DE3208211A1

DE3208211A1 - Vorrichtung zur herstellung einer elliptischen lochung in der wandung eines rohres

Info

Publication number: DE3208211A1
Application number: DE19823208211
Authority: DE
Inventors: Leo 65200 Vaasa Larikka
Original assignee: GA Serlachius Oy
Current assignee: GA Serlachius Oy
Priority date: 1981-03-10
Filing date: 1982-03-06
Publication date: 1982-09-30
Also published as: FI820204L

Description

Vorrichtung zur Herstellung einer elliptischen
Lochung in der Wandung eines Rohres.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung einer elliptischen Lochung in der Wandung eines Rohres, welche ein Gehäuse, einen Antrieb, eine drehbare Spindel und ein Werkzeug am Ende der Spindel umfaßt, wobei die Spindel axial verschiebbar ist, so daß das Werkzeug die Wandung des Rohres durchbohren kann.
Wenn Rohrverzweigungen mit T-Anschlüssen hergestellt werden, besteht eine praktische Arbeitsweise darin, ein Loch und einen das Loch umgebenden Kragen in der Wandung des zu verzweigenden Rohres herzustellen. Eine derartige Vorrichtung zum Bohren und Erzeugen eines Kragens ist in der DE-OS 17 52 749 offenbart. Besonders bei größeren Rohrdurchmessern besteht hierbei das Problem, daß die Ränder des Kragens nahe der Mittelebene eines Rohres beträchtlich höher stehen als an den Seiten. Dieses Problem kann behoben werden, indem das anfängliche Loch elliptisch oder oval gestaltet wird, und zwar so, das die gröbere Achse des Loches in der Längsrichtung des Rohres verläuft. Die Herstellung eines Loches durch Abspanen oder Abarbeiten der gesamten Lochfläche ist ein langsames Verfahren, besonders bei Rohren beispielsweise aus korr sionsfestem Stahl oder anderen Metallen, deren Bearbeitung mühsam ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer zuverlässigen und schnell arbeitenden Vorrichtung zur Herstellung einer elliptischen T,ocl-lung in der Wandung eines Rohres, die sich auch bei verschiedenen Rohrdurchmessern einsetzen läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäßeVorrichtung ein am Ende der Spindel mit Abstand von der zentralen Drehachse der Spindel angeordnetes und in einem spitzen Winkel zu der zentralen Drehachse gerichtetes Werkzeug auf und ist die Spindel mit einer Führung versehen, mittels deren sie während des Arbeitszyklus in axialer Richtung verlagerbar ist. Auf diese Weise braucht das Werkzeug nur den Umfang der elliptischen Lochung herzustellen und abzuarbeiten. Durch die erzwungene axiale Verschiebung der Spindel kann die Größe und Elliptizität der Lochung festgelegt werden, die auf diese Weise einfach einstellbar ist.
Bei einer konstruktionsmäßig bevorzugten Ausführungsform wird die Steuerung der axialen Verlagerung der Spindel in der Weise bewerkstelligt, daß die Spindel mit einer sie umgebenden und über den Umfang verschiedene Positionen in Längsrichtung der Spindel einnehmenden Führungsfläche versehen ist, über welche die Spindel zumindest tciiwcif;c auf einem an dem befestigten Fiihruncjskörper auiruht.
Um die Elliptizität einer Lochung zu erhöhen, ist die Führungsfläche bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung so ausgebildet, daß heim Arbeiten des Werkzeuges auf der Seite eines Rohres die Spindel ihre höchste Position einnimmt und beim Arbeiten des Werkzeuges oben auf der Mittelebene des Rohres ihre tiefste Position einnimmt. Zufolge des zwischen dem Werkzeug und der Drehachse der Spindel bestehenden Winkels entfernt sich die Arbeitsposition des Werkzeuges beim Vorschieben der Spindel von deren Drehachse und umgekehrt.
Die Ellips engestalt und/oder die Größe einer elliptischen Lochung können leicht eingestellt werden, indem die Gestalt der Führungsfläche in verschiedenen Abständen von der Drehachse der Spindel unterschiedlich gemacht werden und der Führungskörper in der radialen Richtung der Spindel verlagerbar ist.
Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung,' Fig. 2 eine Einzelheit in der Richtung II und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2 zeigt.
Im vorliegenden Fall umfaßt das Werkzeug einen Scneicstift 1, der mit einer arbeitenden Umhüllung versehen und entfernbar auf einer Trägerachse 2 angebracht ist, die in einer geneigten Stellung auf dem Ende einer rohrförmigen Spindel 3 gelagert ist. Die zentrale Drehachse 1a des Schneidstiftes 1 ist unter einem spitzen Winkel N gegen die zentrale Drehachse 3a der Spindel 3 geneigt. Die Drehbewegung für den Schneidstift 1 wird auf die Trägerachse 2 über Zahnräder 5 und 4, Wellen 6 und 7, einen Riemenantrieb 8 und ein Schaltgetriebe 9 von dem Motor 10 übertragen.
