DE4219431A1 - Vorrichtung zum maschinellen Ausklinken von Rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum maschinellen Ausklinken oder Ausschweifen von Rohren.

Beim Verbinden zweier Rohre - z. B. beim Verschweißen zweier Rohre im Stahl-, Maschinen- oder Rohrleitungsbau - unter einem bestimmten Winkel zueinander besteht die Notwendigkeit, das Ende eines der Rohre entspre­ chend dem Durchmesser des zweiten Rohres und der relativen Stellung der beiden Rohre zueinander zu formen. Dazu ist das sogenannte Ausklinken oder Ausschweifen des Rohrendes - also ein Abschrägen des Rohrendes mit einer von gekrümmten Linien begrenzten Schnittkante, was im folgenden durchgehend als "Ausklinken" bezeichnet werden soll - notwendig.

Bisher war es üblich, zu diesem Ausklinken bzw. Ausschweifen von Roh­ ren, die gerade oder schräg in andere Rohre einmünden sollen, Stanz­ werkzeuge zu verwenden. Dabei mußte für jeweils jeden Rohrdurchmesser und jeden Einmündungswinkel des einen Rohres in das zweite Rohr unter­ schiedliche Stanzwerkzeuge zur Verfügung gestellt werden. Außerdem mußte das entsprechende Rohr vor dem Ausklinken bzw. Ausschweifen entspre­ chend der gewünschten Länge durch einen Trennschnitt abgelängt werden. Bei einer beidseitigen Bearbeitung mußte durch zusätzliche Maßnahmen der Drehwinkel des Rohres eingehalten werden.

Ersichtlicherweise ist das Arbeiten mit den üblichen Stanzwerkzeugen insbesondere bei einer Vielzahl unterschiedlicher Rohrdurchmesser und Einmündungswinkel mühsam und zeitaufwendig. Darüberhinaus ist die er­ reichbare Zahl von Kombinationsmöglichkeiten der bearbeitbaren Rohre hinsichtlich ihrer Rohrdurchmesser und Einmündungswinkel zueinander durch die beschränkte Anzahl von zur Verfügung stehenden Stanzwerkzeu­ gen begrenzt.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Ausklinken von Rohren zu schaffen, mittels der die Rohre mit einem innerhalb eines bestimmten Größenbereiches praktisch beliebigen Durchmesser unter Anpassung an praktisch beliebige Einmündungswinkel und Formen der gegenseitigen Einmündungsbereiche der beiden Rohre aus­ geklinkt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Demnach weist die erfindungsgemäße Vorrichtung als zentrales Teil einen werkzeugfreien Schneidkopf zur Schneidbearbeitung des Rohres auf. Unter "werkzeugfreien Schneidköpfen" werden Plasma-Laserautogenbrenn­ schneidköpfe oder bei einer Bearbeitung von Kunststoffrohren Wasser­ strahlschneidköpfe verstanden. Die für das Ausklinken notwendige drei­ dimensionale Schnittkontur an dem betreffenden Rohr wird dabei einerseits durch eine Anordnung des Schneidkopfes an einer kreuzschlittenartigen Führungsvorrichtung ermöglicht, mittels der der Schneidkopf in einer auf der Drehachse des zu bearbeitenden Rohres liegenden Ebene zweidimensio­ nal relativ zum Rohr verschiebbar geführt ist. Durch die Verschiebbarkeit in der radial zur Drehachse des Rohres liegenden Richtung kann der Schneidkopf in Richtung des Rohres zugestellt werden, bis der Schneidkopf an der Rohroberfläche anliegt. Die bezüglich des Rohres dreidimensionale Schnittkontur kann dann durch eine Überlagerung der Bewegung des Schneidkopfes in Rohrlängsrichtung mit der Drehbewegung des Rohres er­ zielt werden, welche durch die rotationsgetriebene Lagervorrichtung für das zu bearbeitende Rohr hervorgerufen werden kann. Der Rotationsantrieb der Lagervorrichtung und die Linearantriebe für die Bewegung des Kopfes werden dabei jeweils über Steuereinrichtungen gezielt betätigt, die bei­ spielsweise gemeinsam durch einen entsprechenden Steuercomputer reali­ siert werden können (Anspruch 17).

