DE4111845C2 - Vorrichtung zum Längsauftrennen von Rohren, insbesondere von Probenrohren aus Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Längsauf­ trennen von Rohren, insbesondere von Probenrohren aus Kunststoff.

Bei der Gewinnung von Bodenproben im Rahmen von Boden­ untersuchungen, bei denen z. B. Bodenprofile aufgenommen oder Zusammensetzungen bzw. Verunreinigungen des Bodens in bestimmten Tiefen ermittelt werden sollen, werden mit einem entsprechenden Ramm- oder Bohrgestänge, Pro­ benrohre so niedergebracht, daß sie einen entsprechen­ den Ramm- oder Bohrkern aufnehmen. Für die weitere Un­ tersuchung der Bodenproben müssen die Ramm- oder Bohr­ kerne aus den Probenrohren entnommen werden, ohne daß dabei die einzelnen Schichten der Bodenprobe miteinan­ der vermischt oder zerstört werden.

Hierzu werden im allgemeinen die Probenrohre der Länge nach mit Sägen, Fräsen oder ähnlichen Verfahren aufge­ trennt. Derartige spangebende Trennverfahren haben den Nachteil, daß die Bodenproben durch die beim Auftrennen entstehenden Späne verunreinigt werden können, wodurch die Ergebnisse der anschließenden Analysen verfälscht werden. Dies ist insbesondere dann kritisch, wenn z. B. Böden von Mülldeponien untersucht werden sollen.

Ein weiterer Nachteil dieser Trennverfahren besteht dar­ in, daß sie verhältnismäßig viel Lärm verursachen, was insbesondere beim Auftrennen im Labor äußerst störend ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vor­ richtung zum Längsauftrennen von Rohren bereitzustel­ len, insbesondere soll mit dieser neuen Vorrichtung die Entnahme von Bodenproben aus Probenrohren ohne die Ge­ fahr einer Verunreinigung der Proben ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach dem Pa­ tentanspruch 1 gelöst.

Durch die Verwendung einer ein Messer aufweisenden Schneidgondel, die an einem verkippungsfrei geführten Führungsglied befestigt ist, läßt sich ein Rohr, insbe­ sondere Probenrohr, spanfrei aufschneiden, ohne daß das Messer dabei infolge einer Verkippung beschädigt oder abgebrochen wird. Durch das spanfreie Aufschneiden wird eine Verunreinigung einer im Rohr befindlichen Bodenpro­ be sicher verhindert.

Darüber hinaus entstehen beim Schneidvorgang keine lau­ ten Geräusche, so daß Probenrohre auch im Labor ohne Lärmbelästigung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgeschnitten werden können.

Besonders sicher und einfach läßt sich ein Verkippen der Messer verhindern, wenn die erfindungsgemäße Vor­ richtung nach den Ansprüchen 2 oder 3 ausgebildet ist.

Aufgrund der großen wirksamen Führungslänge, die durch den Abstand des in Bewegungsrichtung gesehen vordersten Führungseingriffspunkt zum hintersten Führungseingriffs­ punkt des Führungsgliedes mit der Führung gegeben ist, wird nicht nur ein Verkippen des Führungsgliedes in der Führung sicher verhindert, sondern darüber hinaus wird auch bewirkt, daß die Führung selbst nicht durchgebogen oder eingeknickt wird, wodurch ebenfalls ein Verkippen der Messer gegenüber ihrer Schneidlinie bewirkt werden könnte.

Insbesondere bewirkt die relativ große wirksame Füh­ rungslänge, daß nur relativ geringe Führung- bzw. Sei­ tenabstützkräfte für das Führungsglied erforderlich sind, um ein genügend großes Führungs- oder Abstützmo­ ment zu erzeugen, das ausreicht, um ein beim Schneiden vom Messer auf die Schneidgondel und damit auf das Füh­ rungsglied übertragenes Kippmoment abzustützen. Das Kippmoment resultiert aus dem vom Messer zu überwinden­ den Widerstand beim Schneiden und dem wirksamen Abstand des Messers von der resultierenden Führungsbahn. Der wirksame Abstand ist dabei durch die Projektion des tat­ sächlichen Abstandes in die Kippebene gegeben, in der die Verkippung verhindert werden soll.

Eine vorteilhafte praktische Ausgestaltung der Erfin­ dung ist im Anspruch 4 beschrieben.

