DE2800078A1

DE2800078A1 - Verfahren und maschine zum innendrehschaelen von rohren

Info

Publication number: DE2800078A1
Application number: DE19782800078
Authority: DE
Inventors: Alfons Goeke; Heinz Hartkopf; Wilhelm Dr Ing Schweer; Eberhard Tueckmantel
Original assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Current assignee: TH Kieserling and Albrecht GmbH and Co
Priority date: 1978-01-02
Filing date: 1978-01-02
Publication date: 1979-07-05
Also published as: DD140719A1; IT7831097A0; ATA887178A; IT1101212B; CH633735A5; JPS6156043B2; FR2413161A1; DE2800078B2; HU178604B; ES476507A1; US4223578A; JPS5497890A; NL7812651A; PL212290A1; BE871464A; RO77286A; CA1103501A; GB2011287B; DE2800078C3; FR2413161B1

Description

TH. KIESERLING & ALBRECHT, SOLINGEN

Verfahren und Maschine zum Innendrehschälen von Rohren.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und auf eine Maschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß der. Oberbegriff von Anspruch 4 .

Beim Tiefbohren werden bevorzugt Bohrköpfe eingesetzt, die von der Bohrstange in das Werkstück hineingedrückt werden. Dadurch ergeben sich andere Kräfte und Schwingungsverhältnisse. Es ist vom Tiefbohren her jedoch auch bekannt, gezogene Schälkepfe zur Innenbearbeitung von Rohren zu benutzen. Zur Führung dieser Aufbohr- oder Innenschälköpfe sind Stützelemente vorgesehen, die sich an der unbearbeiteten Rohrinnenfläche anstützen. Die unbearbeitete Rohrinnenfläche ist jeioch wegen ihrer Unebenheiten nicht geeignet, den Bohrkopf hinreichend zu stabilisieren. Die in der Schnittebene auftretenden Schwingungen kennen nicht ausreichend gedämpft vrerden.

Ein gezogener Innenschälkopf für Rohre ist auch aus dem DT-GM 76 22 259 bekannt. Über die Einspannung von Schälkopfstange und Rohr ist; dort keine Offenbarung zu entnehmen.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die insbesondere bei langen und dünnen Rohren auftretenden Schviingungsprobleme durch eine besondere Spannung des Werkstücks in Abstimmung mit dem Zerspanungsvorgang zu lösen.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 wiedergegeben. Dadurch wird erreicht, daß die durch den Schälvorgang hervorgerufenen Schwingungen direkt von den Spannmitteln und somit vom Maschinengestell absorbiert werden können, da Zerspanung und Einspannung über die Lär.ge des Rohres auf engstem Raum in einer Querebene des Rchres zusammengefaßt sind.

Besondere Probleme ergeben sich in der Ein- und Auslaufphase, weil dann das zwischen den Spannmitteln rotierende Werkzeug diese beschädigen oder selbst Schaden nehmen könnte. Diese Schwierigkeiten können jedoch nur auftreten, wenn die Schälkopfstange rotiert und nicht das Werkstück. Für eine Lösung mit rotierender Schälkopfspange ist die Ausgestaltung der Erfindung gem. Anspruch 2 vorgesehen. Der Anschnitt erfolgt unmittelbar hinter der zweiten Ebene der Spannmittel, sodaß bei Beginn der Schälkopfrotation das bereits über die Schälkopfstange gezogene Rohr, das in beiden Ebenen eingespannt ist, eine Beschädigung der Spannmittel vermeidet.

Zur besseren Stabilisierung des Rohres ist die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 vorgesehen. Damit ist gewährleistet, daß das Rohr während der gesamten Bearbeitung an mindestens zwei Stellen in unmittelbarer Nachbarschaft der

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Zerspanungsstelle eingespannt ist, sodaß ein durch das Durchlängen verursachte Kippen bei der vorgesehenen Verwendung von Spannrollen vermieden wird.