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat vielerlei Vorteile. So können durch die individuelle Steuerbarkeit des Schneidkopfes relativ zum Rohr prak­ tisch beliebige Schnittkonturen erzeugt werden, so daß nicht nur ein Aus­ klinken entsprechend praktisch beliebiger Rohrdurchmesser und Einmün­ dungswinkel erfolgen, sondern auch das Mündungsende eines Rohres, das auf Rohrzusammenführungen in jedem beliebigen Winkel, mittig oder aus­ sermittig aufgesetzt wird, entsprechend geformt werden kann. Die Schnitt­ kanten verlaufen dabei immer senkrecht zur Rohroberfläche, so daß keine Wandstärkenverringerung wie bei den üblicherweise verwendeten Stanz­ werkzeugen auftritt. Zum Verschweißen zweier Rohre steht damit immer die volle Wandstärke zur Verfügung. Durch die senkrechte Ausrichtung der Schnittkante zur Rohroberfläche wird darüberhinaus an der Stoßverbindung zwischen den beiden Rohren kein Ansatz für eine etwaige Spaltkorrosion geboten. Weiterhin kann die Schnittgeschwindigkeit des Schneidkopfes durch eine entsprechende Regelung der einzelnen Antriebe der Vorrichtung optimal an die Wandstärke des zu bearbeitenden Rohres angepaßt werden. Außerdem sind die bei der Rohrbearbeitung auftretenden Schneidkräfte durch die Verwendung der angegebenen Schneidköpfe besonders gering, so daß für die Lagerung des Rohres während der Bearbeitung keine besonde­ ren Spannelemente notwendig sind. Es genügt vielmehr eine konstruktiv denkbar einfache Ausgestaltung der Lagervorrichtung, wie sie im Patent­ anspruch 2 angegeben ist. Die Ansprüche 3 bis 5 kennzeichnen vorteilhaf­ te Weiterbildungen dieser Lagervorrichtung hinsichtlich ihres Rotationsan­ triebes.

Durch die in den Ansprüchen 6 bis 9 angegebene Niederhalte-Einrichtung zur Beaufschlagung des Rohres von oben in Richtung des von den Lager­ scheiben der Lagervorrichtung gebildeten zwickelartigen Auflagenbereiches wird ein inniger Kontakt zwischen dem Rohr und den Lagerscheiben gewährleistet. Damit kann das Rohr besonders schlupffrei von diesen Lager­ scheiben in Drehbewegung versetzt werden, wodurch die Schnittgenauigkeit bei der Rohrbearbeitung erhöht wird. Darüberhinaus wird durch diesen innigen Kontakt eine einwandfreie Ableitung des von dem Schneidkopf zum Rohr geleiteten Plasma-Schneidstromes gewährleistet.

Durch die in der Niederhalte-Einrichtung vorgesehene Andruckrolle wird die Drehbewegung des zu bearbeitenden Rohres praktisch nicht behindert (Anspruch 7).

Durch den nach Anspruch 8 vorgesehenen Kolben-Zylinder-Antrieb in der Niederhalte-Einrichtung kann das zu bearbeitende Rohr besonders wirksam beaufschlagt, gleichzeitig aber auch durch ein Anheben der Niederhalte- Einrichtung freigegeben werden.

Durch die Verwendung zweier Kolben-Zylinder-Antriebe unterschiedlicher Druckkraft kann die Niederhalte-Einrichtung je nach dem, ob der eine, der andere oder beide Kolben-Zylinder-Antriebe betätigt werden, mit drei unterschiedlichen Beaufschlagungskräften hinsichtlich des Rohres arbeiten, die relativ einfach über den erwähnten Steuercomputer einstellbar sind.

Die Ansprüche 10 bis 12 kennzeichnen vorteilhafte Ausgestaltungen der kreuzschlittenartigen Führungsvorrichtung für den Schneidkopf und deren Antrieb.

Durch die im Anspruch 13 angegebene Vorschubeinrichtung kann das Rohr bezüglich der rotationsgetriebenen Lagervorrichtung in Längsrichtung ver­ schoben werden, so daß ein praktisch beliebiger Abschnitt des Rohres in den Bereich des Schneidkopfes verbracht werden kann. Dies ist beispiels­ weise dann von Vorteil, wenn ein Rohrende mit Hilfe des Schneidkopfes mit einer entsprechenden Ausklinkung versehen worden ist. Die einbauge­ rechte, winkelrichtige Bearbeitung des zweiten Rohrendes ist dann ohne vorherigen Trennschnitt möglich.

