DE3120321A1

DE3120321A1 - Verfahren und vorrichtung zum entgraten und putzen von gusseisernen rohrmuffen

Info

Publication number: DE3120321A1
Application number: DE19813120321
Authority: DE
Inventors: Claude 54700 Pont-a-Mousson Barthélémy
Original assignee: Pont a Mousson SA
Current assignee: Pont a Mousson SA
Priority date: 1980-05-30
Filing date: 1981-05-21
Publication date: 1982-02-25
Also published as: JPS5722865A; CH642890A5; CA1163472A; ES502570A0; CU21423A; FR2483281B1; BR8103409A; IN154160B; KR830005914A; ES8203674A1; FR2483281A1; IT1144581B; JPH0120952B2; US4429445A; SU1042606A3; GB2076720A; GB2076720B; DE3120321C2; IT8167734A0

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Entgraten, und Putzen von gußeisernen Rohrmuffen

Die Erfindung betrifft die Fertigbearbeitung von Rohrmuffen oder Rohrverbindungen aus im Schleudergußverfahren hergestellten Rohren aus Gußeisen. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren und einer Maschine zum Entgraten oder Putzen einer Rohrmuffe aus Gußeisen, d.h. mit der Entfernung von Vorsprüngen, Oberflächenrauhigkeiten und Vorsprüngen unterschiedlichster Gestalt, die gegebenenfalls innen und außen an dieser Rohrmuffe, wenn sie vom Schleudergießen kommt, vorhanden sind.

Es ist bekannt, daß die Rohre aus Gußeisen, so wie sie roh aus dem Schleudergußvorgang kommen, in der Fabrikationskontrolle zurückgewiesen werden können, wenn ihre Muffen innen und/oder außen Vorsprünge aufweisen, die auf Risse oder Haarrisse in der Schleudergußkokille nach deren längerer Benutzung oder auf kleine Verfor- \7 mungen oder Fehler im Formen der Muffenkerne aus gehärtetem Sand zurückzuführen sind, wie sie während des Schleudergußvorgangs eingesetzt werden. Handelt es sich bei diesen Vorsprüngen um äußere Rauhigkeiten, so können sie zu Beschädigungen an den mit der Rohrherstellung beschäftigten Personen führen. Befinden sie sich auf dem Eintrittsbund der Muffe eines Rohres, so können sie auch das Greifen eines Bolzenkopfes gegen diesen Bund vermindern oder stören, der eventuell verwendet wird, um eine dichte Anordnung zwischen der Muffe und dem Einsteckende eines anderen Rohres herbeizuführen. Wenn schließlich diese Vorsprünge .im Inneren der Muffe und

insbesondere in der Lagerungsnut für die Dichtungsgarnitur sich befinden, so können sie beim Einsetzen und bei der korrekten Funktionsweise der Dichtungsgarnitur in einer Rohrverbindung stören.

Selbstverständlich treten diese örtlichen Fehler eher selten auf; werden sie allerdings beseitigt, so braucht man nicht vollständige Rohre dem Ausschuß zuzuführen. Man eliminiert solche Vorsprünge oder Rauhigkeiten gewöhnlich in einem Fertigbearbeitungsvorgang, der sich an das Schleudergießen bzw. an eine Fertigungskontrolle, bei der diese aufgefallen sind, anschließt.

Bisher hat man sie durch Schleifen von Hand beseitigt, wobei es sich um einen Lärm stark erzeugenden Vorgang, bei dem Staub freigesetzt wird, handelt und bei dem gegebenenfalls Gefahren für die Arbeiter in Kauf zu nehmen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Abschleifen von Hand durch ein Verfahren und eine Maschine zu ersetzen, wodurch Geräusch und Staub vermindert wird und weniger Gefahren für das Personal auftreten und hierbei erhöhte Regelmäßigkeit und Qualität in der Arbeit sichergestellt ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Entgraten oder Putzen eines Muffenrohrcs aus Gußeisen, das sich dadurch auszeichnet, daß man radial .einen zu entgratenden Bereich der Muffenwandung zwischen den sich drehenden Rollen innen und außen einspannt, die dem zu entgratenden Innen- und Außenprofil folgen, während man das Rohr um seine Achse dreht.

■J Gegenstand der Erfindung ist auch.eine Vorrichtung zum '*■'» ' Entgraten oder Putzen einer Röhrmuffe aus Gußeisen

i'i zur Durchführung dieses Verfahrens·» Die Maschine

: zeichnet sich aus durch Einrichtungen zum Abstützen

·,'·< eines Rohres, zum Antrieb dieses Rohres in Drehung

■y um seine Achse; zwei'Preßrollen, deren Profil jeweils ■1 , das Innen- und Außenprofil eines Bereichs einer zu

Vi . -

j entgratenden Muffe einnimmt und Bewegungs- oder Ver-

i schiebungseinrichtungen, welche die beiden Rollen

I gegen die Muffe zum. Eingriff bringen und sie von

J letzterer lösen.

I .

■| " Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der

■■i Erfindung sind Einrichtungen vorgesehen, welche die

. Rollen gegen die Muffe mit vorbestimmter Kraft drücken

und klar und momentan diese Kraft abhängig von einer j . plötzlichen Reaktion erhöhen, die auf eine der, Rollen

durch gewisse Unebenheiten der Muff« ausgeübt wird.