Die Welle 7 ist im Gehäuse 20 und die Welle 6 innerhalb der rohrförmigen Spindel 3 gelagert. Die Wellen 6 und 7 sind über eine Keilverzahnung ineinander geführt, so daß eine axiale Relativbewegung der Wellen unter gleichzeitiger Ubertragung der Drehbewegung möglich ist. Die Spindel 3 ist im Gehäuse 20 über Lager 19 geführt. Die Lager 19 gestatten eine Drehbewegung und eine axiale Bewegung der Spindel 3. Die Drehbewegung der Spindel 3 wird von dem Schaltgetriebe 9 über die Zahnräder 12 und 11 übertragen.
In axialer Richtung kann die Spindel 3 durch einen Kraftzylinder 16 über einen Hebel 17 verlagert werden, der an einem Ende am Gehäuse 20 und am andercn Ende an einem Lager 18 angreift, welches auf der Spindel 3 befestigt ist. Das obere Ende der Spindel 3 ist von einer Führungsfläche 13 umgeben, die auf der Spindel 3 befestigt ist und über die die Spindel 3 auf einem an dem Gehäuse 20 befestigten Führungskörper 14 aufruht. Die Gestalt der Führungsfläche 13 kann in verschiedenen Abständen von der zentralen Drehachse 3a unterschiedlich sein. Der als Führungsrad 14 ausgebildete Führungskörper kann durch Betätigen einer Kurbel 15 auf verschiedene Abstände von der zentralen Drehachse 3a gebracht werden.
Ein zwischen dem Führungsrad 14 und der Kurbel 15 sich erstreckender Gewindezapfen 21 greift in ein Gleitstück 22 mit einer Gewindebohrung ein, welches mittels der Gewindelspindel 23 und der Kurbel 24 vertikal verschiebbar ist.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: In der Ausgangsposition befindet sich die Spindel 3 in ihrer obersten Position. Der Motor wird eingeschaltet und die Drchbewcgung auf das Schl1eldwerkzeug 1 übertragen. Der Zylinder 16 beginnt die Spindel 3 nach unten zu drücken; in dieser Phase dreht sich die Spindel 3 noch nicht um ihre Achse 3E-. Die Spindel 3 verlagert sich nach unten, bis die Führungsfläche 13 auf das Fuhrungsrad 14 trifft. Der Druck des Zylinder.
16 hält die Führungsfläche 13 der Spindel 3 sicher auf dem Führungsrad 14. In diesem Moment hat das umlaufende Schneidwerkzeug 1 die Wandung des Rohres durchbohrt. Daraufhin kuppelt eine in dem Schaltgetriebe 9 enthaltene Kupplung die Zahnräder 11 und 12 mit dem Antrieb, so daß die Spindel 3 eine langsame Drehung mit einer für das Schneidwerkzeug 1 geeignete Vorschubgeschwindigkeit und die Bildung einer elliptischen Lochung beginnen.
Die axiale Verlagerung der Spindel 3 während der Arbeitsphase erfolgt längs der Führungsfläche 13. Bei der Drehung der Spindel 3 dreht sich die Führungsfläche 13 mit, während sie auf dem Führungsrad 14 am Gehäuse 20 aufruht. Die axiale Bewegung der Spindel 3 folgt der Konfiguration der Führungsfläche 13 in Höhe des Führungsrades 14. Das Maß der Verlagerung in Achsrichtung des Rohres kann einfach geändert werden, wenn die Höhendifferenzen in der Konfiguration der Führung fläche 13 in radialer Richtung abnehmen. Die Einstellu wird durch Verlagerung des Führungsrades 14 mittels der Kurbel 15 in radialer Richtung der Spindel 3 bewerkstelligt, wobei die axiale Bewegung während eines Zyklus entsprechend geändert wird.Auf diese Weise wird die Elliptizität des durch den Frässtift 1 hergestellten Schlitzes verändert . Die Größe der Lochung wird eingestellt, indem das Führungsrad 14 mittels der Spindel 23 und der Kurbel 24 auf die gewünschte Höhe gebracht wird.
Die Betätigung der in dem Zahnradgetriebe 9 vorhandenen Kupplung und diejenige des Zylinders 16 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Drehung des Zahnrades 11 eingekuppelt wird, wenn sich die Spindel 3 in ihrer untersten Position befindet, d.h. in die Elemente 13 und 14 in vollem Kontakt stehen. Die in dem Zahnradgetriebe 9 vorhandene Kupplung wird gelöst und es hebt der Zylinder 16 die Spindel 3 an, wenn letztere eine volle Drehung zurückgelegt hat bzw. eine halbe Drehung, falls die Spindel 3 mit zwei Schneidstiften 1 versehen ist.
Die Erfindung ist nicht auf das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann der Schneidstift 1 durch ein anderes Werkeug ersetzt werden, beispielsweise einem Acet@ylenbrenner, der der zentralen Drehachse 3ader Spindel 3 ähnlich gerichtet ist

