DE3529527A1

DE3529527A1 - Vorrichtung zum entfernen einer schicht

Info

Publication number: DE3529527A1
Application number: DE19853529527
Authority: DE
Inventors: Reinhold Scholl; Emil Reberic
Original assignee: Friedrichsfeld GmbH Steinzeug und Kunststoffwerke
Current assignee: Friatec AG
Priority date: 1985-08-17
Filing date: 1985-08-17
Publication date: 1987-02-26

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen einer Schicht von der Oberfläche eines Rohrendes, das insbesondere durch Heizwendelschweißen mit einer Muffe oder dergleichen zu verbinden ist.

Beim Verlegen einer Rohrleitung und Verbinden eines Rohrendes mittels einer Muffe, eines Übergangsstückes, Fittings oder dergleichen ergeben sich Schwierigkeiten dadurch, daß an der Oberfläche des Rohrendes sich eine Oxydschicht gebildet hat. Die Rohre bestehen grundsätzlich aus einem thermoplastischen und / oder schweißbaren Kunststoff, wobei hier insbesondere auf Polyäthylen verwiesen sei. Eine Oxydschicht kann die Festigkeit der vorzusehenden Verbindung recht nachteilig beeinflussen. Dies gilt insbesondere beim elektrischen Heizwendelschweißen, bei welchem Verfahren an der Innenfläche der Muffe, des Fittings oder dergleichen eine elektrische Schweißwicklung angeordnet ist, die zum Schweißen von einem Schweißstrom durchflossen wird. Auch bei Klebeverbindungen ergeben sich ähnliche Schwierigkeiten. Ferner können die Rohrenden in ihrer Oberflächenstruktur durch Transportschäden oder ähnliches beschädigt oder aber durch Öl oder andere Mittel derart verschmutzt sein, daß beim Schweißen, Kleben usw. die Festigkeit nicht unwesentlich verringert sein kann. Man hat daher versucht, durch Abziehen mit einem Messer, Abschmirgeln oder Säubern der Oberfläche diese Nachteile zu beheben. Gleichwohl sind die hierbei erzielten Ergebnisse nicht befriedigend, zumal auch die Ergebnisse in keiner Weise reproduzierbar sind. So ist beim Abziehen mit einer Klinge oder mit einem Messer nicht auszuschließen, daß bestimmte Bereiche zu tief eingeschnitten werden, während andere Bereiche der Oberfläche stehenbleiben, was wiederum sehr nachteilig für die Festigkeit der Verbindung sein kann. Obgleich gerade beim Heizwendelschweißen eine gewisse Unrundheit der Oberfläche ausgeglichen werden kann, ist nicht mit der notwendigen Sicherheit die Gleichmäßigkeit der Schweißverbindung mit den bisher bekannt gewordenen Maßnahmen zu erzielen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher eine Schicht von der Oberfläche in definierter Weise entfernt werden kann, wobei eine im wesentlichen zylindrische Oberflächenkontur erreicht werden soll. Die Vorrichtung soll in einfacher Weise handhabbar und auf unterschiedliche Rohraußendurchmesser einstellbar sein. Die zu entfernende Schichtdicke soll in einfacher Weise vorgebbar sein, wobei über die gesamte zu verarbeitende Länge des Rohrendes die Oberflächenschicht durchgehend abgetragen werden soll. Ferner soll die axiale Länge des zu bearbeitenden Rohrendes in einfacher Weise vorgebbar sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß zwei auf die Oberfläche des Rohrendes aufsetzbare Arme vorgesehen sind, daß mit einem der Arme über eine Gewindespindel ein Halteelement verbunden ist, das mit dem Rohrende in Eingriff bringbar ist, daß auf einem der Arme ein Schneidwerkzeug angeordnet ist und daß beim Drehen der Arme um die Längsachse mittels der Gewindespindel ein axialer Vorschub des Schneidwerkzeuges vorgegeben wird.