■* Beispielsweise Aus f ührungs formen der Erfindung sollen

nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher ; erläutert werden; diese .zeigen in ., ·^;

:3 Fig. 1 ■ einen Teilmittenschriitt durch eine Rohr-

^:! muffe aus Gußeisen mit verschiedenen Vor

sprüngen und Unebenheiten sowie durch die

' metallische Kokille und den Kern aus ge-

■ härtetem Sand, der ζμηι Formen dieser Muffe

gedient hat;

Fig. 2 -4. Te:i Idarstellungcn inv ,Querschnitt-durch

. . verschiedene Gießereifehler dieser Muffe;

■ Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ent-

gratungsmaschine nach der Erfindung,, wobe'i ' Teile im Schnitt dargestellt sind;

I. rf_r'%.^!...^s'^s,.5 .:. 3120321

- 9 —

Fig.'6 ejsjtie schematische Darstellung im Schnitt ι

längs der Linie 6-6 der Fig. 7; f'

Fig. 7 . eine schematische Darstellung für die I'

hydraulische Steuerung dieser Maschine; f, · ^: und

Fig. 8 eine Darstellung analog Fig. 5, jedoch _;

in kleinerem Maßstab der Maschine in Ruhestellung, wobei die Innenrolle aus ■ -"■{■. der Muffe 'herausgenommen ist; und

Fig. 9; eine schematische Stirndarstellung in

größerem Maßstab, wobei die Muffe und ],'

die Rollen während des Zermahlens der :

Vorsprünge und Unebenheiten der Muffe *;'_- ,

dargestellt sind. t

Nach der in den^: Zeichnungen dargestellten.Äusführungs- /> form gilt die Anwendung der Maßnahme nach der Erfindung _;

der Fert.igbearbeitung eines gußeisernen Rohres 1 mit ■; .

einem Muffenende 2, welches durch Schleudergießen in \.Λ

ff Kokille 3 hergestellt ist, von der nur ein ge- ■ :_:

■t ί '

Teil zu sehen ist. Der Innenhohlraum der Muffe 2 c wird mittels eines Kerns aus gehärtetem Sand 4 her- j

gestellt. Der Muffenkern 4 stetljt die Matrize für

den planen Endab'schnitt 5 der jtöuffe, diejenige des ;·. ■

Eintrittsbundes 6 der Muffe mit einem Innendurchmesser · ;_? Dl, die Matrize für die ringförmige Lagernut 7 .eine ' ·

nicht, dargestellte Dichtungsgarnitur und schließlich | '5

die Matrize für .die Kammer-8 d6s Bodens der Nut- dar, . . die mit der zylindrischen Innojnwandung des Schaftes 9 des Rohres über eine Radi a.!-Schul tcr , 10 verbunden ist.. Die Kokille 3 verleiht allgemein.die Außerigestalt T-f der Muffe 2. ' ■' ' - '

W W

Eine Rohrmuffe 2 aus Gußeisen 1 kann,bis sie geformt ist, im rohen Gießzustand eine gewisse Anzahl von Gießereifehlern aufweisen. Gewisse dieser Fehler sind auf den Verschleiß der Kokille 3 und auf Thermospannungen, die sie erfahren hat, zurückzuführen, die sich durch kleine Haarrisse oder Risse darstellen; andere sind durch Unvollkommenheiten des Muffenkerns 4 hervorgerufen, der bei seinem Einführen in die Kokille. 3 auskanten kann oder schartig werden oder gegen diese schlecht anliegen kann, wobei ein Spiel verbleibt, während andere Fehler noch auf eine Unvollkommenheit in der Isolierung des Kerns gegenüber dem flüssigen. Gußeisen zurückzuführen sind.

Diese Fehler sind in Fig. 1 aus Gründen der klareren Darstellung stark übertrieben gezeigt. Sämtliche Kategorien möglicher Fehler sind dargestellt; sie sind natürlich nie sämtlich auf einmal vorhanden.

Diese Fehler treten vielmehr ziemlich selten auf, lassen es jedoch gerechtfertigt erscheinen, sie zu beseitigen, um nicht das ganze Rohr als Ausschuß erklären zu müssen. Auch die oben genannten Gründe gelten.

Diese Fehler, bei denen es sich um Vorsprünge, Ausstülpungen oder Unebenheiten des Gußeisens bezüglich der Oberfläche, die die Muffe haben sollte, handelt, sind die folgenden (Figuren 2 bis 4) :

Große Vorsprünge oder große Anhäufungen von Gußeisen können sich in der Lagernut 7 der Dichtungsgarnitur einstellen, dort, wo der Muffenkern 4 einen relativ brüchigen Ringvorsprung aufweist, der bei der Handhabung des Kerns möglicherweise abgefast worden ist. Diese großen Vorsprünge können maximal um etliche

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Millimeter auskragen.

Man trifft auch auf feine längliche Rippen 13, die durch Risse oder kleine Spalte,in der Größenordnung von 1 mm Tiefe,am Muffenkern 4 oder in Höhe der Verbindungsebene des Kastens oder der Herstellungsform des Kerns hervorgerufen wurden, wenn dieser .schlecht schließt.

Auch trifft man auf äußere Kanten 14, die auf der Muffenkelchbegrenzung 11 auf dem Außenwulst 6^a am Ort des Eintrittsbundes der Muffe angeordnet sind. Diese Außenkanten stammen aus Rissen der Kokille 3 aufgrund von deren Verschleiß.

Man trifft auch auf äußere Grate 15 aus Gußeisen an der Umfangskante des Muffeneintrittsbundes 6; d.h. auf dem Umfang des Endabschnitts 5 der Muffe. Diese Außengrate oder Umfangsuncbenheitcn stammen aus einer ungünstigen Anlage des Muffenkerns 4 gegen den Endabschnitt 16 der Kokille 3.

Ist der Muffenkern 4 schließlich nicht ausreichend vom α vergossenen Gußeisen durch eine Beschichtung, wie beispielsweise .Kohlenstoffruß, wodurch die Entformung erleichtert wird, isoliert, so wird der Kern oberflächlich mit Gußeisen imprägniert, derart, daß beim Entformen des Rohres der gehärtete Sand des Kerns 4 oberflächlich in dem Innenhohlraum der gußeisernen Muffe sich verkrustet hat, -insbesondere in der La^ernul 7 dor Di chtriinjisgarnitur. Dies stellt sich als unebene Wand 17 dar.

