DE4332008C2 - Schneidvorrichtung für dünnwandige Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung für dünnwandige Rohre nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 die beispielsweise zur Herstellung von Rohrsystemen für Abluft- oder Rauchgasanlagen verwendet werden.

Gemäß der DE-PS 40 493 ist eine kreisschere zum Abschneiden von Patro­ nenhülsen . . . bekannt, bei der zwei angetriebene kegelstumpfförmige Schneid­ messer mit unterschiedlicher Drehzahl gegeneinander bewegt werden. An dem kleineren, sich schneller drehenden Schneidmesser ist in Verlängerung seines freien Endes koaxial und drehfest ein Dorn angeordnet, auf den das zu trennen­ de Rohr aufgeschoben wird. Wie aus den in der Beschreibung genannten Anwendungsfällen hervorgeht, ist diese Schneidvorrichtung zum Trennen von dickwandigeren nahtlos gefertigten Rohren kleineren Durchmessers geeignet.

Ferner sind Schneidvorrichtungen bekannt, bei denen das Rohr über angetrie­ bene Stützrollen in Rotation versetzt und das nicht angetriebene Trennmesser an das Rohr herangeführt wird (DE 39 02 244 A1; DE 90 15 916 U1).

Diese Schneidvorrichtungen sind zum Trennen dünnwandiger Rohre nicht geeignet. Vor allem nicht nahtlos gefertigte dünnwandige Rohre mit größerem Durchmesser weisen im Rahmen der Fertigungstoleranzen leichte Deformatio­ nen auf. Das Trennen derartiger Rohre mit diesen Schneidvorrichtungen dürfte zu erheblichen Verformungen führen, so daß die Schnittflächen nicht senkrecht zur Rohrachse und damit auch nicht parallel zueinander verlaufen würden. Auch die starr angeordneten Stützrollen sind nicht in der Lage, Fertigungstole­ ranzen auszugleichen. Außerdem wird sich an der Schnittstelle Grat bilden. Gratbildung sowie nicht parallel zueinander verlaufende Stirnflächen zweier stumpf aneinanderstoßender Rohre gewährleisten keine geschlossene Füge­ stelle, so daß das Verschweißen der Rohre ohne zusätzliche Nahtvorbereitung nicht oder nur mit schlechter Qualität möglich wäre. Für das fugenlose Ver­ schweißen von Rohren ohne Zusatzwerkstoff sind parallel zueinander verlau­ fende und gratfreie Stirnflächen erforderlich.

Auch wenn Schneidscheiben sowohl von der Außen- als auch von der Innensei­ te her den Rohrmantel trennen, wie es bei der Schneidvorrichtung für Hülsen und/oder Rohre gemäß der DE 28 34 372 A1 der Fall ist, ist kein senkrecht zur Rohrachse verlaufender Schnitt gewährleistet, so daß das Rohr insbesondere von der innen angreifenden Schneidscheibe aus seiner Ausgangslage gedrückt wird.

Schließlich ist ein Rohrschneidapparat bekannt, bei dem sich das Rohr auf mehreren in Längsrichtung des Rohres angeordneten Rollen abstützt und darü­ ber hinaus zur Vermeidung des Eindrückens im Bereich der Schneidvorrichtung mit einem inneren Halteelement versehen ist. Es ist mit einem flexiblen Seil ver­ bunden, dessen definiert abgespulte Länge seine Position bestimmt, auf die es mittels Druckluft befördert wird (WO 87/04656). Auch mit diesem Schneidappa­ rat wird es kaum möglich sein, bei dünnen Rohren parallele gratfreie Trenn­ flächen zu erhalten. Zwischen der Außenfläche des Halteelementes und der inneren Mantelfläche des Rohres befindet sich ein funktionsbedingtes Spiel zur Gewährleistung der Beweglichkeit des Halteelementes. Insbesondere bei dün­ nen Rohren kann das Halteelement seine stützende Funktion nicht erfüllen. Außerdem ist mit Gratbildung zu rechnen. Nicht zuletzt ist dieser Rohrschneide­ apparat verhältnismäßig aufwendig.

Somit ist es das Ziel der Erfindung, eine Schneidvorrichtung zu schaffen, die bei einem vertretbaren Herstellungsaufwand eine hohe Schneidqualität gewährlei­ stet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schneidvorrichtung der ein­ gangs genannten Art unter Verwendung einfacher Mittel derart zu verändern, daß dünnwandige Rohre unabhängig von fertigungsbedingten Verformungen ohne störenden Grat und senkrecht zur Rohrachse getrennt werden können, so daß ihre Schnittflächen parallel zueinander verlaufen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit der Schneidvorrichtung nach dem Patentanspruch (1) dadurch gelöst, daß der Schneidteil des Dornes zylindrisch ausgebildet ist und daß zwischen dem Führungsteil und dem Schneidteil ein zylindrisches Druckkissen eingespannt ist und die Mantelflächen des Führungs­ teils und des Schneidteils und des Druckkissens gleiche Durchmesser aufwei­ sen und daß das Druckkissen gegenüber dem Schneidteil und dem Führungs­ teil aus einem Werkstoff mit deutlich unterschiedlicher Elastizität besteht, wobei das Druckkissen, das aus dem Werkstoff mit der größeren Elastizität besteht, sich, beginnend von der Schneidkante der in Eingriffsstellung positionierten Schneidrolle an, entlang deren konischer Mantelfläche erstreckt und daß die Stützrollen der Stützrollenvorrichtung pendelnd gelagert sind.

