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Vorrichtung zur Entgratung zylindrischer Röhren
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Entgratung
einer Innen- und Außenkante eines zylindrischen Rohres, in Form eines rotierbaren
zylindrischen Entgratungskopfes mit einem auf eine Antriebsachse aufAetzbaren Anfsatzstück.
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Bei verschiedenen mechanischen Bearbeitungsprozessen von Netallgegenständen
entstehen überstehende rauhe und scharfe Kanten, welche zu beseitigen sind. Hierfür
sind bereits Vorrichtungen bekannt, um diese Grate durch eine mechanische Nachbearbeitung
zu entfernen. Bei der mechanischen Bearbeitung von zylindrischen Röhren entstehen
derartige Grate sowohl an der Innen- als auch an der Außenkante, so daQ zur Entgratung
eines solchen zylindrischen Rohres zwei Bearbeitungsprozesse mit unterschiedlich
demensionierten Werkzeugen erforderlich sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Durchführung dieser
beiden Bearbeitungsprozesse eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit deren Hilfe eine
Entgratung eines Rohres ohne jegliche Anpaßarbeit in einem Arbeitsgang sowohl an
seiner Innen- als auch an seiner Außenkante gleichzeitig durchgeführt werden kann.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur gleichzeitigen Entgratung der Innen- und Außenkante eines zylindrischen Rohres
vorzuschlagen, welche ein leichtes Auswechseln der Werkzeuge gestattet, um verachiedene
Bntgratungswinkel zu ermöglichen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei der eingangs aufgeführten
Vorrichtung auf dem Aufsatzstück zwei über ein Druckausgleichssystem gegeneinander
koaxial verschiebbare chneidkanten aufweisende Werkzeugpaare zu ihrer Rotationsachse
symmetrisch angeordnet sind.
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Gemäβ der Erfindung ist das eine Werkzeugpaar im Grundriß betrachtet,
als Zylindersektor augebildet und besteht aus zwei zur Rotationsachwse synmetrisch
angeordneten Werkzeugen -mit je einem Öffnungswinkel von vorzugsweise 900 oder einem
anderen Winkel. Das Werkzeugpaar ist vorteilhaft an einem Einsatzstück befestigt,
welches mit einer auf dem Aufsatzstück eine Büchse aufweist, welche in einer Zylinderbohrung
des Aufsatzstückes gleitbar gelagert ist.
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Die Abschlußfläche der Büchse ist in der mit einem fluidischen titel
gefüllten Zylinderbohrung als ringförmige Druckfläche ausgebildet. In ihrer unteren
Position stößt die ringförmige Druckfläche in der Zylinderbohrung gegen einen in
der Zylinderbohrungsabschlußfläche befindlichen stufenförmigen Anschlag.
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Das Einsatzstück weist eine koaxiale Bohrung auf, durch die eine Kolbenstange
gleitbar geführt ist, an deren unterem Ende im Innenraum der Büchse ein Kolben befestigt
ist, welcher für das in der Zylinderbohrung befindliche fluidische Mittel eine Besufachlagungafläche
aufweist. Zur Durchführung der Kolbenstange weist das erste Werkzeugpaar eine axiale
Bohrung auf.
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Gemäß der Erfindung ist die Kolbenstange an ihrem oberen Ende zu dem
zweiten Werkzeugpaar ausgebildet, welches im Grundriß die Form von rechtwinkligen
Zylindersektoren aufweist, die achssymmetrisch angeordnet und zu den ersten Werkzeugpaar
um vorzugsweise 900 gedreht sind. Die Werkzeuge des zweiten Werkzeugpaares weisen
eine Arbeitsfläche auf, welche vom Zentrum gegen die Peripherie hin geneigt ist
und die Form von Kegelflächensegmenten aufweist.
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Die beiden Werkzeugpaare sind somit nach der Erfindung koaxilal gegeneinander
verschiebbar, wobei das eine Werkzeugpaar mit den Kolben und das andere mit der
Außenhülse und dem insatzstück verbunden ist, das eine Büchse aufweist.
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r:s Druckausgleichsystem wird vnn den fluidischen Mittel Oebildet,
welches auf8 0 9 8 2 6 1 0 1 6 4 gungsfläche des Kolbens
und die
Druckfläche des ringförmigen Abschlusses der Büchse wirkt.