Diese verschiedenen Gießcrcifehler eliminiert man mit Hilfe einer mit Bezug auf die Figuren 5 bis 7 zu beschreibenden Maschine.

Diese Maschine umfaßt, getragen von einem Gestell 18, eine Trägereinrichtung 19, zwei Entgratungsrollen 20 und 21 und ein Bearbeitungswerkzeug 22..

Die Trägervorrichtung 19 ist dazu bestimmt, ein zu entgratendes Rohr 1 bei horizontaler Achse X-X zu tragen. Sie umfaßt eine gewisse Anzahl von Ständern 23, auf deren jedem in der Mitte zwei Winkelhebel 24 angelenkt sind, die in ein und der gleichen Querebene sich befinden und an ihren oberen Gabelenden eine lose Trägerrolle 25 für den Schaft des Rohres tragen. Ein Zylinder 26 ist zwischen Gestell und unterem Ende jedes Hebels 24 angebracht. Die Rollen 25 liegen mit den Achsen Y-Y parallel zur Achse X-X; beide in gleicher Höhe. Wirkt man auf die Stempel 26 ein, so wird der Abstand dieser Rollen eingestellt, damit dieses Niveau sich etwas unterhalb der Achse X-X für ein Rohr gegebenen Durchmessers befindet.

Der Ständer 23 benachbart der Muffe 2 umfaßt Wälzlager zum Führen der Ausgangswelle 28 eines'an dem Ständer befestigten Untersetzergetriebes 29. Die Welle 28, deren .-. Achse parallel zu den Achsen X-X und Y-Y ist und sich in der vertikalen Symmetrieebene der- Maschine befindet, steht auf der Seite der Muffe 2 vor und trägt an diesem Ende eine äußere Entgratungsrolle 20, deren Profil konjugiert zum Außenprofil 11 der Muffe ist und wobei die Seitenfläche des Wulstes 6^a gegen den Schaft des Rohres 1 gerichtet ist.

Das Profil der inneren Entgratungsrolle 21 ist konjugiert zur Nut 7 der Muffe. Diese Rolle 21, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser- der Außenrolle 20 ist, ist am vorderen Ende einer Welle 30 befestigt, die in einer Hohlspindel 31 angebracht und mit einem Untersetzergetriebe

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32 verbunden ist. Die Spindel 31 wird von einer Gelenkeinrichtung 33 getragen, die aus einem Lenker 34, einem Doppelstempel 35 und einem einfach wirkenden Stempel 36 besteht.

Der Lenker 34, der in aktiver Stellung (Fig. 5) in etwa vertikal ausgebildet ist, ist an seinem oberen Gabelende mit dem vorderen Ende der Spindel 31 und mit seinem unteren Ende am Gestell 18 befestigt. Der Doppelstempel 35 liegt im wesentlichen parallel zum Lenker 34 und ist einerseits am Gestell 18, andererseits an einem vorstehenden Beschlag 37 unter dem hinteren Ende der Spindel 31 angelenkt. Er umfaßt einen unteren Körper 38, in welchem ein Kolben 39 gleitet, der einen Anlegstempel 40 bildet. Die Kolbenstange 39 dieses Stempels, die nach oben vorsteht, ist hohl und bildet den Körper eines Tarierungsstempels 41, der in Durchmesser und Länge kleiner ist; die Stange des Kolbens 42 des Stempels ist über ein Blech an dem Beschlag 37 angebracht. So sind die Stempel 40 und 41 in Reihe angeordnet .

Der Stempel 36 befindet sich,bezogen auf den Doppelstempel 35,hinten und ist um etwa 45° geneigt. Er ist einerseits am Gestell 18,andererseits am hinteren Ende des Beschlags 37 gelenkig. Die Elemente 34, 35, 36 der Gelenkeinrichtung 33 befinden sich sämtlich in der Anordnung in der Längssymmetrieebene der Maschine; die anderen Gelenksachsen sind horizontal und senkrecht zur Achse X-X..

Das um die Achse X-X nicht drehbare Bearbeitungswerkzeug 22 ist am oberen Ende, eines in etwa vertikalen Hebels 43 befestigt. Dieser Hebel ist um Achsen senkrecht zur Achse X-X gelenkig mit seiner Fittc am benachbarten

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Ständerteil 23 und mit seinem unteren Ende am einen Ende eines in etwa horizontalen Lenkers 44, das am anderen Ende gelenkig an einem Exzenter 45 sitzt, der seinerseits fest mit der Ausgangszeile 46 eines Unt'ersetzergetriebes 47 mit zwei Geschwindigkeiten und zwei Drehrichtungen verbunden ist. Diese Steuerung 43-44-45-46 ist von der in der französischen Patentschrift 79 30 beschriebenen Bauart; sie besitzt eine Kinematik, welche Annäherungsbewegungen und Schnellrücklaufbewegungen des Werkzeugs sowie eine langsame Vorschubgeschwindikgeit dieses Werkzeugs während der Bearbeitung des Rohres 1 sicherstellt.

Als nächstes wird die hydraulische Steuerung des doppelt wirkenden Zylinders 35 beschrieben. Was den Schrägzylinder oder -stempel 36 angeht, so handelt es sich um eine sehr einfache doppelt wirkende Druckfluidspeisung, die nicht näher beschrieben werden wird.

Die hydraulische Steuerung des Stempels 35 gibt Fig. 7 in Arbeitsstellung wieder. Sie umfaßt zwei unabhängige Speisungen für die Stempel 40 und 41.

Die Speisung des Stempels 40 ist von an sich bekannter Bauart. Sie umfaßt zwei Leitungen 48 und 49 für unter Druck stehendes Fluid, das an den beiden Enden des Körpers 38 mündet sowie einen Schieberverteiler 50 mit zwei Stellungen, von denen der eine eine der Leitungen 48 bzw. mit einer Druckfluidspeisung über eine Pumpe 51■und mit dem Behälter bei 52 verbindet; die andere Stellung ist die umgekehrte Stellung. Der Kolben 39 des Stempels 40 befindet sich in unterer Stellung, wenn die Maschine steht und in oberer Stellung beim Arbeiten der Maschine.