Führungsteil und Schneidteil des Dornes können als einstückiger Metallzylinder mit einer sich über den Umfang erstreckenden Ausnehmung im Eingriffsbereich der Schneidrolle ausgebildet sein. Das Druckkissen, also der Teil des Dornes mit der deutlich größeren Elastizität, kann ein Elastomer sein, das in die Aus­ nehmung des Metallzylinders eingebettet ist, wobei die Mantelflächen aller Teile des Dornes exakt fluchtend sind. Ebenso ist es auch möglich, den Dorn in die­ sem Bereich vollständig aus einem Elastomer herzustellen, wobei Führungsteil, Schneidteil und Druckkissen in diesem Fall jeweils als Einzelteile zusammenge­ setzt und fest miteinander verbunden sind.

Die Schneidrolle und der Dorn bilden das allgemein bekannte Schneidsystem, bestehend aus einem in Bezug auf die Schnittrichtung beweglichen und einem ortsfesten Trennwerkzeug, wobei beide Trennwerkzeuge rotieren. Die Beson­ derheit besteht darin, daß der in Bezug auf die Schnittrichtung ortsfeste Dorn ein Druckkissen, also ein Teil mit einer gegenüber den angrenzenden Metalltei­ len wesentlich höheren Elastizität aufweist. In der Ausgangsform ist der Dorn ein Zylinder mit glatter Mantelfläche. Erst mit Eingriff der Schneidrolle drückt das von derselben verformte Material des Rohres das elastische Material des Druckkissens zusammen, so daß die Schneidkante freigegeben wird und damit zur Wirkung gelangt. Nach abgeschlossenem Trennvorgang und Rücknahme der Schneidrolle drückt das elastische Material des Druckkissens den verform­ ten Bereich des Rohres wieder in Richtung seiner Ausgangslage zurück. Die Trennfläche ist ohne störenden Grat.

Der Dorn hat somit drei Funktionen:

• 1. Er versetzt das zu schneidende Rohr in eine Drehbewegung.
• 2. Die Kante des metallischen Teils des Dornes, die sich gegenüber der Schneidkante der Schneidrolle befindet, dient als Gegenschneide beim Trennprozeß.
• 3. Der unmittelbar an diese Gegenschneide angrenzende elastische Bereich des Dornes drückt das durch den Trennprozeß deformierte Ende des Rohres in Richtung seiner Ausgangslage zurück.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 den Aufbau einer Ablängmaschine mit der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung,

Fig. 2 eine Ausschnitt der Schneidvorrichtung aus Fig. 1,

Fig. 3 den Dorn mit Schneidrolle und

Fig. 4 die Eingriffszone der Schneidrolle in den Dorn gemäß Einzelheit "A" aus Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen, besteht die Schneidvorrichtung aus einem stabilen "C"-förmig gestalteten Ständer 1, der die auftretenden Schneidkräfte aufnimmt und ein Auffedern unter dem Einwirken der Schneidkräfte verhindert. Die stabile Konstruktion ist erforderlich, um beim Schneiden der dünnwandigen Materialien einen engen Schnittspalt zu gewährleisten.

Mit einer angetriebenen Welle 2 ist ein Dorn 3 drehfest verbunden. Oberhalb des Dornes 3 ist an einer Zustelleinrichtung 4 eine Schneidrolle 5 drehbar gela­ gert. Die Zustelleinrichtung 4 bewegt die Schneidrolle 5 senkrecht zur Längsachse des Dornes 3. Über eine nicht näher dargestellte Schnittspaltein­ stellung ist sie ferner parallel zum Dorn 3 verschiebbar. Fluchtend zu der Schneidrolle 5 ist unterhalb des Dornes 3 ein Stützrollensystem 6, bestehend aus zwei Stützrollen 7, angeordnet, das ebenfalls senkrecht zur Längsachse des Dornes 3 verschiebbar ist. Das Stützrollensystem 6 verhindert ein Durch­ biegen des Dornes 3 unter Schnittbelastung. Um Fertigungstoleranzen bzw. Unrundheiten im Lauf des zu trennenden Werkstückes auszugleichen, sind die beiden Stützrollen 7, wie in Fig. 2 gezeigt schwenkbar pendelnd gelagert.