Claims

Patentansprüche.

)Vorrichtung zur Herstellung einer elliptischen Lochung in der Wandung eines Rohres, mit einem Gehäuse, einem Antrieb, einer drehbaren Spindel und einem am Ende der Spindel angebrachten Werkzeug, wobei die Spindel axiale vorschiebbar ist, so daß das Werkzeug die Wandung eines Rohres durchdringt, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkezug (1) am Ende der Spindel (3) mit Abstand von der zentralen Drehachse (3a) der Spindel (3) angebracht ist und einen spitzen Winkel (X) zur zentralen Drehachse (3a) einnimmt und daß die Spindel (3) mit einer Führungseinrichtung (13, 14) zur zwangsweisen axialen Verlagerung der Spindel (3) während der Drehung bei einem Arbeitszyklus versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spindel eine Führungsfläche (13) angebracht ist, die die Spindel (3) umgibt und über den Umfang der Spindel (3) verschiedene Positionen in Längsrichtung der Spindel (3) einnimmt und die Spindel (3) abstützt, so daß die Spindel (3) zumindest teilsweise auf einen an dem Gehäuse (20) befestigten Führungskörper (14) aufruht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (13) ausgebildet ist, daß beim Arbeiten des Werkzeuges (1) an der Seite des Rohres die Spindel (3) sich in ihrer obersten Position befindet und beim Arbeiten des Werkzeugs (1) auf der Mittelebene des Rohres die Spindel (3) sich in ihrer untersten Stellung befindet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestalt der Führungsfläche (13) in verschiedenen Abständen von der zentralei Drehachse (3a) der Spindel (3) verschieden ist und daß der Führungskörper (14) in radialer und axialer Richtung der Spindel (3) verlagerbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (14) in axialer Richtung der Spindel (3) verlagerbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (1) ein Fräser oder Schleifstein ist, deren Durchmesser im Verhältnis zu der herzustellenden Lochung klein ist und die um eine Achse (1a) drehbar sind, die sich unter einem spitzen Winkel (oc) zur zentralen Drehachse (3a) der Spindel erstreckt und deren Umfangsfläche als arbeitende Oberfläche ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (3) als Rohr mit einer darin gelagerten Innenwelle (6) ausgebildet ist, die die Drehbewegung auf das Werkzeug (1) zum Herausarbeiten der Lochung überträgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gckennzeichnet, daß die rohrförmige Spindel (3) hunter einer ziemlich langsamen Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs (1) und die Innenwelle (6) mit einer Schnittgeschwindigkeit des Werkzeugs (1) drehbar sind, die die Vorschubgeschwindigkeit übertrifft.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftzylinder (16) vorgesehen ist, mittels welchem die Spindel (3) angehoben und abgesenkt wird sowie notwendigenfalls nach unten gedrückt werden kann, um die Führungsfläche (13) in Anlage an dem Yiihrungukörpcr (14) zu halten.