• Q · β * «

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Die Speisung des Tarierungsstempels 41 umfaßt ebenfalls zwei Druckfluidleitungen 53, 54, die an den beiden Enden des Körpers münden, einen Verteilerschieber 55 mit zwei Stellungen, eine mit einer Druckfluidquelle verbundene Pumpe 56 sowie einen Behälter 57 (bäche). Der an sich bekannte Kreis wird in folgender Weise ergänzt.

Die Pumpe 56 ist auf einen Druck ρ bar (in dor Größenordnung von 100 bar) fiber ein Tarierventil 53 tariert, welches parallel an einer Zweigleitung 59, welche die Leitungen 53 und 54 verbindet und einerseits zwischen Pumpte und Verteiler 55, andererseits zwischen letzterem und einem Rückschlagventil 60 eingebaut ist, das auf etliche bar tariert ist und in den Behälter 57 mündet.

Hinter dem Verteiler 55 in der Leitung 53 ist ein Rückschlagventil 51 angebracht, das durch den Druck der Leitung 54 hilfsgesteuert ist und an dessen Anschlüssen im Nebenschluß ein Ventil 62 liegt. Ein Drucksammler 63 von an sich bekannter Art mit verformbarer Membran 63a, der auf einen Druck tariert ist, bei dem es sich um ein Vielfaches des von der Pumpe 56 gelieferten Druckes p, beispielsweise einen Druck 3 ρ handelt, sowie ein Manostat oder Manokontakt 64, der auf einen Druck geringfügig kleiner als der des Sammlers 63 tariert ist, der jedoch höher als der durch die Pumpe 56 gelieferte liegt und beispielsweise 2,5 ρ beträgt, sind an Stellen der Leitung 53 zwischen der Anordnung 61-62 und dem Zylinder 41 verbunden. Der Manostat ist derart, ausgebildet, daß sein Kontakt M«ι kippt, wenn er mit elektrischem Strom gespeist ist, sobald der Druck in der Leitung 53 einen vorbestimmten erhöhten Wert überschreitet, der beispielsweise auf 2,5 ρ festgelegt ist und so ein Signal liefert.

Das spezielle Ventil 62, das im Nebenschluß zum Rückschlagventil 61 In der Paral IcI leitung 65 liegt, liat nach T⁷Ig, 7 stark vergrößerte Abmessungen und wird wie folgt betätigt.

Das Ventil 62 umfaßt eine Bohrung 66, die η η ihren beiden Enden über Öffnungen 67 und 68 gegen die Parallelleitung 65 offen ist sowie einen bezüglich der Bohrung 66 im Nebenschluß liegenden Kanal 69. Dieser Kanal 69 ist mit einer Membran 70 ausgestattet, die die Druckfluidmenge, die durchgeht, auf einen geringen Wert begrenzt. In der Bohrung 66 gleitet ein. Kolben 71 , der durch eine Nadel 72 verlängert ist. Diese schließt die Öffnung 67 der dem Verteiler 55 am nächsten befindlichen Bohrung 66. Eine Feder 73 befindet sich im zusammengedrückten Zustand zwischen Kolben 71 und dem Boden der Bohrung 65 auf der Seite der Öffnung 67. Diese Feder 73 versucht, normalerweise den Kolben 71 in eine Anschlagsstellung gegen das andere Finde der Bohrung 66 rückzustellen, eine Stellung, in der der Nebenschlußkanal 69 mit der Nebenschlußleitung 65 über die Öffnungen 67 und 68 in Verbindung steht. Die Feder 73 ist auf eine geringe Kraft tariert, die unter Berücksichtigung des Querschnitts des Kolbens 71 einem Druck in der Größenordnung von 2 bar auf den Kolben tariert ist, d. h. auf einen Druck, der sehr viel kleiner als der Druck ρ is.t.

Die Arbeitsweise der gerade beschriebenen Maschine ist die folgende.

Im Ruhezustand (Fig. 8)befinden sich die drei Stempel 36, und 4 1 .in zurücl:gezogener Lage; die Spim'ol 3 1 steht schräg, genauso wie der Lenker 34 und der doppelt wirkende Zylinder 35. Die innere Rolle 21 ist angehoben; das Werk-

zeug 22 zurückgeführt, was es ermöglicht, ein Rohr 1 auf die seitliche]) Trägerrol I en 2!> einzusetzen. Diese werden ;ils l-'unklion des Durchmessers de:; Höh res I derart eingestellt, daß das äußere Profil 11 der MuTTe 2 sich gegen die äußere Rolle 20 abstützt, die also als Träger für das Rohr I und insbesondere für seine FUiIIc¹ 2 dienI. Die drei Getrieheuntcrsctzcrgruppen 29, 32, M stehen.

In (lang setzen von Maschine, l'utzro 1 lon 20 und 21 sowie Schneidwerkzeug 22

Der Schrägzylinder 36 wird bodenseitig mit unter Druck stehendem Fluid versorgt. Die innere Rolle 21 tritt dann in die Muffe 2 ein. Die Speisung des Stempels 32 wird ctivas vor Hubende unterbrochen, wenn die Rolle 21 senkrecht über der Innennut 7 über der Muffe steht. Der Lenker 4 befindet sich dann in der vertikalen Stellung der Fig. 5.

Der große Anlegerstempel 40 wird bodenseitig mit Druckfluid gespeist. Sein Kolben 39 kommt in oberer Stellung in Anlage und bleibt hierin während des Laufs der Haschine, da sein Speisedruck ausreicht, um den Reaktionen des weiter unten zu beschreibenden Kolbens 42 zu widerstehen. Die Spindel 31 kippt um ihr Gelenk an dem Lenker 34; die innere Rolle. 21 nähert sich der zu bearbeitenden Muffcnnut 7. Wenn der große Anlegerstempel 40 sich am Ende seines Hubs (Fig. 5) befindet, ist die innere Rolle 21 nahe der Nut 7, jedoch noch nicht in Kontakt mit dieser angeordnet, während der kleine Tariorungskraftstcmpcl 4 1 sich noch in der zurückgezogenen Lage befindet.

