DE4028372C1 - - Google Patents
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
- B21C37/08—Making tubes with welded or soldered seams
- B21C37/0807—Tube treating or manipulating combined with, or specially adapted for use in connection with tube making machines, e.g. drawing-off devices, cutting-off
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerkleinerung
des bei der Innenentgratung längsnahtgeschweißter Rohre
entstehenden Innenspans.
Bei der Herstellung von längsnahtgeschweißten Rohren, ins
besondere bei Stahlrohren, welche mittels z. B. eines Form
rollen- oder -käfigsystems vom Band zu einem Schlitzrohr
geformt und darauffolgend verschweißt werden, entsteht durch
den im Schweißpunkt vorhandenen Druck auf die Bandkanten ein
Innen- und ein Außenwulst von ausgestauchtem schmelzflüssi
gen Material.
Dieses Material wird regelmäßig hinter dem Schweißpunkt auf
der Innen- und der Außenseite durch Entgratwerkzeuge abge
schabt. Der hierbei durch die Außenentgratung entstehende
Außenspan ist relativ leicht zu handhaben und kann aufgrund
seiner Zugänglichkeit und des zur Verfügung stehenden unbe
grenzten Arbeitsraumes in Schrottkübel geleitet und abge
führt oder auch über z. B. Führungsrinnen einer Zerhacker
station zugeleitet werden.
Der durch die Innenentgratung entstehende Innenspan ver
bleibt jedoch als durchgehender langer Span im Rohr.
Dieser lange Span wird üblicherweise durch Druckmedien,
z. B. Wasser, Emulsion oder Luft, oder durch lange Bürsten
entfernt, wird dann günstigstenfalls nach Austreten aus dem
Rohrende auf Ablagen oder in Kübeln beliebig verdrillt und
in Knäueln aufgefangen und muß dann manuell oder mit
Magnet-/Hakenkränen entsorgt und nachfolgend geschnitten
oder gepreßt werden, um als Schrotteinsatz im Hochofen wie
der Einsatz zu finden.
Abgesehen von den Gefahren, die für das Bedienungspersonal
entstehen, wenn der Span nur teilweise austritt und das Rohr
im taktenden Fertigungsbetrieb einen üblicherweise nötigen
Quertransport erfährt, ist die Entsorgung der auf den Ab
lagen und in den Kübeln verknäuelten Langspäne als umständ
liche, gefährliche und zeitaufwendige Tätigkeit nur mit äu
ßerster Vorsicht und unter Einsatz umfassender Körper
schutzmittel zu bewerkstelligen. Die nachfolgenden Preß- und
Schneidvorgänge beinhalten ähnliche Probleme und sind zudem
kostenintensiv.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen,
den Innenspan vor der Innenentgratung zur Erzeugung von
kürzeren oder leicht brechenden Spänen einzukerben. Durch
die dazu eingesetzten Kerbrollen können jedoch Beschädi
gungen der Rohrinnenoberfläche entstehen oder auch Tiefker
bungen, die zur Unterschreitung der Mindestwanddicke im
Nahtbereich führen und Spannungsspitzen und Kerbwirkungen
bei späteren Innendruckbelastungen provozieren.
Weiterhin sind durch DE 32 19 369-A1 ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Erzielung kurzer Späne offenbart. Hierbei
übt der beim Abschaben entstehende Span eine Drehkraft eines
Werkzeugträgers bewirkende Querkraft auf die an diesen
Werkzeugträger schräg angeordneten Schneidmittel aus. Die
nebeneinander überdeckend angeordneten Schneidmittel kommen
nacheinander zum Einsatz und erzeugen so kurze Einzelspäne.
Da jedoch bekanntermaßen die Belastungsspitzen gerade für
Warmarbeitsstähle bei der genannten Innenentgratung beim
Einlaufen bzw. Auslaufen des Schneidmittels in das/aus dem
Werkstück - hier der Innenstauchwulst - entstehen, ergibt
sich bei dem durch die oben genannte Schrift offenbarten
Verfahren aufgrund des ständigen Schneidmittelwechsels eine
nachteilige Minderung der Schneiden-Standzeit.
Beide genannten offenbarten Vorrichtungen zeigen aber als
gravierenden Nachteil, daß sie aufgrund der konstruktiv nö
tigen Baugröße der Kerbrollen oder auch des drehbaren Werk
zeugträgers nur in Rohren eingesetzt werden können, die einen
Innendurchmesser von ca. 160 mm nicht unterschreiten. Bei
der Fertigung von Präzisrohren im Durchmesserbereich von
z. B. 20 mm-160 mm sind diese Vorrichtungen daher nicht
nutzbar.