Um das als Führungskolben ausgebildete Führungsglied auf besonders einfache Weise zur Übertragung einer Schneid­ bewegung auf die Schneidgondel antreiben zu können, sind die Ausführungsformen nach den Ansprüchen 5 und 6 vorgesehen.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 7 beschrieben. Durch die Ausbildung der Schneidgondel als hülsenförmiges Schneidgehäuse, das das aufzutrennende Rohr beim Schneidvorgang umgibt, übernimmt die Schneidgondel selbst eine Haltefunktion für das aufzutrennende Rohr, so daß bei dieser erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung die Rohrhalterung besonders einfach ausgestaltet werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 8 bis 10 angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnit­ tene Seitenansicht einer Vorrichtung zum Längsauftrennen von Rohren, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Stirnseite der Vorrichtung nach Fig. 1, wobei die Schneidgondel teilweise geschnitten dargestellt ist.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einan­ der entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Wie Fig. 1 zeigt, besitzt die Vorrichtung zum Längsauf­ trennen von Rohren ein einen Längsschlitz 11 aufweisen­ des Führungsrohr 10 in dem ein Führungskolben 12 in Längsrichtung des Führungsrohrs 10 bewegbar angeordnet ist. Am Führungskolben 12 ist eine Schneidgondel 13 be­ festigt, die ein hülsenförmiges Schneidgehäuse 14 um­ faßt, das an einen Verbindungsblock 15 angeschraubt ist. Der Verbindungsblock 15 erstreckt sich durch den Längsschlitz 11 im Führungsrohr 10 und ist seinerseits mit dem Führungskolben 12 verschraubt.

An dem Schneidgehäuse 14 sind - wie Fig. 2 zeigt - zwei Messer 16 angeordnet, die sich durch entsprechende Schlitze 21 in den Innenraum des Schneidgehäuses 14 hin­ ein erstrecken und die einander in bezug auf die Achse S des Schneidgehäuses 14 im wesentlichen gegenüberlie­ gen.

Der Führungskolben 12 besitzt eine axiale Durchgangsboh­ rung 17, durch die sich eine koaxial im Führungsrohr 10 gelagerte Antriebsspindel 18 hindurch erstreckt. Mit der Antriebsspindel 18 wirkt eine erste und eine zweite Spindelmutter 19 bzw. 20 zusammen. Die Spindelmuttern 19, 20 sind im Bereich der axialen Enden des Führungs­ kolbens 12 in entsprechende erweiterte Abschnitte der Durchgangsbohrung 17 drehfest eingesetzt. Hierzu kön­ nen, wie z. B. in Fig. 1 dargestellt, Stifte 23 vorgese­ hen sein, die sowohl in einer entsprechenden Längsaus­ nehmung im Führungskolben aus auch in einer Längsaus­ nehmung in den Spindelmuttern 19, 20 angeordnet sind. Die erste Spindelmutter 19 ist zusätzlich z. B. durch eine Schraube 24 gegen ein axiales Verschieben gegen­ über dem Führungskolben 12 gesichert.

An ihrem in Fig. 1 linken Ende weist die Antriebsspin­ del 18 einen Lagerzapfen 27 auf, der in ein Festlager 26 eingesetzt ist und an seinem freien Ende einen Gewin­ deabschnitt 28 aufweist. Auf diesen Gewindeabschnitt 28 ist eine Mutter 29 aufgeschraubt, um das Festlager 26 in Axialrichtung auf dem Lagerzapfen 27 festzulegen.

Das Festlager 26 ist in eine Haltebuchse 25 eingesetzt, die in das Führungsrohr 10 fest eingesteckt ist.

Ein Festlagerdeckel 30, der das Festlager 26 axial in der Haltebuchse 25 hält, ist auf diese aufgesetzt. Auf der Außenseite des Festlagerdeckels 30 ist eine Verbin­ dungswand 31 aufgesetzt.

Die Verbindungswand 31 ist mit dem Festlagerdeckel 30 und der Haltebuchse 25 durch Schrauben 32, von denen nur eine dargestellt ist, verschraubt.

An ihrem anderen Ende weist die Antriebsspindel 18 einen Antriebszapfen 33 auf, der in ein Lager 34 einge­ setzt ist und der sich durch einen das Lager 34 halten­ den Lagerdeckel 35 hindurch erstreckt. Der Lagerdeckel 35 ist mit Schrauben 36 mit dem Führungsrohr 10 ver­ schraubt.