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Ein auf ein Werkzeugpaar ausgeübter Druck setzt sich somit über die
Kolbenstange, den Kolben, das fluidische Mittel, das Einsatzstück, auf das zweite
Werkzeugpaar fort, so daß dadurch auf das zu bearbeitende Werkstück an der Außen-und
der Innenkante des zu entgratenden Rohres gleichzeitig ein gleicher Druck ausgeübt
wird.
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Dic Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert: Hierbei
Zeigen: Fig. d einen teilweisen längsachnitt durch den Rohrentgratungskopf in der
Position zur Entgratung eines - Rahres mit grobem Durchnesser; Fig. 2 einen teilweisen
Längsschnitt durch den Rohrentgratungakopf, achsial bezüglich der Anordnung von
Fig. 1 um 900 gedreht, in der Position zur Entgratung von Röhren kleineren Durchmessers
und Fig. 3 eine Aufsicht auf den Rohrentgratungskopf.
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Der Rohrentgratungskopf ist entsprechend seinem Verwendugszweck rotationssymmetrisch
aufgebaut Er umfasst ein Aufsatzstück 3, welches mit einer koaxialen Aufsatzbohrnng
5 versehen, dazu bestimmt ist, auf eine Antriebsachse (nicht dargestellt) beispielsweise
von einer Drehbank, aufgesetzt und dort fixiert zu werden. Auf seiner, der Aufsatzbohrung
5 entgegengesetzten Seite weist das Aufsatzstück 3 eine zylinderbohrung 7 auf, welche
durch eine koaxiale Gewi.xlebohrung 9 mit der Aufsatzbohrung 5 verbunden ist. Die
Aufsatzbohrung 5 kann dabei beispielsweise ebenfalls mit einem Gewinde versehen
sein. Die Dicke der die Zylinderbohrung 7 umgebenden Zylinderwandung verjüngt sich--üngefährauf
der Höhe er Zylinderbohrungsabschlussfläche 11, an ihrer Aussenseite absatzförmig,
wobei sich diese absatzförmige Verjüngung 14 der Zylinderbohrungswandung tangential
um den halben Umfang des Aufsatzstückes 3 erstreckt, Die zweite Hälfte des Wandungsumfanges
weist ebenfalls aussen eine sprungartige Durchmesserverjiirl(Jullg 18 auf, so dass
sich auf der einen Hälfte des .Aufsatzstück
-Umfanges eine erste
schmale Sitzfläche 15 und auf der zweiten Hälfte des Umfanges eine zweite breitere
Sitzfläche 17 ergibt. Auf diesen beiden Sitzflächen 15 und 17 achsial verschiebbar
~ angeordnet, sitzt eine Aussenhülse 19 Die Länge der Aussenhülse 19 ist entsprechend
den beiden Sitzflächen 15 und 17 auf ihrem halben Umfang absatzförmig vergrössert.
Die beiden Durchmesserverjüngungsflächen 13 und 14 wirken als Anschläge für eine
Achsialbewegung der Aussenhülse 19 in Richtung der Aufsatzbohrung 5. Da die beiden
Durchmesserverjüngungsflächen 13 und 14 auf entgegengesetzten Umfangsseiten des
Aufsatzstückes 3 durch achsparallele Anschlagflächen (nicht dargestellt) yerbunden
sind, und anderseits die Aussenhülse 19 durch die sprungartige Verlängerung ihrer
Länge an entgegengesetzten Umfangsstellen eine entsprechende Anschlagfläche bildet,
ist die Aussenhülse 19 mit dem Aufsatzstück 3 drehfest verbunden, so dass sich eine
Rotation des Aufsatzstückes 3 auf die Aussenhülse 19 überträgt.
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Vortc-ilhafterweise ist für die Aussehülse ein zweiter Anschlag (nicht
dargestellt) vorgesellErl, durch welchen ein ungewolltes AbziehEn der Anssenhülse
von ihrem Sitz auf dem Aufsatzstück 3 verhtncl&rt wird.
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Ein solcher Anschlag kann beispielsweise durch einen Stift gebildet
sein, der mit dem Aufsatzstück 3 verschraubt, in einem achsparallelen Schlitz der
Aussenhülse 19 gleitet.