Führt man den Verteiler 55 in die Stellung der Fig. 7, so schickt man Fluid unter dem Druck von ρ bar mit großem Durchsatz in die untere Kammer des Stempels 41 über das

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Ventil 61. Die Rolle 21 kommt so in Kontakt mit der Innennut 7 der Muffe; ihre Achse wird parallel zur Achse X-X. Mnη speist dann den Stempel 36 von der "Hodcnscitc erneut, um durch einen auf die Rolle 21 ausgeübten Axialschub einen Schereffekt auszuüben, der es ermöglicht, die äußeren Kanten 14 der Muffe zu glätten.

Die. drei Untersetzergetriebegruppen 29, 32 und 46 sind eingeschaltet. Somit wird das Rohr 1 in Richtung des Pfeiles f (Fig. 6) durch die beiden angetriebenen Rollen 20 und

21 in Bewegung versetzt, zwischen denen ihre Muffe 2 eingespannt oder gepreßt ist; die Rolle 20 dreht sich in Richtung des Pfeiles f . Die Drehgeschwindigkeit der R.ollen ist mäßig und entspricht beispielsweise einer Tangentialgeschwindigkeit in der Größenordnung von 15in/min. Die Rolle 20 großen Druchmessers spielt die Rolle eines Trägers oder Amboß, der die Unebenheiten, auf die er trifft, zerquetscht, während die Rolle 21 kleinen Durchmessers als Glättungs-Werkzeug dient. Schließlich nähert sich das Schneidwerkzeug

22 im Schnellvorschub und greift dann die Eintrittsumfangskante der Muffe 2 an.

Es wird nun beschrieben, wie die verschiedenen Gießfehler beseitigt werden.

Beseitigung kleiner Unebenheiten 13 und 14

Während mehrerer Umdrehungen des Rohres 1 um seine Achse X-X befindet: sich die Muffe 2 rad i a I zwischen don bei ilen Rollen 20 und 21 unter dem liinfluß dor Zylinder 40 zum Anlegen und 41 zur Krafttarierung gepreßt und axial auf Scherung zwischen den beiden Rollen durch den Schrägstempel 36 beansprucht, der die Rollo 21 auf die Querflächen des Muffeninneren preßt. Der Schrägstempel 36 spielt so die

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Rolle eines Winkelanschlags; die Reaktion wird durch die Rolle 20 sichergestellt. Während dieser Drehung (Fig. 9) und des Abwälzens der beiden Rollen auf den Innen- und
Außenwandungen der Muffe 2 sorgen die Kräfte dieser Rollen für ein Zerquetschen der kleinen Unebenheiten 13 und 14
und für ein Glätten von Innenprofil und Außenprofil der
Muffe.

Beseitigung von Sandablagerungen 17

Oben wurde klar, daß die Muffennut 7 oberflächlich mit
Sandabscheidungen überdeckt werden konnte, die sich am
Guß angehäuft hatten. Die Rolle 21 läuft auf diesen mehr oder weniger von Gußeisen umhüllten Sandkörnern und zerquetscht sie, pulverisiert sie und löst sie von der Gußoberfläche.

Beseitigung des äußeren Grats 15

Das Schneidwerkzeug 22 führt einen Schnellannäherungszyklus bis zum Kontakt der Umfangskante der Stirnfläche der Muffe, einen Langsamvorschub und dann einen Schnellrückgang während der Umdrehungen der Muffe durch. Während des Langsamvorschubs wird die Umfangskante abgefast, indem an ihrer Basis gegebenenfalls vorhandene Grate 15 abgeschnitten werden
und so schnell durch Bearbeitung entfernt werden.

Entfernung großer Vorsprünge 12

Die starken Vorspränge 12, bei denen es sich um örl liehe Gußeisenanhäufungen mit einer maximalen Erhebung von etlichen mm bezüglich der normalen Innen- oder Außenfläche der Muffe handelt, können im wesentlichen in der Nut 7
der Muffe dort, v/o der Sandkern 4 starke relativ brüchige

Vorsprünge aufwies, existieren.

Im sehr seltenen Pail, daß dieser Vorsprung 12 sehr dick ist (aufgrund der Verwendung eines beispielsweise gebrochenen Kerns 4),bildet er ein Hindernis für das Abwälzen der Innenrolle 21. Das blockierte Rohr wird stillgesetzt. Die beiden .Rollen 20 und 21 gleiten auf der Wand des Rohres. Durch an sich bekannte, nicht beschriebene Hinrichtungen wird das Festlaufen eines Rohres ermittelt und dieser Nachweis angezeigt. Diese lirinittlung oder dieser Nachweis steuert dns Abschalten der Maschine und bringt sie zum Stillstand. Zusätzlich wird das defekte Rohr, beispielsweise durch einen Farbstrahl, angezeigt. Der Stillstand der Maschine ergibt sich wie folgt:

Stillstand der Motoruntersetzergruppen 29 und 32; Anheben der Innenrolle 21 durch Speisen der vertikalen Stempel 40 und 41 stangcnseitig, wodurch ein Kippen der Spindel um ihre Anlenkung am Lenker 34 hervorgerufen wird. Während dieses Vorgangs öffnet die Ililfssteuerung des Ventils 61 dieses, wodurch eine Fluidrückkehr gegen den Behälter 5 7 mit großer Menge erfolgt;

Rücklauf der Innenrolle 21 durch stangenseitxges Speisen des Schrägstempels 36, wodurch der Rücklauf der Spindel 31 hervorgerufen wird. Die Stellung ist nachher wie in Fig. 8 angegeben.