Die Ansprüche 14 bis 16 kennzeichnen vorteilhafte Weiterbildungen der Vorschubeinrichtung, wobei insbesondere die gemäß Anspruch 15 vorgese­ hene Bewegungskopplung zwischen der Vorschubeinrichtung und der hori­ zontal verschiebbaren Vertikalführung des Schneidkopfes über Koppelstre­ ben erwähnenswert ist. Aufgrund dieser Konstruktion kann nämlich ein eigener Antrieb für die Längsverschiebung der Vorschubeinrichtung ent­ fallen. Diese wird vielmehr über den die Vertikalführung horizontal verschiebenden Linearantrieb an der Horizontalführung der kreuzschlitten­ artigen Führungsvorrichtung für den Schneidkopf bewegt. Diese Vereinfa­ chung ist möglich, weil eine Längsverschiebung des Rohres bezüglich der rotationsgetriebenen Lagervorrichtung, wie sie durch die Vorschubeinrich­ tung bewerkstelligt wird, grundsätzlich nur dann durchgeführt wird, wenn die Schneideinrichtung nicht im Einsatz ist.

Die im Anspruch 16 angegebene Ausgestaltung der Klemmeinrichtung an der Vorschubeinrichtung ermöglicht ein besonders kräftiges Festhalten des Rohres, so daß auch sehr massige Rohre zuverlässig gehandhabt werden können.

Anspruch 17 kennzeichnet eine vorteilhafte Ausgestaltung der den einzel­ nen Antrieben der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeordneten Steuerein­ richtungen. Diese sind zentral in einem Steuercomputer zusammengefaßt, der nach Art einer CNC-gesteuerten Werkzeugmaschine unter Einbeziehung der geometrischen Parameter im Zusammenhang mit dem zu bearbeitenden Rohr - also Durchmesser, Wandstärken, Einmündungswinkel und relative Lage der beiden Rohre zueinander - mit Hilfe eines entsprechenden Bere­ chnungsprogrammes die parametergerechte, mit dem Schneidkopf zu erzeu­ gende Schnittkontur berechnet und die einzelnen Antriebe entsprechend der berechneten Schnittkontur mit Hilfe eines Steuerprogramms über übliche Schnittstellen des Steuercomputers und Treibermodule für die einzelnen Antriebe ansteuert.

Durch die in Anspruch 18 angegebene Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dem Umstand Rechnung getragen, daß ein Zustellen des Schneidkopfes an die Rohroberfläche grundsätzlich zeitlich vor der eigentlichen Erzeugung der Schnittkontur erfolgt. Der dem Schneid-Kopf zugeordnete Linearantrieb an der Vertikalführung der kreuzschlittenarti­ gen Führungseinrichtung wird daher nie gleichzeitig mit dem der Verti­ kalführung zugeordneten Linearantrieb an der Horizontalführung der kreuzschlittenartigen Führungseinrichtung und dem Rotationsantrieb der Lagereinrichtung für das Rohr betätigt. Daher genügt es, daß für diese drei Antriebe, bei denen es sich um Schrittmotoren handelt, nur zwei Schnittstellen am Steuercomputer und zwei Treibermodule eingesetzt wer­ den. Es kann also eine Schnittstelle und ein Treibermodul für einen Schrittmotor eingespart werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Vor­ richtung sind der nachfolgenden Beschreibung entnehmbar, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert wird. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Frontalansicht der erfindungsgemäßen Vor­ richtung,

Fig. 2 und 3 Schnitte durch die Vorrichtung entsprechend den Schnitt­ linien II-II bzw. III-III nach Fig. 1 sowie

Fig. 4 ein schematisches Schaltbild der Steuerung der einzelnen Antriebe und des Schneidkopfes der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung zum maschinellen Aus­ klinken von Rohren weist ein Gestell 1 mit einer Bodenplatte 2 und zwei Ständern 3, 4 auf. Im oberen Bereich dieser beiden Ständer 3, 4 ist eine kreuzschlittenartige Führungsvorrichtung 5 montiert, die zum einen eine Horizontalführung 6 und zum anderen eine daran in Horizontalrichtung verschiebbar angeordnete Vertikalführung 7 aufweist, an der ein Plasma- Schneidkopf 8 in Vertikalrichtung verschiebbar angeordnet ist. Die Hori­ zontalverschiebung der Vertikalführung 7 an der Horizontalführung 6 wird mit Hilfe eines Spindeltriebs 9 unter Antrieb durch einen Schrittmotor 10 bewerkstelligt.