Der Erfindung lag also die Aufgabe zugrunde, eine für alle
Durchmesserbereiche anwendbare Vorrichtung zu schaffen, die
in wirtschaftlicher Weise eine automatische Zerkleinerung
des langen Innenspans zu direkt schmelzeinsatzfähigem Span
schrott ermöglicht, die das unkontrollierte Ausspülen oder
Ausbürsten mit den dadurch entstehenden gefährdungsträch
tigen Arbeitstätigkeiten entbehrlich macht und sich in ein
facher Weise in bestehende Fertigungseinrichtungen inte
grieren läßt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale
des Hauptanspruchs.
Weitergehende vorteilhafte Ausbildungen sind in den
Unteransprüchen erfaßt.
Die Vorrichtung beinhaltet im wesentlichen eine Druckwas
serspüleinrichtung am Rohranfang sowie am Rohrende eine
verfahrbare Spanfangeinrichtung, eine Spanführungseinrich
tung, eine Spanschneideinrichtung und eine Spanschrott-Auf
fangeinrichtung, welche unmittelbar an das Rohrende und an
einander anschließend angeordnet sind.
Durch diese Anordnung kann der ausgespülte lange Span nicht
mehr unkontrolliert aus dem Rohrende austreten, wird durch
die Spanführungseinrichtung ohne wesentliche Knickung oder
Knäuelbildung direkt einem Schneidvorgang zugeführt und als
geschnittener Spanschrott in einer Auffangeinrichtung ge
sammelt. Die Entsorgung des Spanschrottes beschränkt sich
damit auf ein einfaches Austauschen eines Auffangbehälters.
Diese Anordnung erlaubt weiterhin die Anwendung der Vor
richtung für jeden beliebigen Rohrdurchmesser, da alle
Werkzeuge und Einrichtungen zur Zerkleinerung sich außerhalb
des Rohres befinden. Die aneinander anschließenden und in
sofern ein geschlossenes System bildenden Einrichtungen er
lauben es, den Innenspan mittels Wasserdruck aus dem Rohr
durch die Spanführungseinrichtung und auch noch durch die
Spanschneideinrichtung in die Spanschrott-Auffangeinrichtung
zu transportieren und auf jegliche Zwischenhandhabungen zu
verzichten.
Hierzu ist die Spanführungseinrichtung in vorteilhafter
Weise als ein die Spanfangeinrichtung und die Spanschneid
einrichtung verbindender Hohlkörper ausgebildet, so daß eine
in etwa dem Innenquerschnitt des Rohres entsprechende Hülse
vorhanden ist, welche ungewolltes Ausknicken des ausge
spülten Innenspan vermeidet.
Als Druck- bzw. Spülmedium läßt sich gleichermaßen Emulsion
oder Luft verwenden.
Die Ausbildung des Hohlkörpers durch teleskopierende Rohre
ermöglicht eine einfache und auf unterschiedliche Rohrlängen
einzustellende Verlängerung oder Verkürzung der Führungs
einrichtung. Hierbei wird das im Durchmesser kleinste Tele
skoprohr vorteilhafterweise mit der Spanfangeinrichtung und
das im Durchmesser größte mit der Spanschneideinrichtung
verbunden, so daß der Span an den Übergangsstellen von einem
zum anderen Teleskoprohr während des Durchspülens nicht an
stoßen kann.
Die Ausbildung der Spanfangeinrichtung als zum Rohrende sich
öffnender Trichter erlaubt den Anschluß derselben an Rohr
enden unterschiedlichen Durchmessers, so daß jeweils ein
größerer Abmessungsbereich von Rohren ohne Umbau in der
Vorrichtung fixiert und dem Innenspan-Zerkleinerungsprozeß
unterworfen werden kann.
Ein problemloses Einlegen und Auswerfen der zu bearbeitenden
Rohre in bzw. aus der/die Vorrichtung wird durch die zu
sätzlich zur Spanfangeinrichtung verfahrbare Halterung für
die Druckwasser-Spüleinrichtung gewährleistet. Um Einlege
zustand oder beim Auswerfen werden dann die Druckwasser-
Spüleinrichtung und die Spanfangeinrichtung - z. B. mittels
Pneumatikzylindern - auf einen die Rohrlänge etwa über
schreitenden Abstand auseinandergefahren.
Durch eine Mengenregeleinrichtung für das Druckwasser und
auch durch eine einstellbare Drehzahl des Antriebs des ro
tierenden Messerkopfes lassen sich die Fördergeschwindigkeit
des Spanes und die Schnittfrequenz auf einfache Weise fest
legen, daß jede gewünschte Spanschrottlänge erreicht werden
kann.