Die vorgeschlagene Vorrichtung ermöglicht bei einfacher Konstruktion in zuverlässiger Weise das Entfernen einer Schicht von der Oberfläche, ohne daß in dem bearbeiteten Oberflächenbereich Reste, Stege oder ähnliches stehenbleiben. Aufgrund des mittels der Gewindespindel vorgegebenen axialen Vorschubes wird beim Drehen der Vorrichtung bzw. der Arme um die Längsachse des Rohrendes ein dünner, zusammenhängender Span abgetragen, wobei erfindungsgemäß zwischen den Windungen des spiralartigen Spanes keine Stege oder ähnliches stehenbleiben. Das Entfernen der Schicht erfolgt auf einen Schlag, und ein Nachführen oder Verschieben von Halteelementen oder ähnlichem ist nicht erforderlich. Es wird zwangsweise eine axiale Bewegung dem Schneidwerkzeug beim Drehen der gesamten Vorrichtung aufgezwungen, wobei erfindungsgemäß der axiale Vorschub und die Schnittbreite derart aufeinander abgestimmt sind, daß nach Beendigung der Arbeiten eine im wesentlichen glatte und zylindrische Oberfläche am Rohrende vorhanden ist. Die zu bearbeitende axiale Länge der Oberfläche läßt sich über die Gewindespindel bzw. mittels des Halteelementes problemlos vorgeben. Die Vorrichtung weist ein geringes Gewicht auf und kann auch unter schweren Baustellenbedingungen zuverlässig gehandhabt werden. Die nach der Vorbereitung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Verbindung und insbesondere Schweißverbindung weist eine reproduzierbare Güte und Festigkeit auf, wobei der Oberflächenzustand des Rohrendes vor dem Abtragen der Oxydhaut oder ähnlichem mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung praktisch keinen Einfluß mehr hat.

In einer besonderen Ausgestaltung ist das Schneidwerkzeug auf dem einen Arm quer zur Längsachse einstellbar und / oder mittels einer Feder nachgiebig angeordnet. Durch die Einstellbarkeit quer zur Längsachse des Rohrendes läßt sich die Eindringtiefe des Schneidwerkzeuges und somit die Stärke der abzutragenden Schicht ohne Schwierigkeiten vorgeben. Aufgrund der federelastischen Abstützung wird sichergestellt, daß auch bei einem etwas unrunden oder ovalen Rohrende gleichwohl die Schichtstärke über den Umfang betrachtet im wesentlichen gleich groß ist.

In einer besonderen Ausgestaltung sind die beiden Arme bezüglich des Halteelementes und / oder Gewindespindel in radialer Richtung einstellbar. Die Vorrichtung kann somit bei Rohrenden mit unterschiedlichen Durchmessern zum Einsatz gelangen. Das Halteelement und die Gewindespindel werden erfindungsgemäß koaxial zur Längsachse des Rohrendes angeordnet. Nachfolgend werden die beiden radial verstellbaren Arme auf die äußere Oberfläche des Rohrendes von außen aufgesetzt. Entsprechend der Verstellbarkeit ist die Vorrichtung auch für relativ große Durchmesserbereiche geeignet.

In einer weiteren Ausgestaltung befinden sich die beiden Arme in einer Radialebene, zu welcher die Gewindespindel und die Längsachse im wesentlichen senkrecht stehen. Die Bewegungsbahn des Schneidwerkzeuges beim Drehen der Arme steht somit, abgesehen vom Vorschub, im wesentlichen senkrecht zur Längsachse, wodurch ein gleichmäßiges Abtragen der Oberflächenschicht gewährleistet wird.

Zweckmäßig ist die Gewindespindel an dem einen Arm mit zwei Stegen befestigt, die in einer Axialebene angeordnet sind, wobei mittels einer Einstelleinrichtung die Gewindespindel bezüglich des einen Steges und somit des Armes radial einstellbar ist. Damit ist sichergestellt, daß unabhängig von der relativen Einstellung von Gewindespindel und Arm die Bewegung des Schneidwerkzeuges im wesentlichen in einer Radialebene durchgeführt wird.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung weisen die Arme auf der Oberfläche des Rohrendes aufsetzbare Führungsrollen auf. Eine zuverlässige Führung ist damit gegeben, und das Drehen der Vorrichtung um die Längsachse wird erleichtert. Die Führungsrollen sind zweckmäßig paarweise an jedem Arm angeordnet. Wesentlich ist die axiale Beabstandung von jeweils zwei Führungsrollen pro Arm, wodurch eine zuverlässige Führung der gesamten Vorrichtung bezüglich der Radialebene sichergestellt wird. Auch vereinfacht sich insoweit die Kontruktion, als nur eine gemeinsame Achse für die jeweils axial beabstandeten Führungsrollen notwendig ist. Im Rahmen dieser Erfindung sind die Führungsrollen mittels geeigneten Kugel- oder Wälzlagern bezüglich der Arme gelagert, wodurch der Kraftaufwand beim Drehen der Vorrichtung um die Längsachse auf ein Minimum reduziert wird.

