhinaus wird es vorteilhaft möglich, Steuerung und Rohrmaschine
räumlich voneinander zu trennen und die Steuerung beispielsweise in einem gesonderten
Raum aufzustellen, während die Rohrmaschinen in einem anderen Raum vorgesehen sind.
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Darüberhinaus werden vorteilhaft durch die Erfindung mit einer Steuerung
und ohne Vergrößerung der Hebellängen des Hebelsystems
größere Schnittlängen
erreichbar, sO daß sogar Schnittlängen beispielsweise größer als 1850 mm möglich
sind. Ferner ist es möglich, das Hebelsystem gegenüber den bisherigen Ausführungen
einfacher und insbesondere kleiner auszubilden.
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Erfindungsgemäß erfolgt die Übertragung der Steuerbewegung durch einen
elektrisch arbeitenden Meßwertumformer. Darunter wird ein Umformer verstanden, der
die Steuerbewegung des Steuerhebels erfaßt - vorzugsweise mechanisch- und in ein
entsprechendes elektrisches Signal (Strom oder Spannungssignale, Impulse) umwandelt.
Dieses Signal kann dann direkt an einen den Brenner oder das Rohr bewegenden Vorrichtungsmotor
gegeben werden. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, die Signale zu verstärken
(verdoppeln, verdreifachen etc.), was insbesondere bei großen Schnittlängen von
Vorteil ist.
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Ein besonders einfacher Umformer besteht gemäß der Erfindung aus einem
mit der Brennerverschiebe- bzw. Rohrdrehvorrichtung verbundenen und diesen bewegenden
Synchroaufnehmer, wobei Geber und Aufnehmer elektrisch gekoppelt sind.
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Die oben beschriebene Hebeleinstellung und Signalumsetzung ist für
alle Durchdringungen mit einem Winkel d ungleich 900 besonders vorteilhaft. Bei
einem Durchdringungswinkel d = 90° weisen die Hebellängen des zweiten Hebels sowie
des Steuerhebels den Wert Null auf, so daß kein richtiges Signal zur Drehung des
Rohres entsteht.
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Hierzu wird in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen,
daß bei einem Durchdringungswinkel d = 900 der erste und der zweite Hebel die Länge
r und der Steuerhebel die Länge R aufweist; und daß ferner der Brennerwagen über
zweite Steuerleitungen mit einem Drehmelder verbunden ist, welcher zur Umsetzung
der Längsbewegung D-D in ein elektrisches Signal mit dem Getriebe in Verbindung
steht, und daß in beiden Steuerleitungen Schalter mit entgegengesetzten Schalterstellungen
angeordnet sind, wobei im Falle
eines Durchdringungswinkelsd ungleich
900 der Schalter in der zweiten Steuerleitung geöffnet, bei einem Winkel d 900 dagegen
geschlossen ist. Dadurch wird erreicht, daß auch bei d= 900 richtige Steuersignale
an Brennerwagen und Rohrdrehvorrichtung zugeführt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen sowie unter
Hinweis auf weitere vorteilhafte Merkmale näher erläutert.
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Es veranschaulicht: Fig. 1 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßen
Rohrschneidmaschine Fig. 2 eine Ansicht in Pfeilrichtung A gemäß Fig. 1.
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In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Rohrschneidmaschine mit 10 bezeichnet.
Die Maschine 10 weist einen Schneidbrenner 11 mit zugeordneter Brennersteuerung
12, eine Rohrdrehvorrichtung 13 sowie eine elektrisch arbeitende Übertragungsvorrichtung
15 auf.
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Der Schneidbrenner 11 ist an einem antreibbaren Brennerwagen 17 befestigt,
welcher entlang einer, parallel zur Rohrrotationsachse 18 vorgesehen#Führung 10
in Richtung Doppelpfeil C verschiebbar ist.