Die Vertikalverschiebung des Plasma-Schneidkopfes 8 an der Vertikalfüh­ rung 7 wird mit einem eben solchen Spindeltrieb 11 in Verbindung mit ei­ nem weiteren Schrittmotor 12 an der Vertikalführung 7 bewerkstelligt.

Weiterhin ist an der Bodenplatte 2 des Gestells 1 eine rotationsgetriebene Lagervorrichtung 13 zur drehbaren Lagerung des zu bearbeitenden, in den Fig. 1 bis 3 strichpunktiert dargestellten Rohres 14 angeordnet. Diese La­ gervorrichtung 13 besteht im wesentlichen aus drei in Rohrlängsrichtung 15 mit Abstand zueinander angeordneten Scheibenpaaren 16, 17, 18, deren Scheiben 19, 20 jeweils drehfest auf den parallel zur Rohrlängsrichtung 15 mit seitlichem Abstand zueinander verlaufenden Lagerwellen 21, 22 sitzen. Letztere sind in zwei Lagerböcken 23, 24 drehbar, jedoch in Rohrlängs­ richtung 15 unverschiebbar gelagert.

Die beiden Scheibenpaare 16, 17 sind beiderseitig des Lagerbockes 23 in dem dem Plasma-Schneidkopf 8 zugewandten Endbereich der Lagerwellen 21, 22 angeordnet. Das dritte Scheibenpaar 18 ist in deren entgegengesetzten Endbereich angeordnet.

Wie insbesondere aus Fig. 2 deutlich wird, bilden die Scheiben 19, 20 der Scheibenpaare 16, 17, 18 mit ihren einander zugewandten Umfangsbereichen einen zwickelartigen Auflagebereich 25 für das zu bearbeitende Rohr.

Für den gleichsinnigen Rotationsantrieb der Scheiben 19, 20 ist der auf der Bodenplatte 2 befestigte Schrittmotor 26 vorgesehen, der über einen Zahnriemen 27 und ein drehfest auf der Lagerwelle 22 sitzendes Zahnrad 28 diese Lagerwelle 22 mit den Scheiben 20 in Drehbewegung versetzen kann. Über ein weiteres auf der Lagerwelle 22 sitzendes Zahnrad 29, das mit dem in geeigneter Weise drehbar am Gestell gelagerten Zahnrad 30 und dem auf der Lagerwelle 21 drehfest sitzenden Zahnrad 31 ein Zahn­ radgetriebe zum synchronen, gleichsinnigen Antrieb der Lagerwelle 21 bil­ det, werden die Scheiben 19 angetrieben. Statt der Zahnräder 29, 30, 31 kann zum Antrieb der Lagerwelle 21 auch ein dem Zahnrad 28 auf der Lagerwelle 22 entsprechendes Zahnrad 28′ verwendet werden, das mit dem Schrittmotor 26 über einen weiteren Zahnriemen 27′ verbunden ist. Die al­ ternative Konstruktion ist in Fig. 2 strichliert angedeutet.

Oberhalb des seitens des Plasma-Schneidkopfes 8 gelegenen Lagerbockes 23 ist eine Niederhalteeinrichtung 32 am Ständer 3 angeordnet, mittels der das Rohr 14 von oben in Richtung des zwickelartigen Auflagebereiches 25 beaufschlagbar ist. Die Niederhalte-Einrichtung 32 besteht aus einem etwa im Mittenbereich des Ständers 3 schwenkbar angelenkten Hebel 33, an dessen freien Ende 34 eine das Rohr 14 beaufschlagende Andruckrolle 35 drehbar gelagert ist. An einem mit Abstand oberhalb des Hebels 33 am Ständer 3 angebrachten Gestellausleger 36 sind zwei pneumatische Kolben- Zylinder-Antriebe 37, 38 unterschiedlicher Druckkraft angeordnet, deren Kolbenstange 39 gelenkig mit dem freien Ende 34 des Hebels 33 gekoppelt sind. Je nach dem, ob der schwächere 37, der stärkere 38 oder beide Kolben-Zylinder-Antriebe 37, 38 betätigt werden, kann die Andruckrolle 35 mit drei diskreten Druckkräften das Rohr 14 beaufschlagen. Durch eine entgegengesetzte Betätigung der Kolben-Zylinder-Antriebe 37, 38 kann die Andruckrolle 35 vom Rohr 14 abgehoben werden.