Wenn dagegen die Neigung des großen Vorsprungs 12 gering ist, was meist der Fall ist, wenn die Rolle 21 auf diesen Vorsprung kommt, so steigt sie auf diesen hoch.

Dank der unten beschriebenen hydraulischen Arbeitsweise steigt der im Tarierungsstempel 41 herrschende Druck momentan auf den Wert 3p, wodurch das Zerquetschen des dicken Vor-

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sprungs oder Auges 12 begünstigt wird. Man kann diesen Druck 3p während der gesamten Arbeitsphase der Maschine nicht aufrechterhalten, da man Gefahr laufen würde, die Muffe des Rohres zu wal ζ on und d.-imit. zu Hi ng on, d. Ii. ihr on Durchmesser zu erhöhen, was se 1 bst vcrs t;ind.l i ch vermieden werden muß.

Die hydraulischen Organe befinden sich in der in Fig. 7 gezeigten Stellung. Der Speisedruck des Zylinders 40 reicht aus, damit der Kolben korrekt in Anschlag in oberer Stellung während des gesamten unten beschriebenen Vorgangs verbleibt.

Dagegen soll genauer die Arbeitsweise des speziellen Ventils 62 beim Arbeiten der Rollen 20 und 21 während der Drehung des Rohres 1 beschrieben werden.

Wenn die Innenfläche der Muffe, und damit der Nut 7, geringfügig exzentrisch bezüglich des Außenprofils 11 aufgrund der Tatsache einer leichten Exzentrizität des Kerns 4 bezüglich der Kokille 3 ist, was eine Dickenveränderung des Rohres auf dem Umfang mit sich bringt, allerdings, wenn die Nut 7 weder die Unebenheit 13 noch den Vorsprung 12 zeigt (gute Oberfläche des Kerns 4), so übt die Rolle auf die Nut 7 eine konstante Radialkraft Q aufgrund des zugelassenen Fluiddrucks ρ der Leitung 53 im kleinen Stempel 41 bodenseitig aus. Da die Nut 7 der Muffe geringfügig exzentrisch.ist, stellt sich eine langsame Alternativbewegung des Kolbens des Zylinders 2 1 während der'Umdrehungen des Rohres ein. Der Nutzdruck ρ des Zylinders 41 wird konstant aufgrund der Membran 70 des Ventils 62 aufrechterhalten, was in beiden Richtungen eine langsame Zirkulation des Fluids ohne merklichen Druckverlust ermöglicht. Schließlich wird das hilfsgesteuertc Ventil 61 geschlossen;

das unter Druck stehende aus der Speisepumpe 56 stammende Fluid speist die Leitung 53 bei Durchgang durch die Nebenschlußleitung 65 und somit durch das Spezialventil 62. Im Spezialventil 62 untersagt der Kolben 51 den direkten Durchgang des Druckfluids zwischen den Öffnungen 67 und 68, erlaubt jedoch den Durchgang durch die Membran 70. Somit bleibt der Krafttarierungsstempel 41 normalerweise bodenseitig durch ein Fluid unter Druck ρ gespeist, während stangenseitig er über die Leitung 54 mit dem Behälter 57 verbunden bleibt.

Die durch die Rolle 21 ausgeübte Kraft wird experimentell derart voreingestellt, daß:

- die Muffe 2 durch eine übermäßige Kompressionskraft nicht verformt wird, um ein Walzen zu vermeiden;

- eine ausreichende Kraft ausgeübt wird, um die Sandkörner der Abscheidungen 17 zu pulverisieren und zu lösen, und

- eine ausreichende Kraft ausgeübt wird, um kleine Unebenheiten wie 11 in der Spitze abzuschneiden und einzuebnen, bzw. abzugleichen.

Trifft die Rolle 21 auf einen starken'Vorsprung 12, d. h. ein erhebliches Hindernis auf dem Abrollweg im Innern der Muffe, so steigt sie plötzlich, bezogen auf die relativ große Tangentialgeschwindigkeit des Rohres 1 nach oben. Somit geht der Kolben 42 des Stellzylinders 41 schnell nach unten und drückt plötzlich Fluid in die Leitung 53 und somit bei geschlossenem VentiJ 6 1 in die Leitung 65 gegen die Öffnung 68 des Spoz i. aJ vent i Is 62. Das Fluid in der Nebenschlußleitung 69 trifft auf die Membran 70, erleidet aufgrund dieser Tatsache einen starken Druckverlust, der den Druck in der Bohrung 66 bis auf einen Wert ρ steigen läßt. Der Kolben 71 ist dann Gegendrücken ρ auf der Seite

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23 -

der Öffnung 68 und ρ größer als denen der Feder 73 auf der Seite tier (JlTnung (>7 ;iusge.sel :-·. t . Der vo rlie rrsi/hende Druck ρ ruft die Verschiebung- des Kolbens 7 1 gegen die Austrittsöffnurig 67 derart hervor, daß letzterer durch den Körner oder die Nadel 72 verschlossen wird. Das Sondervcnti.1. 62 bleibt dann geschlossen; das Rückschlagventil 61 wird ebenfalls geschlossen.

Dieses Schließen des Sonderventils 62 durch Verschließen der Öffnung 67 durch die Nadel 72 erfolgt sehr schnell und blitzartig. Das aus dem unteren Teil des Zylinders des Stempels 41 über die Leitung 53 kommende Fluid wird dann gegen den Sammler 6 3 gerichtet, dessen gegenüberliegende Kammer mit Stickstoff bei einem Druck von 3 ρ vorgebläht wird. Sobald das Sonderventil 72 schließt, stellt sich also bodenseitig am Stempel 41 ein vom Sammler 63 gelieferter Druck 3 ρ ein, wodurch sofort eine Verdreifachung der Quetschkraft beim Durchgang am Vorsprung 12 sich einstellt.