In einer wesentlichen Ausgestaltung ist das Schneidwerkzeug auf einem Schneidkopf einstellbar angeordnet, der mittels einer Feder auf dem Arm abgestützt ist, wobei mittels einer Spindel oder dergleichen die Federspannung vorgebbar ist. Aufgrund der federnden Abstützung wird auch bei einer aufgrund von Fertigungstoleranzen oder dergleichen vorhandenen Ovalität ein gleichstarker, zusammenhängender, dünner Span der Oberflächenschicht entfernt. Die abzutragendes Schichtstärke wird durch das einstellbare Schneidwerkzeug den Erfordernissen entsprechend vorgegeben. Erfindungsgemäß liegt der Schneidkopf mit seiner Kopffläche, aus welcher das Schneidwerkzeug entsprechend der Schneidtiefe vorsteht, auf der Oberfläche des Rohrendes auf. Auch bei einem unrunden oder ovalen Rohrende wird eine gleichmäßig dünne Schicht abgetragen. Die axiale Breite des Schneidewerkzeugs ist zumindest gleich groß wie der axiale Vorschub, um eine glatte Oberfläche zu erhalten und um spiralartige Stege ähnlich einem Gewinde zu vermeiden.

Um eine einfache und gleichwohl stabile Konstruktion zu erhalten. weist der eine Arm eine Führungsstange für den anderen Arm auf, wobei bevorzugt mittels einer drehbar angeordneten Gewindestange die beiden Arme in einer Radialebene zueinander verstellbar sind. Hierbei weist die Führungsstange wenigstens eine ebene Führungsfläche auf, um unabhängig von der gegenseitigen Einstellung die Ausrichtung der beiden Arme in der Radialebene zu gewährleisten. Es ist sichergestellt, daß die Achsen sämtlicher Führungsrollen oder dergleichen parallel zur Längsachse ausgerichtet und ferner das Schneidwerkzeug seine Ausrichtung bezüglich der Längsachse beibehält.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Vorrichtung in Richtung der Längsachse des Rohrendes,

Fig. 2 einen axialen Längsschnitt gemäß Schnittlinie II von Fig. 1.

Die Ansicht gemäß Fig. 1 zeigt zwei Arme 2, 4, die mittels Führungsrollen 6 auf ein strichpunktiert angedeutetes Rohrende 8 aufgesetzt sind. Das Rohrende 8 steht mit seiner Längsachse 10 senkrecht zur Zeichenebene. Der erste Arm 2 enthält eine Führungsstange 12 mit etwa rechteckförmigem Querschnitt. Der zweite Arm 4 umgreift mit einem Führungsteil 14 die Führungsstange 12 und ist somit bezüglich des ersten Armes 2 in einer Radialebene quer zur Längsachse 10 verstellbar. Hierzu dient eine Gewindestange 16, die einerseits mit ihrem Außengewinde 18 in ein Innengewinde 20 der Führungsstange 12 eingreift und andererseits in dem zweiten Arm 4 drehbar befestigt ist. Die Führungsstange 12 muß wenigstens eine Führungsfläche 22 aufweisen, um unabhängig von der radialen Einstellung der beiden Arme 2, 4 die Ausrichtung in der Radialebene zu gewährleisten. Im Rahmen der Erfindung könnte anstelle der ebenen Führungsfläche beispielsweise auch eine in einer Radialebene verlaufende Führungsnut vorhanden sein, in welche ein geeigneter Führungskörper, sei es eine Schraube oder ein Zapfen eingreift.

Auf dem zweiten Arm 4 ist ein Schneidwerkzeug 24 in Form eines Messers auf einem Schneidkopf 26 mittels einer Schraube 28 einstellbar angeordnet. Erfindungsgemäß wird der Schneidkopf 26 mit seiner Kopffläche 30 auf die Oberfläche 32 des Rohrendes mittels einer Feder 34 angepreßt. Die Feder 34 ist einerseits auf dem Schneidkopf 26 und andererseits auf dem zweiten Arm 4 aufgestützt. Mit dem Schneidkopf 26 ist eine Spindel 36 verbunden, die eine zylindrische Bohrung des zweiten Armes 4 durchdringt und mit einem Außengewinde in das Innengewinde eines Einstellknopfes 38 eingreift. Die Federvorspannung wird durch Drehen des Einstellknopfes 38 vorgegeben. Erfindungsgemäß wird mittels des Einstellknopfes 38 ferner die Ausrichtung des Einstellkopfes 26 zur Oberfläche 32 des Rohrendes 8 vorgenommen. Wird beispielsweise anstelle des dargestellten Rohrendes 8 ein Rohrende mit einem größeren Durchmesser zwischen die Arme eingesetzt, wobei natürlich auch der Abstand der beiden Arme zu vergrößern ist, so würde aufgrund der geringeren Krümmung dieses größeren Rohrendes unter Umständen das Schneidwerkzeug 24 nicht mehr auf der Oberfläche aufliegen. Durch Drehen des Einstellkopfes 38 wird insoweit der Ausgleich erzielt.

