DE3139262A1

DE3139262A1 - "vorrichtung zum plandrehen und anfasen der stirnseiten von rohren"

Info

Publication number: DE3139262A1
Application number: DE19813139262
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 4791 Borchen Beine; Johannes 4790 Paderborn Gardian
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1981-10-02
Filing date: 1981-10-02
Publication date: 1983-04-21
Also published as: FR2513917A1; JPS5859702A; FR2513917B1; US4483647A; GB2106819B; NL8203339A; BE892923A; GB2106819A; IT8248468A0; IT1147989B

Description

Benteler-Werke AG, Residenzstraße 1, M79O Paderborn

Vorrichtung zum Plandrehen und Anfasen der Stirnseiten

von Rohren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Plandrehen und Anfasen der Stirnseiten von zu Rohrsträngen axial zusammensetzbaren Rohren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1,

Eine derartige Vorrichtung zählt durch die DE-OS 2^C;> '19 671 zum Stand der Technik. Der in die Rohrenden einführbare Dorn ist als Kalibrierdorn ausgebildet. Er wird unter dem Einfluß des Vorschubzylinders mit seinen abgeschrägten Stirnkanten gezielt in die Rohrenden eingedrückt_s wobei Unrundungen beseitigt werden sollen. Damit der Kalibrier-dorn in die Rohrenden eingedrückt werden kann, ist er zwar um die Anlenkachse des Vorschubzylinders vertikal verlagerbar und am Maschinenständer federnd abgestützt, jedoch seitlich zwangsgeführt. Auf diese Weise kann sich der Kalibrierdorn in der Vertikalebene an das Rohr anpassen, aber nicht in der Horizontalebene. Im Ergebnis bedeutet dies, daß eine einwandfreie axiale Ausrichtung der Rohrachse zur Längsachse der den Werkzeughalter führenden Schubstange nicht möglich ist. In diesem Zusammenhang muß nämlich berücksichtigt werden, daß die auf den Rohraußenquerschnitt bezogene Rohrachse mit der auf den Rohrinnenquerschnitt bezogene Rohrachse nicht immer übereinstimmt. Wird unter diesen Umständen der auf der Schubstange längsbewegliche Werkzeughalter an die Stirnseiten der Rohrenden herangefahren, so können weder Stirnflächen erzeugt werden,·die genau im rechten Winkel zur Rohrachse des Pohrinnenquerschnitts verlaufen noch Anfasungen hergestellt werden, die innerhalb der geforderten

-H-

Toleranzen liegen. Insbesondere kann nicht gewährleistet werden, daß die Stirnseiten und die Anfasungen so ausgebildet sind,daß beispielsweise beim Zusammenschweißen von zwei Rohren ein innerer absatzloser Übergang von dem einen Rohr auf das andere Rohr vorhanden ist. Die Praxis fordert aber in einer Reihe von Fällen die einwandfreie Ausrichtung der auf den Rohrinnenquerschnitt bezogenen Rohrachsen bei rechtwinklig zu diesen Rohrachsen verlaufenden Stirnflächen und zwar&owohl für zusammen-

schweißbare als/für zusammenschraubbare Rohre, auch

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat man vorgeschlagen, die Drehachse des Werkzeughalters dadurch auf die auf den Rohrinnenquerschnitt bezogene Rohrachse auszurichten, daß das Rohrinnere von Fühlern in Form von Kopierrollen abgetastet wird. Ein Nachteil dieser Methode ist jedoch, daß Rohre mit einem Innendurchmesser unterhalb etwa 40 mm nicht mehr bearbeitet werden können. Ein weiterer Nachteil ist, daß eine Kopferrolle z.B. über Fasspäne oder andere Unregelmäßigkeiten abrollen kann, so daß sie zwangsläufig ausweicht und folglich die geforderten Toleranzen nicht mehr erreichbar sind. Außerdem ist es von Nachteil, daß ein solcher Kopierkopf ständig gewartet werden muß, weil er sich aus einer Reihe komplizierter Teile zusammensetzt, die zudem durch die ständigen Relativbewegungen sehr verschleißanfällig sind.

Mit den bekannten Plandreh- und Anfasvorrichtungen ist es daher nicht möglich, die zum Zusammenschweißen von Rohrenden bzw. zur Anbringung von einwandfreien Gewindeabschnitten erforderlichen exakten planen Stirnseiten in genauer rechtwinkliger Zuordnung zu der auf den Rohrinnenquerschnitt bezogenen Rohrachse sowie die Anfasungen innerhalb der vorgeschriebenen Toleranzen herzustellen.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Plandrehen und Anfasen der Stirnseiten von zu Rohrsträngen axial zusammensetzbaren Rohren zu schaffen, welche die Herstellung von genau rechtwinklig zu den auf den Rohrinnenquerschnitt bezogenen Rohrachsen ausgerichteten planen Stirnseiten und den sich daran anschließenden tolerierten Anfasungen unabhängig vom Rohrdurchmesser gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen gesehen.