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Maschine nach Anspruch 4 vorgesehen. Durch die Maßnahme des kennzeichnenden Teils von Anspruch 4 ist gewährleistet, daß die vom Zerspanvorgang herrührenden Schwingungen direkt in das Maschinengestell eingeleitet werden können. Zur Erreichung einer seitlichen Abstützung sind die Spannelemente bevorzugt profiliert, Auch sind in erster Linie Spannrollen vorgesehen.

Die Weiterbildung der Erfindung gem. Anspruch 6 sieht vor, daß der Schälkopf rotiert und das Rohr selbst nur axial vorbewegt wird. Dadurch wird das Rohr als das am leichtesten schwingbare Element stabilisiert. Die Profilierung der Rollen stellt sicher, daß eine Einspannung in einer Ebene auch seitlich eine ausreichende Führung für das Rohr darstellt.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 gewährleistet eine insbesondere Biegeschwingungen hemmende Ein-Spannung des Rohres und ermöglicht in Verbindung mit dem Merkmal von Anspruch 7 eine zweifache Einspannung des Rohres auch in der Ein-und Auslaufphase. Der Schälvorgang, d.h. die Drehbewegung des Schälkopfes beginnt, sobald das Rohr mit eingeführter Schälkopfstange die Spannebenen der ersten zwei Rollenpaare durchquert hat. Der Rohranfang'ragt dann um einige mm aus dem mittleren Spannrollenpaar heraus. Schon bei Rotationstieginn ist deshalb eine be-

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Schädigung der Spannrollen durch den Schälkopf ausgeschlossen. Durch die VerSchiebemöglichkeit nach Anspruch 7 ist es weiterhin r.cglich, den Schälvorgang se zu beenden, daß der Innenschälkopf einlaufseitig zum mittleren Spannrollenpaar angeordnet ist, sodaß das Rohr fertig bearbeitet ist, bevor es die zweite, das ist die mittlere Spannebene verlast. Damit wird erreicht, daß das Rohr während der gesamten rearbeitungsdauer an mindestens zwei Stellen in unmittelbarer Nähe der Zerspanungsstelle eingespannt wird. Bevorzugt ist für die Verschiebung nach Anspruch 7 die Ausgestaltung gem. Anspruch 8 vorgesehen. Um die Schälkopfstange in der Auslaufphase und insbesondere nach erfolgter Bearbeitung besser abstützen zu können, kann das Merkmal von Anspruch vorgesehen sein.

Die Erfindung wir im einzelnen an Hand des in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

Pig. I

Fig. 2

Fig. 3

Fig. ή

eine Aufsicht auf die schematisch dargestellte Innenschälmaschine eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, 'mit dem Schälvrerkzeug in Bearbeitungsstellung

eine Ansicht entsprechend Fig. 2 mit dem Schälwerkzeug in der Anlaufphase

eine Ansicht entsprechend Fig. 2 mit dem Schälwerkzeug in der Auslaufphase.

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Figur 1 zeigt eine Schälmaschine mit einer gezogenen ochälkopfstange 1, die an ihrem einen Ende mit einer lösbaren Kupplung 2 mit einem Motor 3 verbunden wird. Der Motor steht auf einem Sockel 4 und ist rr.it einer an seinem Fuß befestigten Platte 5 gegenüber der, Sockel 4 und somit relativ zu den Spannrollen 10 bis 15 in Richtung des Pfeiles 6, d.h. der Drehachse 26 verschiebbar. An dem dem Motor gegenüberliegenden Ende der Schälkopfstange ist der Schälkopf 7 angeordnet. Der Schälkopf 7 trägt ein oder mehrere Schälmesser 8, die gleichmäßig auf seinem Umfang verteilt sind. Mit 9 ist eine'Spann- und Transportrolleneinheit bezeichnet. Diese unfaßt drei Paar einander am RohrVgegenüberliegender Transportrollen -.-1JD, 11; 12,i3;__l4,15,i-iiae über, ein Getriebe 16 zentral von einem Motor 17 angetrieben werden. Getriebe und Transportroll en sind, über Gelenkwellen.18, 19", 20 miteinander verbunden. Die Profilrollen s±nd an ihrem Umfang den Rohrquerschnitt entsprechend profiliert. Ihre Drehachsen 22, 23, 24 sind rechtwinklig zur Längsachse 26 des Rohres 25 angeordnet. Beidseits der Spann- und Transpcrtr-olleneinheit 9 sind Transportrollen 30 bis 33 vorgesehen, die das Rohr vor und nach der Bearbeitung führen. Zwischen dem ersten 14,15 und dem zweiten Rollenpaar 12,13 sind zwei Spannprismen 27, 28 als Teile eines Spannstcckes angeordnet, die in der Auslaufphase eine drehbar auf der Schälkopfstange gelagerte Hülse 29 einspannen (Fig.4), um so ein Schlagen des Schälkopfes 7 zu vermeiden. Alternativ oder ergänzend kennen unmittelbar vor dem einlaufseitigen Spar.nrollenpaar 14, 15 auch zum Bohrstangentransport bestimmte Rollen 34,35 vorgesehen sein, die im Falle der Abstützung der Hülse 29 nicht drehangetrieben werden.