Die Vorrichtung enthält ferner zwei Stege 40, 42, zur Verbindung eines Halteelements 14, und einer Gewindestange 46 mit dem ersten Arm 2. Der Steg 42 ist bezüglich des Steges 40 verstellbar angeordnet und enthält eine Führungsfläche 48. Mittels der Führungsfläche 48 wird sichergestellt, daß unabhängig von der gegenseitigen Einstellung der beiden Stege 40, 42 die Gewindespindel 46 ihre relative Ausrichtung zu den beiden Armeen 2, 4 unverändert einnimmt. Die Arme 2, 4 befinden sich immer in einer Radialebene, die senkrecht zur Gewindespindel 46 und somit zur Längsachse 10 des Rohrendes 8 steht. Beim Drehen der Vorrichtung in Richtung des Pfeiles 50 um die Längsachse 10 wird daher erfindungsgemäß das Schneidwerkzeug 24, abgesehen von der axialen Bewegung, in einer Radialebene bewegt.

Fig. 2 zeigt im wesentlichen in einem axialen Schnitt die Vorrichtung, wobei nunmehr auch die beiden Stege 40, 42 sowie die Gewindespindel 46 einschließlich des Haltekörpers 14 gut zu erkennen sind. Der Steg 42 durchdringt eine Bohrung des Steges 40, und der Abstand zwischen der Gewindespindel 46 und dem Steg 40 ist somit vorgebbar. Mittels einer Einstelleinrichtung, die hier im wesentlichen aus einer Einstellschraube 52 besteht, welche bis auf die Führungsfläche 48 des Steges 42 reicht, kann der gewünschte Abstand fest eingestellt werden. Die Gewindespindel 46 durchdringt den Haltekörper 40, wobei das Außengewinde der Gewindespindel 46 in einem entsprechenden Innengewinde des Haltekörpers 14 erfindungsgemäß geführt ist. Der Haltekörper 14 ist im Bereich der vorderen Stirnfläche 54 des Rohrendes 8 in dasselbe eingesetzt. Wie in Verbindung mit Fig. 1 ersichtlich, ist der Haltekörper 14 nach Art eines dreiarmigen Sternes ausgebildet und greift mit seinen erfindungsgemäß schneidenartigen Anlagekanten 55 an der Innenkante 56 des Rohrendes fest ein. Das Rohr und somit auch das Rohrende 8 besteht aus einem im Vergleich zum Haltekörper 14 weicheren Material, insbesondere Polyäthylen oder einem ähnlichen verschweißbaren Kunststoff, so daß die relativ schmalen Arme des Haltekörpers 14 eine gute Verankerung im Bereich der Stirnkante 56 gewährleisten. Aufgrund der erfindungsgemäß konischen Kontur des Haltekörpers 14 bzw. dessen Arme erfolgt eine gute Zentrierung des Haltekörpers derart, daß die Gewindespindel 46 im wesentlichen koaxial zur Längsachse 10 verläuft. Das Schneidwerkzeug 24 befindet sich im Rahmen dieser Erfindung bezüglich der Arme 2, 4 auf der gleichen Seite wie der Haltekörper 14, und zwar in Vorschubrichtung vor den Führungsrollen 6 zur Stirnfläche 54 des Rohrendes 8 hin.