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Der Innenraum der Aussenhülse 19 ist durch ein Einsatzstück 21 senkrecht
zur Rotationsachse der Anordnung zweigeteilt. Das Einsatzstück 21 deckt die ganze
Aussenhülsen-Innenöffnung ab und ist ungefähr in ihrem unteren Drittel angeordnet.
Es ist beispielsweise mittels Bolzen 23 fest mit der Aussenhülse 19 verbunden.Auf
derjenigen Seite des Einsatzstückes 21, welches dem Aufsatzstück 3 zugekehrt ist,
ist ersteres zu einer Büchse 25 ausgebildet, welche sich, bei' ganz eingeschobener
Aussenhülse 19 bis auf den stufenförmigen Anschlag 12- der Äbschlußfiäche 11 der
Zylinderbohhung 7 erstreckt. Der Aussendurchmesser der Büchse 25 ist so bemessen,
dass zwischen ihr und der Aussenhülse 19 die Wandung der Zylinderbohrung 7 gleiten
kann.
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In die Wandung der Zylinderbohrung 7 sind Dicht-ungsringe 27 angeordnet,
welche dichtend an der Aussenwand der Büchse 25 anliegen. Die ringförmige Abschlussfläche
der Büchse 25 bildet in der Zylinderbohrung 7 eine Druckfläche 29.
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Das Einsatzstück 21 ist mit einer koaxialen Bohrung 31 versehen, worin
eine Kolbenstange 33 gleitend angeordnet ist. Die Kolbenstange 33 trägt-im Innenraum
der Büchse 25 einen Kolben 35 mit Kolbenringen 37, welcher bezüglich der Zylinderbohrung
7 resp.
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des Büchseninnenraumes eine Beaufschlagungsfläche 39 aufweist.
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Das Einsatzstück 21 ist somit, zusammenfasscnd, fest mit der Aiissenhülse
19 verbunden, wobei beide Stücke bezüglich des Aufsatzstückes 3 achsial verschieb
barsind. Zudem ist innerhalb der Büchse 25 der Kolben 35 mit der Kolbenstange 33
achsial verschiebbar Auf der, der Büchse 25 abgekehrten Seite, trägt das Einsatzstück
21 ein erstes Werkzeugpaar mit zwei Werkzeugen 41 und 42 Im Grundriss weisen die
beiden Werkzeuge 41 und 42 die Form eines Zylindersektors auf, mit je 900 Oeffnungswinkel,
und sind beide bezüglich der rotationsachse symmetrisch angeordnet.
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Sie sind beide mittels einer Schwalt,cnschwanzalterung 43 am Einsatzstück
21 befestigt. von dieser Halterung können beide Werkzeuge 41 und 42 nur dann gelöst
werden, wenn das Einsatzstück 21, nach Lösen des Bolzens 23 aus der Aussenhülse
19 herausgeschoen wird, und beide Werkzeuge dann radial aus ihren Halterungen
herausgeschoben
werden können. Achsial erstrecken sich die beiden Werkzeuge 41 und 42 an ihrer Peripherie
bis an eine Rohrzuführóffnung 45 der Aussenhülse 19. Dieser Zuführöffnung 45 zugekehrt,
weisen die beiden Werkzeuge je eine Arbeitsfläche 47 auf. Die beiden Arbeitsflächen
47 sind entsprechend Kegelflächensegmenten von der Peripherie aus gegen die Rotationsachse
hin geneigt und konkav eingeformt. Die Berandungakanten, welche Mantellinien des
arbeitsflächenbildenden Kegels sind , sind zu Schneidkanten 49 gearbeitet. Die beiden
Werkzeuge 41 und 42 weisen in ihrem Zentrumsbereich eine achsiale Bohrung 51 auf,
in welcher die Kolbenstange 33 durchgeführt ist An-ihremoberen Ende ist die Kolbenstange
33 zu einem.