Kerngedanke der Erfindung bildet.der Sachverhalt, daß nunmehr die Drehachse des Werkzeughalters über die Pinole in einer genau rechtwinklig zu der auf den Rohrinnenquerschnitt bezogenen Rohrachse verlaufenden Ebene verlagert und damit exakt auf die Rohrachse ausgerichtet werden kann. Zunächst fährt die Pinole in das über eine entsprechende Spanneinheit in Längsrichtung festgelegte Rohr ein und zentriert sich an der inneren Rohrwand. Evtl. vorhandene Grate aus vorausgehenden Sägevorgängen werden hierbei durch die Pinole ohne weiteres weggedrückt. Die Pinole ist damit einwandfrei auf die Rohrachse des Rohrinnenquerschnitts ausgerichtet. Exzentrizitäten zwishen dem Rohrinnen- und dem Rohraußenquerschnitt haben keinen negativen Einfluß mehr. Durch die Zwangsführung des Werkzeughalters in der senkrecht zu der Rohrachse verlaufenden Ebene kann er sich auf die zentrierte Pinole ausrichten. Durch die anschließende Arretierung des Werkzeughaltergehäuses bleibt die ausgerichtete Lage auch nach dem Zurückziehen der Pinole erhalten, so daß die Bearbeitung des Rohrendes durchgeführt werden kann.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß das Werkzeughaltergehäuse über Druckfedern mindestens mittelbar am Maschinenständer abgestützt und mittels umfangsseitiger Führungsplatten zwischen zvrei im axialen Abstand voneinander angeordneten, in jeweils rechtwinklig zu der Rohrachse liegenden Ebenen sich erstreckenden Leitwänden verlagerbar und mindestens eine Führungsplatte mit der ihr benachbarten Leitwand verspannbar ist.

Die Zwangsführungsebene wird folglich durch Leitwände gebildet, die senkrecht zu der mit der Drehachse des Werkzeughalters übereinstimmenden Vorschubachse verlaufen. Sie ermöglichen dadurch eine Verlagerung des Werkzeughaltergehäuses in alle radialen Richtungen. Die Druckfeiern tragen während der Ausrichtphase das Werkzeughaltergehäuse. Die durch die zentrierende Pinole gegebenenfalls bewirkten Lagekorrekturen können mithinweitgehend widerstandsfrei ablaufen. Die mindestens mittelbar Bestandteil des Maschinenständers bildenden Leitwände nehmen im verspannten Zustand des Werkzeughaltergehäuses die bei der Bearbeitung der Rohrenden auftretenden Beanspruchungen sicher auf, ohne daß die exakte Ausrichtung der Werkzeuge auf die Rohrachse aufgehoben wird.

Nach der Erfindung ist es von Vorteil, daß die Führungsplatte durch mindestens zwei bezüglich der Rohrachse einander diametral gegenüberliegende, parallel zur Rohrachse ausgerichtete Spannzylinder an der Leitwand festlegbar ist. Die Gehäuse der Spannzylinder können hierbei an der Leitwand befestigt sein, während die Kolbenstangen durch die Leitwand und durch die Führungsplatte greifen. Am freien Ende besitzen die Kolbenstangen KlemmkÖpfe, die bei entsprechender Beaufschlagung der Spannzylinder die Führungsplatte an die Leitwand heranziehen und damit das Werkzeughaltergehäuse einwandfrei

in der durch die Pinole ausgerichteten Arbeitsposition arretieren,

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal besteht gemäß der Erfindung darin, daß zwischen der Führungsplatte und der Leitwand die Reibung erhöhende Beläge vorgesehen sind. .Solche Bremsbeläge verhindern beim Anlaufen der Werkzeuge an die Rohrenden eine ungewollte Verlagerung des Werkzeughalters aus der ausgerichteten Arbeitsposition.

Erfindungsgemäß ist die Pinole in einer Axial ausnehmung des Werkzeughalters drehfest, aber längsverschieblich gelagert und das zylinderseitige Ende der Schubstange gegenüber dem Vorschubzylinder drehbeweglich angeordnet. Relativbewegungen der Pinole gegenüber dem Werkzeughalter und damit Verschleiß werden auf ein Mindestmaß beschränkt. Nach dem Zentrieren im Rohrende und Arretierung des Werkzeughaltergehäuses wird die Pinole zurückgezogen und bildet dann einen drehfesten Bestandteil des Werkzeughalters. Die Drehlagerung am Zylindersdtigen Ende vermindert die Drehmasse und erlaubt die weitgehende ortsfeste Lagerung des VorschubZylinders am Maschinenständer,

Zweckmäßig ist der Werkzeughalter durch eine eine begrenzte Raumbeweglichkeit zulassende Kupplung mit dem Antrieb verbunden. Disse Kupplung ist zylinderseitig des Werkzeughalters vorgesehen und umschließt relativbeweglich die .Schubstange. Die Paumbeweglichkeit der Kupplung unterstützt das ungestörte Ausrichten des Werkzeughalters auf die Rohrachse.