In den Fig. 1 und 3 ist weiterhin eine Vorschubeinrichtung 40 zur Längs­ verschiebung des Rohres 14 relativ zur rotationsgetriebenen Lagervorrich­ tung 13 erkennbar. Tragendes Teil dieser Vorschubeinrichtung 40 ist der in Rohrlängsrichtung 15 frei auf den Lagerwellen 21, 22 verschiebbar ge­ führte Schlitten 41, der über Koppelstreben 42, 43 mit der horizontal an der Horizontalführung 6 verschiebbaren Vertikalführung 7 der kreuzschlit­ tenartigen Führungsvorrichtung 5 bewegungsgekoppelt ist.

Die Vorschubeinrichtung 40 weist eine Klemmeinrichtung 44 zum kombinier­ ten Festhalten und Abheben des Rohres 14 von der rotationsgetriebenen Lagervorrichtung 13 auf. Diese Klemmeinrichtung 44 besteht einerseits aus dem am Schlitten 41 angeordneten, kurzhubigen Kolben-Zylinder-Antrieb 45, dessen in Vertikalrichtung verschiebbare Kolbenstange 46 ein Greifele­ ment 47 mit einem hohlprismatischen Auflagebereich 48 für das Rohr 14 trägt. Die Kolbenstange 40 ist gegen Verdrehung gesichert.

Die Klemmeinrichtung 44 weist weiterhin einen oberhalb des Rohres 14 angeordneten Kolben-Zylinder-Antrieb 49 auf, der an einem Ausleger 50 an der Koppelstrebe 42 befestigt ist. Am freien Ende der vertikal nach unten weisenden Kolbenstange 51 ist ein Gegenhalter 52 für das Rohr 14 ange­ bracht.

Es ist darauf hinzuweisen, daß in den Fig. 1 bis 3 die elektrischen Zu­ leitungen der Schrittmotoren 10, 12, 26 und des Plasma-Schneidkopfes 8 so­ wie die pneumatischen Zuleitungen für die Kolben-Zylinder-Antriebe 37, 38, 45, 49 der Übersichtlichkeit halber weggelassen sind.

Anhand von Fig. 4 ist die Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erläutern. Als zentrales Teil der Steuerung wird ein Personalcomputer 53 verwendet, der in üblicher Weise über eine Eingabetastatur 54 und ei­ nen Bildschirm 55 verfügt.

Weiterhin sind in Fig. 4 die bereits anhand Fig. 1 bis 3 erläuterten Schrittmotoren 10, 12, 26 für die Spindeltriebe 9, 11 der kreuzschlittenartigen Führungsvorrichtung 5 bzw. den Rotationsantrieb der Lagervorrichtung 13 genauso schematisch wiedergegeben wie die erläuterten pneumatischen Kol­ ben-Zylinder-Antriebe 37, 38, 45, 49. Die in ihrer Richtung umsteuerbaren Kolben-Zylinder-Antriebe 37, 38, 45, 49 sind über elektromagnetisch betätig­ bare Umsteuerventile 56 bis 59 mit einer zentralen Druckluftversorgung verbunden. Die Umsteuerventile 56 bis 59 werden genauso über den Perso­ nalcomputer 53 gesteuert, wie die Schrittmotoren 10, 12, 26. Von letzteren sind die beiden Schrittmotoren 12, 26 für den Vertikalantrieb des Plasma- Schneidkopfes 8 an der Vertikalführung 7 bzw. den Rotationsantrieb der Lagervorrichtung 13 mit einem Umschaltrelais 60 verbunden, daß dem Treibermodul 61 für die Schrittmotorsteuerung nachgeschaltet ist. Der Schrittmotor 10 für den Linearantrieb der Vertikalführung 7 an der Hori­ zontalführung 6 ist ebenfalls über ein Treibermodul 62 mit dem Personal­ computer 53 verbunden. Auch das Umschaltrelais 60 und das Schaltmodul 63 zum Schalten des Schneidstromes für den Plasma-Schneidkopf 8 werden vom Personalcomputer 53 gesteuert, wobei letzterer in üblicher Weise aus­ gangsseitig an die zu steuernden Geräte angepaßte Schnittstellen, die in Fig. 4 schematisch unter dem Bezugszeichen 64 zusammengefaßt sind, auf­ weist.