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zweiten Werkzeugpaar 53, 54 ausgebildet'. Dieses zweite Werkzeugpaar
weist im Grundriss ebenfalls die Form von rechtwinkligenzylindersektoren auf, welche,
achssymmetrisch angeordnet, bezüglich des ersten Werkzeugpaares 41, 42 um 900 gedreht
sind. Im Grundriss füllen damit die beiden Werkzeugpaare den ganzen Innenraum der
Aussenhülse 19 aus. Die beiden Werkzeuge 53, 54 weisen wiederum je eine Arbeitsfläche
55 auf,
welche jedoch vom Zentrum gegen die Peripherie hin geneigt,
die Form von konvexen Kegelflächensegmenten aufweisen. Die Kanten der beiden Werkzeuge
53 und 54 sind ebenfalls zu Schneidkanten 57 gearbeitet.
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D: beiden Werkzeugpaare können somit achsial gegeneinander verschoben
werden, wobei das eine mit dem Kolben 35, das andere mit der Aussenhülse 19 verbunden
ist.
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Die Zylinderbohrung 7 bildet einen Druckraum, welcher über die koaxiale
Bohrung 9 mit einem Druckmittel, beispielsweise Drucköl angefüllt wird.
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Wird nun in die Anordnung von der Rohrzuführöffnung 45 her ein an
der Aussen- und Innenkante zu entgratendes Rohr eingeführt, so wird das Rohr entweder
a) mit der Innenkante auf dem konvexen Werkzeugpaar 53, 54 aufzuliegen kommen, ohne
dass vorerst die konkaven Werkzeuge 41, 42 mit seiner Aussenkante in Berührung kommen,
oder aber es wird b) mit der Aussenkante das konkave Werkzeugpaar ll, 42 kontaktierentmit
seiner Innenkante j ec!ocIi das konvexe Werkzeugpaar 53, 54 noch nicht berií}lrerl.
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Fall a) trifft dann ein, wenn der Aussendurcllmesser des flohres iiir
die unverstellte Position der Anordnung zu klein ist, Fall b), falls der Innendurchmesser
des Rohres bezüglich der momentanen Position der Anordnung zu gross ist.
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Um im Fall a) auch die Aussenkanten des Rohres mit den Werkzeugen
in Kontakt zu bringen, wird mit dem Rohr das konvexe Werkzeugpaar 53, 54 gegen das
Aufsatzstück 3 hin verschoben, wodurch sich, über die Beaufschlagungsfläche 39 des
Kolbens 35, der Mediumsd-uck in der Zylinderbohrung 7 erhöht. Diese Druckzunahme
wirkt auf die Druckfläche 29, so dass, mit der resultierenden Kraft, das Einsatzstück
21, und damit di e Aussenhülse 19 und das konkave Werkzeugpaar 4], 42, achsial
auswärts geschoben wird, so lange his besagtes Werkzeugpaar 41, 42 die Aussenkante
des Rohres kontaktiert. Durch Erhöhung der achsial auf d;s Rohr wirkenden Kraft,
werden nun die beiden Werkaengpaare gleichmässig an Innen- und Aussenkante des Rohres
angepresst und es erfolgt durch Rotation der Anerdnm:g eine äusserst gleichmässige
Entgratung beiden Rchrkanten und zwar gleichzeitig.
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Analog zum Fall a) wird das Rohr im Fall b) achsial gegen das Aufsatzstück
3 hin gedrückt, so dass über das konkave Werkzeugpaar 41, 42 und die Aussenhülse
19, das Einsatzstück 21 weiter in die ~Zylinderbohrung 7 eingeschoben wird. Die
daraus resultierende Mediumsdruck-Erhöhung wirkt auf die Beaufschlagungsfläche 39
des Kolbens 35, welcher bezüglich der Bewegung der Aussenhülse 19 in entgegengesetzter
Richtung nach aussen gleitet, so lange bis das konvexe Werkzeugpaar 53, 54 mit der
Innenkante des Rohres in Kontakt tritt.
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Eine weitere Krafterhöhung auf das Rohr bewirkt ein gleichmässiges
Anpressen der beiden Werkzeugpaare an die entsprechenden Rohrkanten.
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Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, ohne jegliche Anpassarbeit
Rohre in einem Arbeitsgang an ihrer Innen- und Aussenkante zu entgraten. Die Anordnung
weist weiter den Vorteil auf, dass sie mit wenig Handgriffen zerlegt und die Werkzeuge
ausgewechselt werden können. Damit können auch verschiedene Entgratungswinkel, durch
Wahl verschiedener Arbeitsflächenwinkel von Werkzeugen, beliebig ausgewählt werden.