Die Schneideinrichtung in der Ausbildung des kennzeichnenden
Teils des Anspruchs 7 bewirkt eine vorteilhafte Führung und
Lage des Spanes beim Schneidvorgang ohne besondere Spann
werkzeuge und zeigt sich ausgesprochen robust und
störungsresistent. Der Schnittspalt kann hier leicht durch
eine auf den Schneidring wirkende Gewindespindel verändert
werden, wobei sich dann der Abstand zwischen der Ebene der
rotierenden Messer und der Ebene der Schneidringkante ver
ändert.
Die Messer sind fachmännisch selbstverständlich als Wende-
und Wechselwerkzeuge ausgebildet, so daß hohe Standzeiten
und einfacher Werkzeugwechsel gewährleistet sind.
Vorteilhafterweise kann - bei einer Ausbildung gemäß An
spruch 9 - die Vorrichtung innerhalb bzw. direkt neben einer
automatischen Rohrfertigungsanlage in den Fertigungsprozeß
intergriert werden, so daß das austretende Fertigrohr ent
gratet ist und der Innenspan bereits transportfertig zer
kleinert vorliegt.
Letztlich besteht eine besonders einfache Lösung für eine
Spanschrott-Auffangeinrichtung darin, einen zur Span
schneideinrichtung offenen aber ansonsten geschlossenen Kü
bel vorzusehen, welcher einen Schrottbehälter umschließt,
der leicht und innerhalb kürzester Zeit nach dem Füllen
gegen einen Leerbehälter ausgetauscht und entsorgt werden
kann.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher
erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Seitenan
sicht,
Fig. 2 den Endbereich der erfindungemäßen Vorrichtung im
Betriebszustand,
Fig. 3 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung
entsprechend der Linie A-A.
Die in der Fig. 1 zur besseren Übersicht ohne das aus
lediglich Transportrosten und Übergabeeinrichtungen bestehen
de Mittelteil dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung
zeigt die verfahrbare Spanfangeinrichtung 1, welche mit
ihrem Gehäuse 2 auf einen Wagen 3 montiert ist, der wiederum
auf eine Führungsschiene 4 über eine den unterschiedlichen
Rohrlängen angepaßte Verstellänge 5 voreingestellt werden
kann. Die als zum Rohrende 6 (siehe Fig. 2) sich öffnender
Trichter ausgebildete Spanfangeinrichtung 1 ist - wie in der
Fig. 1 gestrichelt dargestellt - zusätzlich auch auf dem
Wagen 3 verfahrbar, so daß nach der Voreinstellung auf die
grobe Rohrlänge durch ein kurzes Zurück- und Vorfahren der
Spanfangeinrichtung 1 auf dem Wagen 3 ein problemloses
Einlegen und Auswerfen des Rohres erfolgen kann.
Eine aus teleskopierenden Rohren 7a-7f bestehende Spanfüh
rungseinrichtung 8 schließt sich ablaufseitig in der Haupt
achse an und ist mit der Spanfangeinrichtung über Flansch
kupplungen fest verbunden. Die teleskopierenden Rohre 7a-7f
werden somit je nach Stellung der Spanfangeinrichtung 1 in
nerhalb der Verstellänge 5 entsprechend auseinandergezogen.
Es folgt weiter ablaufseitig die Spanschneideinrichtung 10
mit ihrem drehzahlregelbaren Antrieb 11, dem Schneidring 12
und dem rotierenden Messerkopf 13 sowie die als Kübel aus
gebildete Spanschrott-Auffangeinrichtung 14 welche zur Ent
nahme eines Schrottbehälters mit
einem zu öffnenden Deckel 15 versehen ist. Die Spanschrott-
Auffangeinrichtung 14 ist zur besseren Darstellung des
Messerkopfes 13 im Bereich ihrer zur Spanschneideinrichtung
10 weisenden Öffnung 16 aufgebrochen gezeichnet.
Der einlaufseitige Anfang der erfindungsgemäßen Vorrichtung
weist eine Druckwasser-Spüleinrichtung 17 auf, welche eine
Druckwasser-Mengenregelein
richtung beinhaltet. Gespült wird hierbei mit einem Wasser
druck von etwa 30 bar. Die Druckwasser-Spüleinrichtung 17
ist auf einer Halterung 18 über einen kurzen Weg längs
verfahrbar angeordnet, so daß nach grober Längenvorein
stellung des am anderen Ende der Vorrichtung befindlichen
Gehäuses 2 - der Verfahrfunktion der Spanschrott-Auffang
vorrichtung 14 entgegengesetzt gleichgeschaltet - das Ein
legen und Auswerfen der Rohre problemlos erfolgt. Die
Halterung 18 lagert auf einem Grundrahmen 19, wobei
Halterung und Grundrahmen in ihrem Lagerbereich als gegen
sätzlich geneigte schiefe Ebenen ausgebildet sind. Erreicht
wird hierdurch mittels Verschieben der Halterung 18 auf dem
Grundrahmen 19 eine an die jeweiligen Rohrdurchmesser ange
paßte Höheneinstellung der Druckwasser-Spüleinrichtung 17.