Mit einer so starken Kraft wird bei jedem Lauf der Rolle 21 über den Vorsprung 12 im Ausmaß der Umdrehungen der Muffe 2 und somit bei jeder Freigabe der Spitze des Vorsprungs 12 dieser schnell ander Spitze abgetragen, bis kein merklicher Vorsprung mehr überbleibt, d. h. ein Vorsprung, der für eine günstige Anlage der Dichtungsgarnitur in der Nut 7 der Muffe störend wäre.

Sobald der Vorsprung 12 freigegeben ist, kehrt'der Speisedruck des Stempels 41 auf den Wert p.zurück; das Ventil öffnet von Neuem.

In Praxis beobachtet man ein plötzliches nach unten Gehen des Kolbens 42 unter dem Einfluß des Vorsprungs 12. Wenn

es der Rolle 21 gelingt, vom Kopf des großen Vorsprungs 12 freizukommen, so geht der Kolben 42 des Stempels 41 schnell nach oben; die Rolle 21 folgt ihren Weg bei jeder Umdrehung der Muffe 2 und beseitigt etwas mehr vom Kopf des Vorsprungs 12; im Prinzip hat nach jeder Umdrehung des Rohres die Rolle 21 diesen Vorsprung etwas abgeschliffen oder hat Um verschwinden lassen. Picser Verschleiß des Kopfes ist in Fig. 9 durch aufeinanderfolgende Linien der Spitze 12a, 12b, 12c angedeutet.

Beispielsweise ist in Pig. 9 eine kleine Unebenheit 13; von der Muffe 2 gelöste Sandkörner 17a dargestellt, genauso wie ein zusätzlicher Vorsprung 12, auf den die Rolle 21, um ihn abzuschleifen, gerade klettert.

Es kann sich jedoch auch um einen besonders dicken Vorsprung 12 handeln, der jedoch nicht dick genug ist, um den Gleitindikator, der die Maschine stillsetzt, auszulösen. In diesem Fall bleibt der Vorsprung unzureichend eingeebnet und wird nicht vollständig nach etlichen Umdrehungen (beispielsweise 5 Umdrehungen), die für das Entgraten notwendig sind, eliminiert.

Unter diesen Bedingungen führt die Maschine eine Selbstregelung durch, d. h.,sie informiert über den Rest eines nicht vollständig eliminierten Vorsprungs 12 (Kopflinie 12c). Hierzu speist man elektrisch den auf der Leitung 53 angebrachten Manostaten 64 und läßt die Muffe 2 zusätzlich zu etlichen Umdrehungen, die sie während der Arbeitsphase diirchgc füll rt hat, d. h. während des Zcrquctschcns und Entsandens, eine zusätzliche Umdrehung durchführen, um ein Signal hinsichtlich der vollständigen Nichteliminierung eines dicken Vorsprungs auszulösen.

So verbleibt ein Restvorsprung 12, der beispielsweise mehr als 0,15 mm vorsteht; das Sondervent.il 62 schließt wie oben angegeben und der Druck unter dem Kolben 42 geht auf den Wert 3 p, und zwar aufgrund des Sammlers 63, des Manostaten, der auf einen Druck geringfügig kleiner als 3 p, beispielsweise 2 p, tariert ist, und läßt den Unterbrecher 64a verkippen, was infolge bekannter und nicht dargestellter Einrichtungen die information oder das Signal "Restvorsprung" gibt. Dieses Signal wird verwendet, um das unzureichend geglättete Rohr zu markieren, beispielsweise durch Abgabe eines Farbstrahls. Anschließend kehrt die Maschine in den Ruhezustand zurück und wird, wie vorher beschrieben, stillgesetzt.

Während dieser selbstregelnden Umdrehung, wo eine große Sensibilität erforderlich ist, um sehr geringe Restvorsprünge in der Größenordnung von 0,15 mm zu messen, stört einen die Kompressibilität des als Druckfluid verwendeten Öls gewöhnlich genauso wie die Ausdehnung der Organe und der hydraulischen Leitungen.

Um die maximale Sensibilität zu erhalten, muß man einerseits die Längen der Leitungen maximal reduzieren und also die Organe 61 bis 64 möglichst nahe am Stempel 41 anordnen und andererseits auf ein vermindertes ülvolumen arbeiten, was die Verwendung der zwei Stempel in Reihe 40 und 41 erklärt. Der Tarierungsstempel 41 hat einen geringen Hub und ein geringes Ölvolumen und damit einen geringen Nebenschluß a ti Cg rund der Kompressibilität des Öls. Der Anlegestempel

40 ist im Durchmesser und im Druck gegenüber dem Stempel

41 überdimensioniert und enthält aufgrund seines Weges

viel Öl. lir hat nur eine llaltcfunktion. Während der Arbeitsphase der Maschine bleibt er im Anschlag nach vorne. Das Phänomen der Ölkompressibilitat betrifft ihn also nicht,

betrifft vielmehr das geringe Volumen der kleinen bodcnseitigen Kammer des Stempes} 41 und der kurzen Verbindungsleitungen. Der Hinfluß der Kompressibilität sowie der Dehnungen ist darum sehr gering· die Genauigkeit beim Abschleifen und beim Nachweis ist groß.

Vorsprünge können ebenfalls an den planen Seitenwandungen der Nut 7 der Muffe 2 existieren. Sind diese Vorsprünge klein, so werden sie bei Durchgang der Rolle 21 abgeschert, deren Form konjugiert zu der der Nut 7 ist. Sind sie groß, so wird die Rolle 21 mit Kraft darüber hinauslaufen und alles geht so vonstatten wie oben bezüglich der Vorsprünge 12 im Boden der Nut beschrieben: der Speisedruck des Stellzylinders 42 geht von ρ auf 3 ρ und/ oder der Vorsprung wird wenigstens teilweise abgeschliffen oder das Rohr wird in seiner Drehung blockiert, was zum Stillstand der Maschine führt. Darüber hinaus trägt die Anschlagskraft des Schrägzylinders 36 zum Glätten der seitlichen Innenwandung (rechts in Fig. 5) der Nut 7 bei.