Im folgenden wird kurz der Funktionsablauf der erfindungsgemäßen Aus­ klinkvorrichtung erläutert:

Über die Eingabetastatur 53 werden vor dem Bearbeiten des Rohres 14 alle für die Bestimmung der Schnittkontur relevanten Parameter eingegeben. Dies sind insbesondere die Wanddicke und der Durchmesser des zu bear­ beitenden Rohres, der Durchmesser des zweiten Rohres, an das das zu be­ arbeitende Rohr angeschweißt werden soll, der Einmündungswinkel des zu bearbeitenden Rohres in das zweite Rohr und ggfs. die Lage der Längs­ achsen der beiden zu verbindenden Rohre zueinander (zentrisches/exzen­ trisches Einmünden).

Mit Hilfe eines entsprechenden Berechnungsprogrammes bestimmt der Perso­ nalcomputer 53 aus diesen Daten die Form der dazu passenden Schnittkon­ tur und setzt diese durch ein entsprechendes Steuerprogramm in Steuerbe­ fehle für die gesamte Vorrichtung um, so daß beispielsweise die in Fig. 1 am Rohr 14 punktiert angedeutete Schnittkontur 65 entsteht.

Dazu wird nach dem Einlegen des Rohres 14 in die Lagervorrichtung 13 vom Personalcomputer 53 über das Treibermodul 61 und das entsprechend geschaltete Umschaltrelais 60 der Schrittmotor 12 für den Vertikalantrieb des Plasma-Schneidkopfes 8 aktiviert, so daß letzterer unter Ausnutzung der Information über den Rohrdurchmesser an das Rohr 14 zugestellt wird, bis er seine radiale Bearbeitungsposition mit an der Rohroberfläche anlie­ gender Schneidelektrode 66 erreicht hat. In diesem Zusammenhang ist auf den Endschalter 67 (Fig. 1) am Plasma-Schneidkopf 8 hinzuweisen, der mit seiner Tastspitze 68 der Schneidelektrode 66 geringfügig vorgelagert ist und bei einem Auftreffen auf die Rohroberfläche den Vertikalantrieb abschaltet. So kann ein Auflaufen der Schneidelektrode 66 oder ein zu großer Abstand zwischen dieser und der Rohroberfläche - etwa aufgrund einer Fehleingabe des Rohrdurchmessers - vermieden und eine exakte Vertikalposition erreicht werden. Während des gesamten Schneidvorganges kann der Plasma-Schneidkopf 8 in dieser Vertikalposition verbleiben. Da­ her wird nun das Umschaltrelais 60 betätigt und der Schrittmotor 26 für den Rotationsantrieb der Lagervorrichtung 13 auf das Treibermodul 61 ge­ schaltet. Nun wird der Plasma-Schneidkopf 8 in eine definierte Ausgangs­ position bezüglich der Rohrlängsrichtung 15 und der peripheren Position am Rohrumfang durch ein entsprechendes Betätigen der Schrittmotoren 10, 26 für den Horizontalantrieb des Plasma-Schneidkopfes 8 bzw. für den Ro­ tationsantrieb der Lagerwellen 21, 23 eingestellt. Dabei sind gleichzeitig die beiden Kolben-Zylinder-Antriebe 37, 38 der Niederhalteeinrichtung 33 durch eine entsprechende Ansteuerung der Umsteuerventile 56,57 aktiviert, so daß die Andrückrolle 35 das Rohr 14 beaufschlagt. Die Kolben-Zylin­ der-Antriebe 45, 49 der Klemmeinrichtung 44 hingegen sind über die Um­ steuerventile 58, 59 derart eingestellt, daß sie das Rohr 14 nicht erfassen.