Um die Antriebsspindel 18 mit einem Antriebsmotor oder dergleichen zu verbinden, ist das aus dem Lagerdeckel 35 vorstehende Ende des Antriebszapfens 33 als Vierkant ausgebildet.

Unterhalb des Führungsrohres 10 ist an der Verbindungs­ wand 31 eine rundzylindrische Rohrhalterung 22 mit ihrem einen stirnseitigen Ende angeschraubt, die an ihrem freien Ende einen Aufsteckzapfen 37 mit verringer­ tem Durchmesser für ein Rohr aufweist. Die Rohrhalte­ rung besitzt im Bereich des Aufsteckzapfens 37 seitli­ che Abplattungen 38, die so angeordnet sind, daß die Messer 16 der Schneidgondel 13 teilweise an der Rohr­ halterung 22 vorbeibeführt werden können, ohne mit die­ ser in Eingriff zu gelangen.

Zum Aufstellen der Vorrichtung sind Ständer 39 vorgese­ hen, an denen z. B. das Führungsrohr 10 in nicht näher dargestellter Weise befestigt ist.

Das hülsenförmige Schneidgehäuse 14 weist an seinem der Rohrhalterung 22 zugewandten stirnseitigen Ende eine trichterförmige Öffnung 40 auf, um das Einführen eines in Fig. 1 nur gestrichelt angedeuteten Probenrohres 41 zu erleichtern.

Wie in Fig. 2 gezeigt, sind zum auswechselbaren Befesti­ gen der Messer 18 am Schneidgehäuse 14 Messerhalter 42 vorgesehen, die außen am Schneidgehäuse 14 befestigt, z. B. angeschraubt sind. Zur Aufnahme der Messer 16 sind in den Messerhaltern 42 Schlitze 43 vorgesehen, die mit den Schlitzen 21 im Schneidgehäuse 14 ausgerichtet sind, so daß sich ein in den Messerhalter 42 eingesetz­ tes Messer 16 durch den jeweiligen Schlitz 21 in den Innenraum des Schneidgehäuses 14 hinein erstrecken kann.

Zur auswechselbaren Befestigung eines Messers 16 im entsprechenden Messerhalter 42 wird das Messer 16 wie in Fig. 2 nur rein schematisch angedeutet zwischen einer Platte 44 und einem zugeordneten Keil 45 einge­ klemmt, wobei die Klemmung z. B. durch entsprechende, nicht dargestellte Schrauben bewirkt werden kann.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt.

Zum Auftrennen eines Probenrohres 41 wird dieses mit einem Ende auf den Aufsteckzapfen 37 der Rohrhalterung 22 aufgesteckt. Anschließend wird die Schneidgondel 13 über den Spindelantrieb soweit nach links in Fig. 1 be­ wegt, bis das Probenrohr 41 sowohl von der Rohrhalte­ rung 22 als auch vom Schneidgehäuse 14 gehalten wird, wie dies gestrichelt in Fig. 1 angedeutet ist.

Sobald das Probenrohr 41 von der Rohrhalterung 22 und dem Schneidgehäuse 14 sicher gehalten ist, treten die Messer 16, die wie in Fig. 2 dargestellt, einander im wesentlichen gegenüberliegend angeordnet in den Innen­ raum des Schneidgehäuses 14 hineinragen, mit dem Proben­ rohr in Eingriff und Schneiden das Probenrohr auf. Da­ bei wird das Probenrohr 41 in Axialrichtung von einem Bund 46 abgestützt, der den Aufsteckzapfen 37 an der Rohrhalterung 22 begrenzt.

Beim Aufschneiden des Probenrohrs 41 tritt infolge des Schneidwiderstandes ein Kippmoment auf, das versucht, die Anordnung aus Führungskolben 12, Verbindungsblock 15 und Schneidgehäuse 14 im Gegenuhrzeigersinn zu dre­ hen bzw. zu verkippen. Dieses Kippmoment resultiert aus dem Schneidwiderstand und dem Abstand A zwischen den Messern 16 und der resultierenden Führungsbahn B des Füh­ rungsgliedes 12, die hier die Achse des Führungsrohres 10 ist und durch das Zusammenwirken der Führungsflächen beim Abstützen des Kippmomentes festgelegt wird.

Dieses Kippmoment wird über den Führungskolben 12 im Führungsrohr 10 abgestützt. Da die wirksame Füh­ rungslänge F, also der Abstand vom vordersten zum hintersten Führungseingriffspunkt wesentlich größer, insbesondere mehr als doppelt so groß wie der wirksame Abstand A der Messer 16 von der Führungsbahn B ist, wer­ den nur relativ geringe Führungs- bzw. Abstützkräfte zur Aufnahme des Kippmoments benötigt, so daß ein Ein­ knicken oder Verkippen des Führungsrohrs sicher verhin­ dert wird.