Nachfolgend soll die Funktionsweise der Vorrichtung erläutert werden. Zunächst wird die Vorrichtung mit ihren beiden Armen 2, 4 auf die Oberfläche 32 des zu bearbeitenden Rohrendes 8 aufgesetzt. Die Anpassung auf den jeweiligen Rohraußendurchmesser erfolgt hierbei durch Drehen der Gewindestange 16. Mittels des Einstellknopfes 38 wird ferner erreicht, daß der Schneidkopf 26 auch fest an die Oberfläche angepresst wird. Nachfolgend wird die Gewindespindel 46 mit dem Haltekörper 14 koaxial zur Längsachse 10 ausgerichtet und mittels der Einstelleinrichtung bzw. der Einstellschraube 52 wird die eingenommene Position fixiert. Mit Ausnahme des Haltekörpers 14 ist die Vorrichtung nunmehr um das Rohrende 8 bzw. dessen Längsachse 10 drehbar. Die Drehung wird derart durchgeführt, daß entsprechend der Ausbildung der Gewindestange die Arme und somit das Schneidwerkzeug 24 einen Vorschub in Richtung des Pfeiles 58, also in der Zeichnung nach links, zur Stirnfläche 58 erfahren. Es ist ersichtlich, daß hierbei der Haltekörper an die Kante 56 angepresst wird, wobei eine Drehung des Haltekörpers bezüglich des Rohrendes 8 unterbleibt. Durch die sternartige Ausgestaltung des Haltekörpers 14 wird in besonders einfacher Weise eine Drehsicherung des Haltekörpers bezüglich des Rohrendes 8 gewährleistet. Die axiale Länge, über welche von der Oberfläche 32 des Rohrendes 8 eine dünne Schicht abgetragen wird, läßt sich problemlos entsprechend dem axialen Abstand zwischen Schneidwerkzeug 24 und Haltekörper 14 bei Beginn der Bearbeitung vorgeben. Wesentlich ist im Rahmen der Erfindung die Bewegung des Schneidwerkzeuges 24 aus einer Anfangsposition in Richtung des Pfeiles 58 zur Stirnfläche 54 des Rohrendes hin. Da das Schneidwerkzeug 24 in Vorschubrichtung vor den Führungsrollen 6 angeordnet ist, ist sichergestellt, daß auch in unmittelbarer Nähe der Stirnfläche 54 von der Oberfläche 32 noch ordnungsgemäß die Schicht bzw. Oxydhaut oder dergleichen entfernt wird.

Bezugszeichenliste 2, 4 Arm
6 Führungsrolle
8 Rohrende
10 Längsachse
12 Führungsstange
14 Haltekörper
16 Gewindestange
18 Außengewinde
20 Innengewinde
22 Führungsfläche
24 Schneidwerkzeug
26 Schneidkopf
28 Schraube
30 Kopffläche
32 Oberfläche
34 Feder
36 Spindel
38 Einstellknopf
40, 42 Steg
44 Führungsteil
46 Gewindespindel
48 Führungsfläche
50 Pfeil
52 Einstellschraube
54 Stirnfläche von 8
55 Anlagefläche
56 Innenkante
58 Pfeil

Claims

1. Vorrichtung zum Entfernen einer Schicht von einer Oberfläche eines Rohrendes, das insbesondere durch Heizwendelschweissen mit einer Muffe oder dergleichen zu verbinden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß bevorzugt zwei auf die Oberfläche (32) des Rohrendes (8) aufsetzbare Arme (2, 4) vorgesehen sind,
daß mit einem der Arme (2, 4) über eine Gewindespindel (46) ein Haltekörper (14) verbunden ist, der mit dem Rohrende (8) in Eingriff bringbar ist,
daß auf einem der Arme (2, 4) ein Schneidwerkzeug (24) angeordnet ist
und daß beim Drehen der Arme (2, 4) um die Längsachse (10) mittels der Gewindespindel (46) ein axialer Vorschub des Schneidwerkzeuges (24) vorgegeben wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (24) auf dem Arm (4) quer zur Längsachse (10) einstellbar und / oder mittels einer Feder (34) nachgiebig angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arme (2, 4) bezüglich des Haltekörpers (14) und / oder der Gewindespindel (46) in radialer Richtung einstellbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der insbesondere sternförmige Haltekörper (14) konische und / oder schneideartige Anlageflächen (55) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (2, 4) in einer Radialebene angeordnet sind, zu welcher die Gewindespindel (46) und die Längsachse (10) im wesentlichen senkrecht stehen.

6. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (46) mittels zwei in einer Axialebene angeordneter Stege (40, 42) mit dem einen Arm (2) verbunden ist, wobei mittels einer Einstelleinrichtung eine radiale Einstellung vorgebbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (2, 4) auf der Oberfläche (32) des Rohrendes (8) aufsetzbare Führungskörper, insbesondere Führungsrollen (6), aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß pro Arm (2, 4) wenigstens zwei Führungsrollen (6) angeordnet sind, die in Umfangsrichtung und / oder in axialer Richtung voneinander beabstandet sind.

9. Vorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (24) auf einem Schneidkopf (26) einstellbar angeordnet ist, der mittels der Feder (34) auf dem Arm (4) abgestützt ist, wobei mittels einer Spindel (36) oder dergleichen die Federspannung vorgebbar ist, und/oder daß die Breite des Schneidwerkzeuges (24) in Richtung der Längsachse (10) gleich oder größer ist als der axiale Vorschub pro Umdrehung.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Arm (2) eine Führungsstange (12) für den anderen Arm (4) aufweist, wobei mittels einer drehbar angeordneten Gewindestange (16) die beiden Arme (2, 4) in der Radialebene zueinander verstellbar sind.