Zum Ausklinken des Rohrendes werden der Plasma-Schneidkopf 8 und das Rohr 14 relativ zueinander durch eine entsprechende Überlagerung einer Horizontalbewegung des Plasma-Schneidkopfes 8 mit einer Rotationsbewe­ gung des Rohres 14 derart bewegt, daß die in Fig. 1 punktiert angedeu­ tete Schnittkontur 65 am Rohr 14 erzeugt wird. Danach kann der Rota­ tionsantrieb der Lagervorrichtung 13 abgeschaltet und über das Umschalt­ relais 60 wiederum der Schrittmotor 12 für den Vertikalantrieb des Plas­ ma-Schneidkopfes 8 in Gang gesetzt werden, um den Plasma-Schneidkopf 8 nach oben wegzufahren. Um nun anschließend ein bestimmtes Rohrstück vom Rohr 14 abzulängen, kann über eine entsprechende Steuerung durch den Personalcomputer 53 die Vorschubeinrichtung 40 aktiviert werden. Da­ zu werden durch eine entsprechende Ansteuerung der Umsteuerventile 58, 59 die beiden Kolben-Zylinder-Antriebe 45, 49 aktiviert, das Rohr wird zwischen dem Greifelement 47 und dem Gegenhalter 52 eingeklemmt und - da der Kolben-Zylinder-Antrieb 45 des Greifelementes 47 eine höhere Druckkraft aufweist als der Kolben-Zylinder-Antrieb 49 des Gegenhalters 52 - von den Scheiben 19, 20 angehoben. Anschließend kann die Vertikal­ führung 7 durch eine entsprechende Ansteuerung des Schrittmotores 10 an der Horizontalführung 6 etwa nach rechts bezüglich Fig. 1 verschoben werden, womit die Vorschubeinrichtung 40 über die Koppelstreben 42, 43 und damit das Rohr 14 selbst ebenfalls nach rechts verschoben werden. Je nach der gewünschten Endlänge des Rohres 14 kann durch ein Lösen der Klemmeinrichtung 44, ein Zurückfahren der gesamten Vorschubeinrichtung 40 und neuerliches Aktivieren der Klemmeinrichtung 44 das Rohr 14 über eine größere Distanz als die maximal zur Verfügung stehende, horizontale Verschiebelänge der Vertikalführung 7 an der Horizontalführung 6 ver­ schoben werden.

In einem weiteren Bearbeitungsschritt kann anschließend das andere Ende des Werkstückes bearbeitet werden. Nach Bedarf kann dies entweder ebenfalls ausgeklinkt oder mit einem geraden Trennschnitt vom Restrohr abgetrennt werden.

Claims (18)

1. Vorrichtung zum maschinellen Ausklinken von Rohren mit

• - einem Gestell (1),
• - einer daran angeordneten, rotationsgetriebenen Lagervorrichtung (13) zur drehbaren Lagerung des zu bearbeitenden Rohres (14),
• - einem werkzeugfreien Schneidkopf, insbesondere einem Laser-, Autogen­ brenn-, Wasserstrahl- oder Plasma-Schneidkopf (8) zur Schneidbearbei­ tung des Rohres (14), der über Linearantriebe (Schrittmotoren 10, 12, Spindeltriebe 9, 11) an einer kreuzschlittenartigen Führungsvorrichtung (5) am Gestell (1) in einer auf der Drehachse des Rohres (14) liegenden Ebene relativ zum Rohr (14) zweidimensional verschiebbar geführt ist, wobei zur Schneidbearbeitung des Rohres (14) dessen Drehbewegung mittels einer mit dem Rotationsantrieb (Schrittmotor 26, Zahnriemen 27) der La­ gervorrichtung (13) verbundenen Steuereinrichtung (Personalcomputer 53) und damit überlagert die Bewegung des Schneidkopfes (Plasma-Schneidkopf 8) mittels einer mit den Linearantrieben (Schrittmotoren 10, 12, Spindel­ triebe 9, 11) der kreuzschlittenartigen Führungsvorrichtung (5) verbunde­ nen Steuereinrichtung (Personalcomputer 53) steuerbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager­ vorrichtung (13) aus mindestens zwei in Rohrlängsrichtung (15) mit Ab­ stand zueinander angeordneten Scheibenpaaren (16, 17, 18) mit jeweils zwei gleichsinnig rotationsgetriebenen, mit ihrer Scheibenebene parallel zuein­ ander ausgerichteten Scheiben (19, 20) gebildet ist, die auf zwei parallel zur Rohrlängsrichtung (15) mit seitlichem Abstand zueinander verlaufenden Lagerwellen (21, 22) sitzen und mit ihren einander zugewandten Umfangs­ bereichen einen zwickelartigen Auflagebereich (25) für das zu bearbeiten­ de Rohr (14) bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationsantrieb der Lagervorrichtung (13) durch einen Schrittmotor (26) gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (26) über ein Getriebe (Zahnriemen 27, Zahnräder 28 bis 31 bzw. Zahnriemen 27, 27′, Zahnräder 28, 28′) mit den Lagerwellen (21, 22) gekoppelt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getrie­ be durch einen Zahnriemenantrieb (27) zwischen dem Schrittmotor (26) und einer der Lagerwellen (21, 22) sowie ein Zahnradgetriebe (Zahnräder 29 bis 31) zwischen den Lagerwellen (21, 22) gebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine am Gestell (1) angeordnete Niederhalteeinrichtung (32) mittels der das Rohr (14) in Richtung des zwickelartigen Auflagebereiches (15) beauf­ schlagbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieder­ halteeinrichtung (32) einen am Gestell (1) schwenkbar angelenkten Hebel (33) aufweist, an dessen freien Ende (34) eine das Rohr (14) beaufschla­ gende Andruckrolle (35) drehbar gelagert ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (33) mit mindestens einem an einem Gestellausleger (36) gegengelagerten Kolben-Zylinder-Antrieb (37, 38) versehen ist, mit dem der Hebel (33) in Richtung des zwickelartigen Auflagebereiches (25) beaufschlagbar bzw. in Gegenrichtung dazu anhebbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Ausleger (36) und Hebel (33) zwei Kolben-Zylinder-Antriebe (37, 38) unter­ schiedlicher Druckkraft angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die kreuzschlittenartige Führungsvorrichtung (5) für den Schneidkopf (Plasma-Schneidkopf 8) eine am Gestell (1) angeordnete, zur Rohrlängsrichtung (15) parallele Horizontalführung (6) sowie eine daran in Horizontalrichtung verschiebbar angeordnete Vertikalführung (7) auf­ weist, an der der Schneidkopf (Plasma-Schneidkopf 8) in Vertikalrichtung verschiebbar abgeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Horizontalführung (6) ein von einem Schrittmotor (10) angetriebener Spin­ deltrieb (9) als Linearantrieb für die Vertikalführung (7) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vertikalführung (7) ein von einem Schrittmotor (12) angetriebener Spindeltrieb (11) als Linearantrieb für den Schneidkopf (Plasma-Schneid­ kopf 8) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Vorschubeinrichtung (40) zur Längsverschiebung des Rohres (14) be­ züglich der rotationsgetriebenen Lagervorrichtung (13).