Wie aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen, besteht der Dorn 3 aus drei Teilen, einem zylindrischen Führungsteil 8, einem zylindrischen Schneidteil 9 und einem ebenfalls zylindrisches Druckkissen 10 aus einem elastischen Material, das zwischen dem Führungsteil 8 und dem Schneidteil 9 fest eingespannt ist. Die Mantelflächen des Führungsteils 8, des Schneidteils 9 und des Druckkis­ sens 10 wurden gemeinsam bearbeitet, so daß sie gleichen Durchmesser besit­ zen. Der Durchmesser wird so gewählt, daß das Werkstück, im vorliegenden Beispiel ein Rohr 11, von Hand gleitend über den Dorn 3 geschoben werden kann. Als Maß für die Einstellung der Schnittlänge dient ein an seinem dem Ständer 1 zugewandten Ende angeordneter Anschlag 12.

Die Stirnflächen des Druckkissens 10 liegen planparallel an den Stirnflächen von Führungsteil 8 und Schneidteil 9 an. An den beiden Übergangsstellen des Mantels des Dornes 3 von dem Führungsteil 8 auf das elastische Druckkissen 10 bzw. von dem Druckkissen 10 auf das Schneidteil 9 befindet sich eine umlau­ fende Schnittkante des Schneidteils 9 bzw. eine umlaufende Schnittkante des Führungsteils 8, die, wie in Fig. 4 zu erkennen, erst mit Eingriff der Schneidrolle 5 freigegeben wird. Der Eingriff der Schneidrolle 5 erfolgt über die Zustelleinrich­ tung 4.

Durch die Drehbewegung des Dornes 3 wird das Rohr 11 gleichermaßen mitbe­ wegt. Mit dem Eintauchen der Schneidrolle 5 an der Schnittkante des Schneid­ teils 9 wird das Rohr 11 abgeschert. Es ist ferner deutlich zu erkennen, daß das Druckkissen 10 beim Schneidvorgang den Gegendruck aufbringt und sich dabei leicht elastisch verformt. Nach Zurückfahren der Schneidrolle 5 federt das Druckkissen 10 aus der elastischen Verformung zurück und drückt dabei das beim Schneidvorgang deformierte abgetrennte Ende des Rohres 11 in Richtung seiner Ausgangslage zurück. Ebenso wird die Gratbildung nach innen vermie­ den, so daß die Rohrenden anschließend ohne Nahtvorbereitung und Zusatz­ werkstoff verschweißt werden können.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel dient der links des Druckkissens 10 befindliche Metallzylinder als Führungsteil 8, während die umlaufende Kante des rechts angrenzenden Schneidteils 9 die Schneidkante bildet. Durch Schwenken der Schneidrolle 5 um 180° werden diese beiden Funktionen ausgetauscht.

Claims (3)

1. Schneidvorrichtung für dünnwandige Rohre, bestehend aus einer parallel und senkrecht zur Rohrachse bewegbaren Schneidrolle, die die Form eines Kegelstumpfes aufweist, einem angetriebenen Dorn, der das Rohr fest auf­ nimmt, und einer unterhalb des Rohres gegenüber der Schneidrolle angeord­ neten Stützrollenvorrichtung, auf der sich das Rohr abstützt, wobei der Dorn aus einem zylindrischen Führungsteil und aus einem mit einer Gegenschnei­ de ausgebildeten Schneidteil besteht, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schneidteil (9) des Dornes (3) zylindrisch ausgebildet ist und
daß zwischen dem Führungsteil (8) und dem Schneidteil (9) ein zylindrisches Druckkissen (10) eingespannt ist und die Mantelflächen des Führungsteils (8) und des Schneidteils (9) und des Druckkissens (10) gleiche Durchmesser aufweisen und das Druckkissen (10) gegenüber dem Schneidteil (9) und dem Führungsteil (8) aus einem Werkstoff mit deutlich unterschiedlicher Elastizität besteht, wobei das Druckkissen (10), das aus dem Werkstoff mit der größeren Elastizität besteht, sich, beginnend von der Schneidkante der in Eingriffsstellung positionierten Schneidrolle (5) an, entlang deren konischer Mantelfläche erstreckt
und daß die Stützrollen (7) der Stützrollenvorrichtung (6) pendelnd gelagert sind.

2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (8) und der Schneidteil (9) als einstückiger Metallzylin­ der (8, 9) mit einer sich über den Umfang erstreckenden Ausnehmung im Eingriffsbereich der Schneidrolle (5) ausgebildet ist und das Druckkissen (10) in der Ausnehmung des Metallzylinders (8, 9) eingelagert ist.

3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsteil (8), der Schneidteil (9) und das Druckkissen (10) jeweils als Einzelbauteile zusammengesetzt und fest miteinander verbunden sind.