Dabei wird die Führung des Führungskolbens 12 im Füh­ rungsrohr 10 noch durch dessen Führung auf der Antriebs­ spindel 18 durch die an seinen Enden angeordneten Spin­ delmuttern 19, 20 unterstützt. Dabei entspricht die wirksame Führungslänge des Führungskolbens 12 auf der Antriebsspindel 18 seiner Führungslänge F im Führungs­ rohr 10, da die Spindelmuttern 19, 20 jeweils in den Endbereichen des Führungskolbens 12 angeordnet sind.

Durch diese einwandfreie Aufnahme des vom Schneidwider­ stand bewirkten Kippmomentes wird ein Verkippen der Schneidgondel 14 auf einfache Weise sicher verhindert, so daß die Messer 16 selbst dann nicht abbrechen kön­ nen, wenn sich der Schneidwiderstand infolge von Mate­ rialtoleranzen im Probenrohr erhöht.

Eine derartige genaue Führung des Schneidgehäuses 14 und damit der Messer 16 ist insbesondere deshalb erfor­ derlich, weil bereits Verkippungen der Messer im Zehn­ telmillimeterbereich zu einem Abbrechen führen könnten.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Längsauftrennen von Rohren, insbe­ sondere von Probenrohren aus Kunststoff, mit einer Rohrhalterung (22) und mit einer zumindest ein Mes­ ser (16) aufweisenden Schneidgondel (13), die an einem entlang einer parallel zu einem von der Rohr­ halterung (22) gehaltenen Rohr (41) angeordneten Führung in Schneidrichtung bewegbaren Führungsglied (12) befestigt ist, wobei die Führung (10) so ausge­ bildet ist, daß sie ein Verkippen des Führungsglie­ des (12) und damit des Messers (16) verhindert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die wirksame Führungslänge (F) des Führungsgliedes (12) größer ist als der wirksame Abstand (A) der resultierenden Führungsbahn (B) vom Messer (16).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die wirksame Führungslänge (f) das 1,5- fache bis 3-fache, vorzugsweise das Doppelte bis 2,5-fache, besonders bevorzugt das 2,2-fache des wirksamen Abstandes (A) der resultierenden Führungsbahn (B) vom Messer (16) beträgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, bei der das Führungsglied als Führungskolben (12) ausgebildet ist, der in einem als Führung dienenden, einen Längsschlitz (11) aufweisenden Führungsrohr (10) ausgenommen ist, wobei das Verhältnis der Länge des Führungskolbens (12) zu seinem Durchmesser zwischen 3 : 1 und 6 : 1, vorzugsweise zwischen 3,5 : 1 und 5 : 1, besonders bevorzugt 4 : 1 beträgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Führungs­ kolben (12) eine axiale Durchgangsbohrung (17) auf­ weist, durch die sich eine Antriebsspindel (18) hindurch erstreckt, welche mit zumindest einer er­ sten fest mit dem Führungskolben (12) verbundenen Spindelmutter (19) zusammenwirkt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die erste Spin­ delmutter (19) im Bereich des einen axialen Endes des Führungskolbens (12) in einem Abschnitt der Durchgangsbohrung (17) mit erweitertem Durchmesser eingesetzt ist und bei der eine zweite Spindelmut­ ter (20) drehfest in einen erweiterten Abschnitt der Durchgangsbohrung (17) im Bereich des anderen axialen Endes des Führungskolbens (12) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, bei der die Schneidgondel (13) zum Hindurchfüh­ ren eines aufzutrennenden Rohres ein hülsenförmiges Schneidgehäuse (14) aufweist, das mittels eines sich durch den Längsschlitz (11) des Führungsrohres (10) hindurch erstreckenden Verbindungsblock (15) am Führungskolben (12) befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der am Schneidge­ häuse (14) zwei Messer (16) auswechselbar befestigt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die beiden Mes­ ser (16) in bezug auf die Achse (S) des Schneidge­ häuses (14) einander im wesentlichen gegenüberlie­ gend angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, bei der sich die beiden Messer (16) durch entsprechende achs­ parallele Schlitze (21) im Schneidgehäuse (14) in dessen Innenraum hinein erstrecken.