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Funktionsbeschreibung:

In nicht dargestellter, bekannter Weise wird ein Rohr auf eine Bohrstange aufgefädelt. Das Rohr wird mit dem Werkzeug quer zu seiner Längserstreckung auf die Transportrollen 32, 33 abgelegt. Das Rohrende, aus dem der Schälkopf herausragt, wird inzwischen das erste 1*1,15 und das zweite Spann- und Transportrollenpaar 12,13 gelegt. Der Bohrkopf ragt soweit aus dem Rohr 25 heraus, daß er — in Durchlaufrichtung des Werkstücks gesehen,— kurz hinter dem zweiten Spann- und Transportrollenpaar zu JLiegen kommt. Die Bohrstange 1 wird mit ihrem freien Ende vermittels der Kupplung 2 an den Motor 3 angeschlossen.

Rohr und—-Schälkopf sind jetzt in der in'Figur 3 gezeigten Stellung7 """"

— Dgr Motor.-3 für die Eohr-stange 1 wird eingeschaltet. Durch die — —

^Einschaltunglde5 Mot-crs " 17 erhält jetzt ,das Rohr seinen Vorschub?. Damit beginnt der SchMlvorgang. Unmittelbar nach dem Anschnitt wird der Motor 3 mitsar.t Schälkopf und Schälkopf stange soweit auf dem Sockel *1 in Richtung des Pfeiles 6 (in Fig. 3 nach rechts) verschoben, bis der Schälkopf genau in der Spannebene der mittleren _ Spann- und Transportrolle^ 12,13 zu liegen kommt. Abspanung und radialt Einspannung erfolgen jetzt in der gleichen Querebene des Rohres 25· In dieser Stellung des Bohrkopfes und der" Spannrollen wird das Rohr über den wesentlichen Abschnitt seiner Länge an seiner Inner. oberflache geschält. .Segen Ende der Bearbeitung wird die Einheit aus Schälkopf 7, Schälkopfstange 1 und Motor 3 erneut entgegen der Vorschubrichtung in Richtung des Pfeiles 6 (s.Fig. 4) nach rechts verschoben. Der Schälkopf 7 gelangt dabei geringfügig aus der Ebene der Spann- und Transportrollen 12,13 in Richtung auf die einlaufseitigen Rollen 1*1,15 zu. Der Vorschub durch die Trans- -portrollen läuft gleichmäßig weiter. Sobald das hintere Ende des