Fig. 2 zeigt den Endbereich der erfindungsgemäßen Vorrich
tung im Betriebszustand mit einem eingelegten und fixierten
Rohr 20 mit einem Außendurchmesser von 114,3 mm und einer
Wanddicke von 3,6 mm.
Die Spanfangeinrichtung 1 ist entsprechend der Rohrlänge
verfahren und umschließt mit ihrem Trichter das Rohrende 6.
Die teleskopierenden Rohre 7a-7f sind entsprechend dieses
Verfahrweges ausgezogen.
Fig. 3 verdeutlicht anhand eines Schnittes die Funktions
weise der Spanschneideinrichtung 10. Der durch den Druck
wasserstrahl ausgetriebene Span tritt aus dem Schneidring 12
aus und wird durch den rotierenden Messerkopf 13 zer
schnitten. Der durch die rotierenden Messer 21a-21d be
schriebene Schneidquerschnitt überdeckt hier vollständig den
Querschnitt des Schneidringes 13. Der Schneidring 13 ist
hierbei drehbar, so daß nach hinreichendem Verschleiß des
beim Schnitt im wesentlichen beanspruchten unteren Teils des
Schneidringes durch sein Verdrehen ein weiterer, nicht ver
schlissener Schneidringabschnitt in Schnittposition gedreht
werden kann. Die Messer sind als Rechteckplatten mit vier
Schneiden ausgeführt und können nach entsprechendem Ver
schleiß einer Schneide gewendet werden.
Der abgeschnittene Spanschrott fällt nach dem Schnitt in
einen Schrottbehälter am Boden der
Spanschrott-Auffangeinrichtung 14.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Zerkleinerung des bei der Innenentgratung
längsnahtgeschweißter Rohre entstehenden Innenspans, welcher
ein den abgeschabten Innenspan noch beinhaltendes Einzelrohr
nach Trennung aus dem kontinuierlich gefertigten Rohrstrang
positioniert vorlegbar ist und bei welcher eine Druckwasser-
Spüleinrichtung am Rohranfang zum Ausspülen des Innenspanes
angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß unmittelbar hinter dem Rohrende (6) aneinander anschlie
ßend eine verfahrbare Spanfangeinrichtung (1), eine Spanfüh
rungseinrichtung (8), eine Spanschneideinrichtung (10) und
eine Spanschrott-Auffangeinrichtung (14) angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanführungseinrichtung (8) als ein die Spanfangein
richtung (1) und die Spanschneideinrichtung (10) verbindender
Hohlkörper ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanführungseinrichtung (8) aus teleskopierenden
Rohren (7a-7f) besteht.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanfangeinrichtung (1) als zum Rohrende (6) sich
öffnender Trichter ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwasser-Spüleinrichtung
(17) auf einer verfahrbaren Halterung (18) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckwasser-Spüleinrichtung (17) eine Druckwasser-
Mengenregeleinrichtung enthält.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanschneideinrichtung (10) einen den einlaufenden
Span umschließenden Schneidring (12) und einen rotierenden
Messerkopf (13) mit auswechselbaren Messern (21a-21d) be
inhaltet, wobei die Achse des Messerkopfes (13) parallel und
versetzt zur Achse des Schneidringes (12) angeordnet ist und
der durch die rotierenden Messer (21a-21d) beschriebene
Schneidquerschnitt den Querschnitt des Schneidringes (12)
mindestens teilweise überdeckt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (11) des rotierenden Messerkopfes (13) dreh
zahleinstellbar ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanfangeinrichtung (1), die Spanführungseinrichtung
(8) und die Spanschneideinrichtung (10) eine gemeinsame
Hauptachse (9) aufweisen und diese Hauptachse (9) parallel
und in Übergabeabstand zur Achse einer Rohrfertigungslinie
angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanschrott-Auffangeinrichtung (14) als ein mit einer
Öffnung (16) zur Spanschneideinrichtung versehener ansonsten
geschlossener Kübel ausgebildet ist.
Priority Applications (6)
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