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Die Brennersteuerung 12 weist eine Führung 20 auf, welche von einem
Motor 21 drehbar ist. Die Führung 20 dient zum Antrieb eines Parallelhebelsystems
16 sowie des mit 22 bezeichneten Getriebes, welches vorzugsweise als Schneckengetriebe
ausgebildet ist und dessen Abtriebswellenende mit 23 a und 23 b bezeichnet sind.
Das Getriebe 22 ist ferner derart ausgebildet, daß es in Doppelpfeilrichtung D auf
der Führung 20 bewegt werden kann.
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An dem Antriebswellenende 23 a ist von dem Parallelhebelsystem ein
erster Hebel 24 befestigt, dessen freies Ende 25 in einer Vertikalführung 26 geführt
ist. (s.Fig. 2). Der Abstand 27 zwischen den beiden Drehpunkten 28 und 29 des Hebels
24 ist durch Verschieben des in der Führung 26 gleitenden Führungsstückes 30 (Kugellager)
verstellbar.
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An dem Antriebswellenende 23 D ist der zweite Hebel 31 des Parallelhebelsystems
vorgesehen, der parallel zum ersten Hebel 24 angeordnet ist. Am freien Ende 32 des
Hebels 31 ist ein in Doppelpfeilrichtung E verstellbares Drehgelenk 33 vorgesehen.
Der Abstand 34 zwischen dem Drehpunkt 28 und 35 ist durch Verschieben des Drehgelenkes
33 ebenfalls einstellbar.
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Am Drehgelenk 33 ist ein dritter Hebel 36, der Steuerhebel,befestigt,
dessen anderes Ende ein verstellbares Schiebestück 37 aufweist, welches über einen
Drehbolzen 37 a gelenkig mit einem Schubwagen 38 in Verbindung steht. Der Schubwagen
38 ist entlang einer parallel zur Führung 20 vorgesehenen weiteren Führung 39 verschiebbar
und zwar in Doppelpfeilrichtung F.
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Die Rohrvorrichtung 13 besteht im wesentlichen aus einem, das zu
schneidende Rohr 40 haltendenspannfutter 41, das über eine Welle 42 mit einem Synchroaufnehmer
57 in Verbindung steht. Anstelle des Spannfutters 41 ist es selbstverständlich auch
möglich, das Rohr 40 über eine, antreibbare Rollen aufweisende, Rohrunterstützungsvorrichtung
zu drehen.
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Erfindungsgemäß ist der Drehbolzen 37 a mit einem Meßwertumformer,
vorzugsweise einem Drehmelder 44 mechanisch verbunden, dessen Ausgangssignale als
Steuersignale zum Drehen des Rohres 40 um vorbestimmte Drehwinkel der Rohrvorrichtung
13 (Synchro 57) sind.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist ferner der Schubwagen 38
mit einer Übertragungsvorrichtung 15 verbunden, deren elektrische Ausgangssignale
als Steuersignale über erste Steuerleitungen 46 dem Brennerwagen 17 zuführbar sind.
Dabei ist zur Übertragung der mechanischen Steuerbewegung bevorzugt mit dem Schubwagen
38 ein endloses Band 48 oder eine Zahnstange vorgesehen, dessen Umlenkrolle 49 (bzw.
Zahnritzel) mit einem Synchrogeber 50 mechanisch verbunden ist. Der Synchrogeber
50 ist über die erste Steuerleitung 46 mit einem Synchroaufnehmer 51 gekoppelt.
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Die Brennerverschiebevorrichtung ist ferner über zweite Steuerleitungen
52 mit einem Drehmelder 53 verbunden, welcher zur Umsetzung
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Längsbewegung D-D des Getriebes 22 in ein elektrisches Steuersignal mechanisch,beispielsweise
über Zahnstangen-Ritzel-Anordnung,mit dem Getriebe 22 in Verbindung steht. In beiden
Steuerleitungen 46 bzw. 52 sind Schalter 54 bzw. 55 vorgesehen, deren Schalterstellungen
entgegengesetzt ist und zwar derart, daß bei Durchdringungsschnitten mit einem Winkel
d ungleich 900 der Schalter 55 geöffnet und der Schalter 54 qeschlossen ist. Beim
Winkel d 900 ist dagegen der Schalter 55 geschlossen und der Schalter 54 geöffnet.