— Rohres die Transportrollen 1*1,15 verlassen hat und ausreichend

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weit auf die Spann- und Transportrollen 12,13 zu bewegt ist, fahren die Spannrollen 3^/35 und die Spannprismen 27, 28 zusammen und spannen die Schälkcpfstange an der Buchse 29 ein. Das Rohr verläßt die Spann- ur.l Transportrolleneinheit und wird in beliebiger Weise von den Rollen 30,31 weiter transportiert. Die Schälkopfstange 1 wird abgekuppelt und auf nicht gezeigte, beliebige Weise in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht. Ein neues Rohr wird aufgefädelt und, wie zuvor beschrieben, auf die Rollen 32, 33 und zwischen die Spann-und Transportrollen gelegt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bedarf keiner Umstellung für unterschiedliche Rohrlängen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Innendrehschäl-Bearbeitung von langen Rohren, bei dem das Rohr mindestens an einem Längsabschnitt radial von außen eingespannt wird und seine Innenoberflache auf schraubenlinienförniger Bahn abgespant wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine radiale Einspannung (12,13) des Werkstücks (25) und die Abspanung in der gleichen Querebene des Rohres erfolgen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (25) im Bereich der Zerspanungsebene mindesten 2-fach (12,13; I¹J,15) radial eingespannt ist, und daß in der Ein- und Auslaufphase der Drehschälbearbeitung die Ebene der Zerspanung je einmal geringfügig entgegen der Vorschubrichtung verschoben wird, wobei die Zerspanung hinter den beiden Einspannungen (12,13; 14,15) eingeleitet wird, dann über fast die gesamte Länge des Rohres durch die erste Verschiebung in der Ebene einer Einspannung (12,13) erfolgt und schließlieh durch die zweite Verschiebung kurz vor Abschluß der Bearbeitung vor der vorangehenden

Einspannung (14,15) beendet wird ^ jeweils in Vorschubrichtung des Werkstücks gesehen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (25) in unmittelbarer Nähe der Zerspanung ^'8) drei-fach (10,11; 12,13; 14,15) eingespannt ist, daß die Zerspanung

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Patentansprüche :

in der Querebene des Rohres stattfindet, die der mittleren Einspannung (12,13) entspricht, und daß der Anschnitt unmittelbar hinter dieser Querebene stattfindet, während der Abschluß der Zerspanung vor dieser Ebene erfolgt, jeweils in Vorschubrichtung des Werkstücks gesehen.

Innensbhäl-Maschine zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, mit einer gezogenen Schälkopfstange und mit Spannmitteln zum radialen Einspannen des Werkstücks, wobei die Schälkopfstange an einem Ende einen Schälkopf aufweist und an ihrem anderen Ende eingespannt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel für das Rohr (25) mindestens zwei an dieser, einander gegenüberliegend angeordnete Spar.nelemer.te (12,13) sind, und daß die Schälkopfstange (1) so lang ist, daß der Schälkopf (7) innerhalb der Spannelemente (12,13) zu liegen kommt.

Innen-Schälmaschine nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannmittel für das Werkstück in unmittelbarer Nähe des Schälkopfes (7) drei Paar Profilrollen (10 bis 15) angeordnet sind, wobei der Schälkopf etwa in der Spannebene des mittleren Rollenpaares (12,13) angeordnet ist.

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Patentansprüche

6. Innen-Schälmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilrollen (10 bis 15) an ihrer. Umfar.g dem Rohrquerschnitt entsprechend profiliert sind, daß ihre Drehachsen (22 bis 24) rechtwinklig zur Längsachse (26) des Rohres (25) angeordnet sind, und daß das eingespannte Ende der Schälkopfstange (1) nit einem Motor (3) gekuppelt ist.

7. Inner.-Schälmaschine nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schälkopf und die Spannrollen (IC eis 15) relativ zueinander verschiebbar sind.

8. Innen-Schälmaschine nach Anspruch 7₃ dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (3) auf einem Sockel (4) verschiebbar gelagert ist.

9. Inneen-Schälmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da3 unmittelbar neben den einlaufseitigen Spar.nnitteln (14,15) für das Rohr Spannmittel (27, 28; 34,35) für die Sch£i:-:opfstange (1) vorgesehen sind, und daß auf der Schälkopfs-ange in der Nähe des Schälkopfes (7) eine drehbare Buchse (29) angeordnet ist, die von den Spanrznittelr. für die Sohälkopfstange bei Abschluß der Bearbeitung eingep_annt wird.

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