Schließlich besteht ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung noch darin, daß der Werkzeughalter zusammen mit seinem Antrieb und dem Vorschubzylinder an Führungen des Maschinenständers achsparallel zur Rohrachse verlagerbar sind. Auch dieses Merkmal unterstützt die Kompaktheit der Gesamtvor-

richtung, ohne jedoch die gewünschte Ausrichtung des Werkzeughalters auf die auf den Rohrinnenquerschnitt bezogene Rohrachse in irgendeiner Weise zu behindern.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Plandrehen und Anfasen der

Stirnseiten von Rohren in einer Ansicht gemäß dem Pfeil I der Fig. 2;

Fig. 2 die Vorrichtung der Fig. 1 in der Seitenansicht und

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab, teilweise im vertikalen Längsschnitt, Einzelheiten der Plandreh- und Anfasvorrichtung der Fig. lund 2.

In den Fig. 1 und '? ist mit 1 der Maschinenständer der Plandreh- und Anfasvorrichtung bezeichnet. Zur Festlegung der stirnseitig planzudrehenden und mit Anfasungen zu versehenden Rohre 2 ist eine Spanneinheit 3 in Form eines Prismenspannstocks vorgesehen, der sich bezüglich seines Unterteils h auf einem Absatz 5 des Maschinenständers 1 abstützt und bezüglich seines Oberteils 6 winkelsteif über die Verstrebungen 7, 8 am Maschinenständer 1 festgelegt ist. Die Spannprismen 9 des Spannstocks 3 sind bevorzugt hydraulisch in der Vertikalen verlagerbar.

Wie bei gemeinsamer Betrachtung der Fig. 1 bis 3 zu erkennen ist, sind zur Bearbeitung der Stirnseiten der Rohre 2 und zur Herstellung von Anfasungen stirnseitig eines Werkzeug-

β » a a

O β

halters 10 entsprechende Plandreh- und Anfaswerkzeuge 11, 12 vorgesehen, die in üblicher Weise in radialer Richtung verlagerbar sind. Der Werkzeughalter 10 ist über entsprechende Wälzlager 13 drehbeweglich in einem Gehäuse 14 gelagert. Das Gehäuse 1*1 ist umfangsseitig mit zwei im säalen Abstand voneinander angeordneten Führungsplatten 15_s 16 versehen, die sich genau rechtwinklig zu einer auf dem Maschinenständer 1 angeordneten Längsführung 17 erstrecken (s„ Pig. I). Die Längsführung 17 verläuft exakt achsparallel zu der auf den Rohrinnenquerschnitt bezogenen Rohrachse 18.

Die Führungsplatten 15» 16 sind über Druckfedern 19 abgestützt und an zwei Leitwänden 20, 21 entlang verschiebbar, die mittels eines Supports 22 an der Führung 17 entlang verlagerb ar sind.

Zur Ausrichtung der Drehachse 23 des Werkzeughalters 10 auf die Rohrachse 18 ist eine in einer Axialausnehmung 2'J des Werkzeughalters 10 längsverschiebliche_s jedoch drehfest eingegliederte Pinole 25 mit Kreuzkopf vorgesehen. Die am Ende einer begrenzt elastischen Schubstange 26 angeordnete Pinole 25 ist roh Festlegung eines Rohrs 2 im Prismenspannstock 3 durch einen in dem Antriebsgehäuse 27 des Maschinenständers 1 vorgesehenen Vorschubzylinder 28 in die stirnseitige Mündung des;S Rohrs 2 einführbar (strichpunktiert gezeichnete Lage der Pinole 25 in Fig. 3). Die Pinole 2^ orientiert sich folprlich am Rohrinnenquerschnitt, wobei durch die zwischen den Leitwänden 20j 21 zwangsgeführten Führungsplatten 15s 16 auch das druckfedergestützte Werkzeughaltergehäuse Ik und damit die Drehachse 23 des Werkzeughalters 10 exakt auf die Rohrachse l8 ausgerichtet fierden.