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Zur Einstellung der wirksamen Längen der Hebel in den#Hebelsystemen
sind die Hebelarme als Gewindespindeln ausgebildet, auf denen die jeweiligen Führungsstücke
geführt sind. Die Gewindespindeln sind mit nicht dargestellten Elektromotoren verbunden.
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Die Funktionsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist folgende:
a) Durchdringungsschnitte - Winkel d ungleich 900 Aufgabe ist es, in das Rohr 72
eine Durchdringung zu schneiden, an die das Rohr 40 angepaßt werden kann; wobei
der Außendurchmesser des Rohres 72 = 216 mm (R = 108 mm) sowie Innendurchmesser
des Rohres 40 = 130 mm (r = 65 mm) und der Winkel d -55° beträgt.
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Aus diesen Werten ergeben sich nach den eingangs genannten Formeln
folgende Längen# zum Einstellen der Hebel: Hebel 24 (Maß 27) = 124,5 mm Hebel 31
(Maß 34) = 45,5 mm Hebel 36 (Maß 80) = 75,9 mm Anschließend wird das Rohr 72 in
das Spannfutter 41 eingespannt und-die Maschine eingeschaltet (Motor 21). Die von
dem Steuerhebel 36 erzeugte Steuerbewegung wird auf den Schubwagen 38 und von dort
auf das Band 48 übertragen. Dadurch wird der Geber 50 gedreht und gibt Impulse ab.
Diese werden über die Steuerleitung 46 dem Aufnehmer 51 zugeführt, wodurch dieser
gedreht wird und den
Brennerwagen 17 entsprechond verfäht.Gleichzeitig
wird die vom Steuerhebel 36 erzeugte Drehung des Drehbolzens 37 a auf den Geber
44 und über die Leitung 56 auf den Aufnehmer 57 übertragen und das Rohr 72 um einen
bestimmten Drehwinkel um die Rohrrotationsachse gedreht. Durch die Überlegung der
beiden Bewegungen wird die Durchdringungskurve exakt geschnitten.
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Dabei ist der Schalter 54 geschlossen und der Schalter 55 geöffnet,
so daß das vom Drehmelder 53 erzeugte Signal unwirksam bleibt.
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b) Durchdringungsschnitt Winkel d = 900 Bei dem Durchdringungswinkeld
= 900 werden die Hebellängen erfindungsgemäß wie folgt eingestellt: Hebel 24 (Maß
27} = 65 mm = r Hebel 31 (Maß 34) = 55 mm = r Hebel 36 (Maß 80) = 108 mm = R Bei
diesen Hebellängen ergeben sich am Ausgang des Gebers 50 verzerrte, falsche Signale,
weil zum Erzeugen der Durchdringungskurve bei diesem Schnitt nur die Bewegung des
Hebels 24 maßgeblich ist. Die Hebel 31 und 36 müßten also auf Null gestellt werden.
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Das hätte zur Folge, daß am Geber 44 keine Drehbewegung auftritt und
das Rohr 72 also auch nicht gedreht wird. Um eine Rohrdrehung zu erzielen, werden
die Hebel 24,31 und 36 auf die o.g. erfindungsgemäßen Werte eingestellt. Ferner
werden die Schalter 54 und 55 umgeschaltet, so daß der Geber 53 mit dem Aufnehmer
57 und damit der Brennerverschiebevorrichtung in Wirkverbindung gebracht wird. Die
Signalerzeugung für die Rohrdrehung ist entsprechend einem Durchdringungsschnitt
mit einem Winkel d ungleich 900
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