Als Variante, wenn man einen Reibungs- und Abriebeffekt der Innenrolle 21 gegenüber den Sandabscheidungen 17 herbeiführen will, kann man der Innen- und Außenrolle 21 und 20 unterschiedliche Tangentialgesclrwindigkeiten durch eine geeignete Steuerung der Getriebeuntersetzergruppen 29 und 32 geben. Die Muffe 2 dreht in etwa mit mittlerer Tangentialgeschwindigkeit; die beiden Rollen 20 und 21 reiben auf der Muffe und tragen so wirksamer zur Entfernung sämtlicher Unebenheiten bei. Die Inncnrollc 21 ruft insbesondere einen Schleif- und Poliereffekt hervor, der die Entfernung der Abscheidung 17 noch mehr begünstigt.

L e e r s e i t e

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Entgraten und Putzen von gußeisernen Rohrmuffen PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Entgraten oder Putzen einer gußeisernen Rohrmuffe, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu entgratender Bereich der Muffenwandung zwischen sich drehenden Innen- und Außenrollen, die sich den zu entgratenden Innen- und Außenprofilen anpassen, radial eingespannt wird und das Rohr d.-ibci. um seine Achse gedreht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr durch wenigstens eine dieser sich drehenden Rollen in Drehung versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den beiden Rollen unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten verleiht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man auf die innere Drehrolle einen axialen gegen den Boden der Muffe gerichteten Schub ausübt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Rollen verwendet werden, die. in etwa am Ort einer inneren Lagerung der Muffe angeordnet sind und daß während der Drehung des Rohres gegen die Umfangskante des Muffenendabschnitts ein Bearbeitungswerkzeug gepreßt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die ■ Einspannkraft der beiden Rollen bei Durchgang wenigstens gewisser Unebenheiten erhöht wird.

7. Maschine zum Entgraten oder Putzen von gußeisernen Rohrmuffen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Einrichtungen (19, 29, 32) zum Lagern eines Rohres (1) und zu dessen Drehantrieb um die Achse (X-X); durch zwei Preßrollen (20, 21), deren Profil jeweils dem Innen- und Außenprofil eines Bereiches (7) der zu entgratenden Muffe (2) sich anpaßt; und Verschiebungseinrichtungen (33), die die beiden Rollen an der Muffe in Eingriff bringen und letztere freigeben.

8. Maschine nach Anspruch 7', dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der beiden Rollen (20; 21) angetrieben ist.

9. Maschine nach einem der Ansprüche .7 und 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Verschiebungseinrichtungen (33) Einrichtungen (36) umfassen, welche auf die Innenrolle (21) eine gegen den Muffenboden (2) gerichtete Axialkraft ausüben. -

10. Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Rollen (20; 21) sich einem Bereich (7) der Muffe (2) anpassen, der unter Abstand von deren Endabschnitt (5) sich befindet; und daß ein Bearbeitungswerkzeug (22) für die Umfangskante dieses Endabschnitts vorgesehen ist.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß das Bearbcitungswerkzeug (22) durch ein Ende eines Hebels (43) getragen ist, der oszillierend an einem Zwischenpunkt um eine Achse quer zur Drehachse (X-X) des Rohres (1) gelagert ist.

12. Maschine nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Achse und die axiale Stellung der äußeren Rolle (20) fest sind und daß die innere Rolle (21) durch eine Seite eines Gelenkvierecks (34-35) getragen ist, dessen beide benachbarten Seiten gebildet werden jeweils durch einen Lenker (34) und einen hydraulischen Krafttarierungsstempel (41), wobei ein Diagonalstempel (36) zwischen Gestell (18) und Schnittpunkt der Rollenträgerseite (31) und des hydraulischen Zylinders angelenkt ist.

13. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Speisekreis des Krafttarierungsstempeis (41) Einrichtungen (55-56) umfaßt, die einen vorbestimmten Druck ausüben, sowie Einrichtungen (61-62), die momentan den Rücklauf des hydraulischen Fluids, abhängig von einerplötzlichen Reaktion gegen die Achse (X-X) des Rohres (1) auf die Innenrolle (21 ),· blockieren.

14. Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtungen zum Blockieren des Rücklaufs des hydraulischen Fluids parallel zur Speiseleitung (53) des Krafttarierungsstempeis (41) ein Rückschlagventil (61) und ein Ventil (62) umfassen, welches selbst parallel eine Drosselleitung (69) und eine Leitung (66) aufweist, in welcher ein Kolben (71) verschiebbar ist, der durch eine Feder (73) belastet und mit einem Organ (72) zum Verschließen der Öffnung (67) des Ventils (62) versehen und auf der Ilydraulikfluidspeiseseite angeordnet ist.

15. Maschine nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Blockiereinrichtungen (61 ', 62) ein Druclcsaimr.ler

(63) vorgesehen ist, der auf einen zweiten Druck tariert ist, der größer als der vorbestimmte Druck derart ist, daß die Blockiereinrichtungen momentan den Speisedruck dieses vorbestimmten Drucks auf den zweiten Druckwert, wenn sie in Wirkung treten, bringen.

16. Maschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß hinter den Blockiereinrichtungen (61, 62) ein druckge.stcucrtcr

(64) Ontgratckontrolluntcrbrecher sowie Speiseeinrichtungen für diesen Unterbrecher mit elektrischem Strom bei Entgratungsende angeordnet sind.

17. Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß der Krafttarierungsstempel (41) in Reihe mit einem Anlegestempel (40) gelagert ist, der einen wesentlich größeren Hub aufweist und eine wesentlich größere Kraft entwickelt.

18. Maschine nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß. die Innenrolle (21) einen kleineren Durchmesser als die Außenrolle (20) aufweist.