Nach dem Ausrichten wird die Führungsplatte 15 mit Hilfe von zwei Spannzylindern 29 an der Leitwand 20 in der Arbeitsposition arretiert. Bezogen auf die Drehachse 23 liegen sich die Spannzylinder 29 diametral gegenüber. Die Gehäuse 30 der Spannzylinder 29 sind an der Leitwand 20 befestigt. Ihre Kolbenstangen 31 durchfassen die Leitwand 20 und die Führungsplatte 15. Sie besitzen am freien Ende Klemmköpfe 32, die bei entsprechender Beaufschlagung der Spannzylinder 29 an die Führungsplatte 15 und zusammen mit dieser an die Leitwand 20 herangezogen werden. Zwischen die Führungsplatte 15 und die Leitwand 20 ist ein Bremsbelag 33 eingegliedert.

Nach dem Arretieren des Werkzeughaltergehäuses lh wird die Pinole 25 wieder aus der Mündung des Rohrs 2 mit Hilfe des Vorschubzylinders 28 gezogen.

ist Das rückwärtige Ende des Werkzeughalters 10/über eine

die Schubstange 26 umgebende Kupplung 3¹I mit dem nicht näher dargestellten Antrieb verbunden. Ist die Pinole 25 zurückgezogen, kann das Plandrehen undöas Anfasen des Rohrs 2 durchgeführt werden, wobei über die Drehverbindung 35 der Schubstange 26 mit dem Vorschubzylinder 28 sich die Pinole 25 zwar mit dem Werkzeughalter 10 drehen kann, der Vorschubzylinder 28 jedoch in der Antriebseinheit 27 verbleibt.

Zum Bearbeiten der Stirnseiten und der Anfasungen wird die gesamte aus Antriebseinheit 27 und Werkzeughaltergehäuse m bestehende Vorrichtung an der Führung 17 entlang vorgeschoben.

Claims

P Α·ΤΓ*&«Ν Τ.2& TN,«W A^ Τ'Ε 313 9'2 8 2

IG. W. STUHLMANN — DSPL.-ΪμΘ. R. WiLLERT DR.-ING. P. H.

R. 133 4β3ο Bochum. 11.10.1981 XR/an

Postschließfach 1O24BO

Ihr Zeichen Fernruf 0234/B 19 57

Bergstraße 159 Tolegr.t Stuhlmannpatsnt

Patentansprüche:

{ 1.)Vorrichtung zum Plandrehen und Anfasen der Stirnseiten von zu Rohrsträngen axial zusammensetzbaren Rohren, welche zwecks Festlegung der Rohrenden eine Spanneinheit als Bestandteil eines Maschinenständers aufweist, der zugleich einen längsverschieblichen sowie begrenzt vertikal verlagerbaren, drehangetriebenen Werkzeughalter mit Plandreh- und Faswerkzeugen trägt, welcher axial von einer Schubstange relativverschiebbar durchsetzt ist, die an einem Ende mit einem in die Rohrenden zentrierend einführbaren Dorn versehen und am anderen Ende mit einem auf dem Maschinenständer gelagerten Vorschubzylinder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Werkzeughalter (10) drehbeweglich lagerndes Gehäuse (14) durch den als Pinole (25) ausgebildeten Dorn in einer zu der auf den Rohrinnenquerschnitt bezogenen Rohrachse (18) rechtwinklig verlaufenden Ebene zwangsverlagerbar und in der durch die Pinole (25) ausgerichteten Verlagerungsposition arretierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch l_s dadurch gekennzeichnet , daß das Werkzeughaltergehtuse (14) über Druckfedern (19) mindestens mittelbar am Maschinenständer (1) abgestützt und mittels umfangsseitiger Führungsplatten (15s 16) zwischen zwei im axialen Abstand voneinander angeordneter in jeweils rechtwinklig zu der Rohrachse (1R) liegenden Ebenen sich erstreckenden Leitwänden (20_s 21) verlagerbar und mindestens eine Führungsplatte (15) mit der ihr benachbarten Leitwand (20) verspannbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungsplatte (15) durch mindestens zwei bezüglich der Rohrachse (18) einander diametral gegenüberliegende, parallel zur Rohrachse (18) ausgerichtete Spannzylinder (29) an der Leitwand (20) festlegbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Führungsplatte (15) und der Leitwand (20) die Reibung erhöhende Beläge (33) vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pinole (25) in einer Axialausnehmung (2M) des Werkzeughalters (10) drehfest, aber längsverschieblich gelagert und das zylinderseitige Ende der Schubstange (26) gegenüber dem Vorschubzylinder (28) drehbeweglich angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (10) durch eine eine begrenzte Raumbeweglichkeit zulassende Kupplung (3¹O mit dem Antrieb verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch geke nnzeichnet, daß der Werkzeughalter (10) zusammen mit seinem Antrieb und dem Vorschubzylinder (28) an Führungen (17) des Maschinenständers (1) achsparallel zur Rohrachse (18) verlagerbar sind.