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ schubeinrichtung (40) eine Klemmeinrichtung (44) zum Festhalten und Ab­ heben des Rohres (14) von der rotationsgetriebenen Lagervorrichtung (13) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ schubeinrichtung (40) einen auf den Lagerwellen (21, 22) der rotations­ getriebenen Lagervorrichtung (13) in Rohrlängsrichtung (15) verschiebbar geführten Schlitten (41) aufweist, der mit der horizontal verschiebbaren Vertikalführung (7) über Koppelstreben (42, 43) bewegungsgekoppelt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Schlitten (41) und an einer der Koppelstreben (42, 43) jeweils ein Klemmorgan (Greifelement 47, Gegenhalter 52) angeordnet ist, wobei die Klemmorgane (Greifelement 47, Gegenhalter 52) mittels Kolben-Zylinder- Antriebe (45, 49) gegenläufig antreibbar sind.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeich­ net, daß die einzelnen Antriebe (Schrittmotoren 10,12, 26, Kolben-Zylinder- Antriebe 37, 38, 45, 49) der Vorrichtung gemeinsam von einem Personalcompu­ ter (53) steuerbar sind, in den die geometrischen Parameter im Zusam­ menhang mit dem zu bearbeitenden Rohr (14) eingebbar sind, mit dem die entsprechende, vom Schneidkopf (Plasma-Schneidkopf 8) zu erzeugende Schnittkontur (65) mit Hilfe eines Berechnungsprogramms berechenbar und mit dem die einzelnen Antriebe (Schrittmotoren 10, 12, 26, Kolben-Zylinder- Antriebe 37, 38, 45, 49) entsprechend der berechneten Schnittkontur (65) mit Hilfe eines Steuerprogramms über Schnittstellen (64) des Steuercomputers (53) und ggfs. Treibermodule (61, 62) ansteuerbar sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittmotoren (12, 26) für den Vertikalantrieb des Schneidkopfes (Plasma- Schneidkopf 8) und für den Rotationsantrieb der Lagervorrichtung (13) vom Steuercomputer (53) über eine einzige Schnittstelle und ein einziges Treibermodul (61) unter Zwischenschaltung einer vom Steuercomputer (53) betätigbaren Umschalteinrichtung (Umschaltrelais 60) ausschließlich alter­ nierend ansteuerbar sind.