DE60010111T2

DE60010111T2 - Vorrichtung zum schneiden von schlitzen in rohre aus kunststoff

Info

Publication number: DE60010111T2
Application number: DE60010111T
Authority: DE
Inventors: Manfred Arno Alfred Thornhill Lupke; Stefan A. Thornhill Lupke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-11-10
Publication date: 2005-04-28
Anticipated expiration: 2020-11-11
Also published as: DE20009032U1; EP1227917A1; CN1390166A; KR100687086B1; JP2003513814A; KR20020053079A; WO2001036167A1; CN1170661C; CA2289386A1; EP1227917B1; US7013778B1; DE60010111D1; JP4818557B2; CA2289386C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrschneidvorrichtung zum Perforieren eines Rohrstrangs, wie z.B. eines profilierten Abwasserrohrstrangs.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bei einigen Verwendungen eines Rohrstrangs ist es erforderlich, dass das Rohr perforiert ist. So ist zum Beispiel ein unterirdisches, profiliertes Abwasserrohr mit kleinen Schnitten oder Schlitzen versehen, die beabstandet voneinander um die Wellentäler des Profilrohrs herum angeordnet sind.
In der Vergangenheit wurden verschiedene Vorrichtungen entweder verwendet oder vorgeschlagen, um ein solches Rohr zu perforieren. Die US-Patente 4,180,357 und 4,218,164, die beide Gerd Lupke erteilt wurden, offenbaren Rohrperforationsvorrichtungen in Form einer Vielzahl schraubenähnlicher Schneideinrichtungen, die rotierbar an fixierten Wellen um eine Mittelbohrung herum montiert sind, durch welche ein Rohrstrang zur Perforierung durch die schraubenähnlichen Elemente geleitet wird. Obwohl die Vorrichtungen bei diesen beiden Patenten in Betrieb sehr effizient sind, lassen sie sich nicht einfach auf verschiedene Rohrdurchmesser verstellen.
Die US-Patente 5,381,711 und 5,385,073, die beide Truemner et al. gehören, offenbaren Rohrperforationseinrichtungen mit Antriebsschneidrädern, die an verschiedenen Stellen um die Perforationseinrichtungen herum durch Antriebswellen gehalten werden. Gemäß diesen beiden Patenten sind die Antriebswellen unter einem Winkel, d.h. nicht parallel zu der Achse des Rohrs, das durch die Perforationseinrichtung geleitet wird, angeordnet. Gemäß jedem der Patente erzeugt das Anwinkeln der Antriebswellen ein Verkippen der Schneidräder, was dazu beiträgt, die Räder in den Wellentälern des Rohrs zu halten und sehr geringe Rohrschwankungen auszugleichen. Zusätzlich können gemäß jedem dieser Patente die Antriebsschneidräder gegen andere Antriebsschneidräder ausgetauscht werden, um merkliche Veränderungen des Rohrstrangs auszugleichen, wie z.B. bei einem Rohrstrang mit verschiedenen Durchmessern.
Der Oberbegriff des Anspruchs 1 basiert auf US-A-5,381,711.
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht eine Rohrschneidvorrichtung vor, die sich sehr schnell und einfach auf Veränderungen in einem Rohrstrang einstellt, der durch die Vorrichtung geleitet wird, unabhängig davon, ob die Veränderungen aus verschiedenen Rohrstranggrößen oder aus verschiedenen Rohrabschnitten resultieren, wie zum Beispiel in dem Rohrstrang erzeugten Muffenabschnitten, die nicht geschnitten werden sollten.
Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung lassen sich die rotierbaren Elemente radial zum Rohrdurchgang verstellen, um Durchmesserveränderungen in dem Rohrstrang zu entsprechen, der durch die Vorrichtung geleitet wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung reagieren eine Vielzahl der Rohrschneideinrichtungen und in einigen Fällen alle rotierbaren Rohrschneidelemente auf einen einzigen Controller, der eine simultane einheitliche, radiale Verstellung aller Elemente erzeugt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die oben genannten Vorteile und Merkmale sowie weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden detaillierter gemäß den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, wobei:
1 eine Schnittansicht durch eine Rohrschneidvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine vergrößerte Schnittansicht einer der individuellen Rohrschneidstationen der Vorrichtung der 1 darstellt, und
3 eine Schnittansicht einer Rohrschneidvorrichtung darstellt, die zur Veranschaulichung eines Mechanismus für eine radiale Verstellung gezeigt ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG GEMÄSS DEN BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
1 zeigt eine allgemein mit 1 bezeichnete Schneidvorrichtung zum Schneiden eines Rohrstrangs, in diesem Fall eines profilierten Rohrstrangs, der durch die Vorrichtung geleitet wird. Die Rohrschneidvorrichtung umfasst um einen mittigen Rohrdurchgang bzw. um eine durch die Vorrichtung hindurch gehende Bohrung 2 herum an umfänglich beabstandeten Stellen eine Vielzahl individueller Schneidstationen 3.
Die Details einer jeden der Rohrschneidstationen 3 sind besser in 2 der Zeichnung gezeigt und werden später detaillierter beschrieben werden.
Zurückkehrend zu 1 liegt der Schlüssel zu der vorliegenden Erfindung in der radialen Verstellbarkeit einer jeden der Schneidstationen 3. Bei dem speziell gezeigten Beispiel wird diese Verstellbarkeit durch ein mechanisches Verbindungssystem ermöglicht, das eine Vielzahl von Armen aufweist, die schwenkbar miteinander verbunden sind.
Insbesondere weist das Verbindungssystem einen Hauptarm 5 auf, der durch eine einfache Bewegung dieses Arms eine Vielzahl von Nebenarmen steuert, um eine gleichzeitige einheitliche, radiale Verstellung jeder der Schneidstationen zu erzeugen. Diese Nebenarme weisen einen Nebenarm 6, der schwenkbar mit dem inneren Ende des Hauptarms 5 verbunden ist, und eine weitere Vielzahl von Nebenarmen 7 außen um die Vorrichtung herum auf. Wie in 1 zu erkennen ist, sind zwei dieser Nebenarme schwenkbar und mittig mit dem Hauptarm 5 verbunden.
Weitere Nebenarme 9 sind schwenkbar mit den Enden der Arme 7 verbunden, und diese Nebenarme 9 sind dann schwenkbar mit Nebenarmen 11 verbunden, die jede der Schneidstationen 3 rotierbar halten. Der einzige, kleinere Unterschied im Gesamtaufbau ist dort zu finden, wo ein Nebenarm 6, der, wie oben erläutert, schwenkbar mit dem inneren Ende des Hauptarms 5 verbunden ist, verwendet wird, um die Schneidstation 3a zu halten. Die tatsächliche Konstruktion der Schneidstation 3a ist identisch zu der der Schneidstationen 3.
Der Hauptarm 5 ist an seinem äußeren Ende schwenkbar mit einem sich hin- und herbewegenden Kolben 13 verbunden.
Eine Bewegung des Kolbens in eine Richtung, d.h. ein Ausfahren des Kolbens, wirkt direkt auf den Hauptarm, der wiederum eine Bewegung aller Nebenarme verursacht, um jede der Schneidstationen aus der in 1 gezeigten Position nach außen zu ziehen. Das Maß des Ausfahrens des Kolbens gibt das Ausmaß der Bewegung der Schneidstationen vor. Beispielsweise kann der Kolben ausreichend weit ausgefahren werden, um die Schneidstationen vollständig von der Mittelbohrung 2 weg zu ziehen, was es etwas so Großem, wie einem Muffenabschnitt des Rohrs, ermöglichen würde, durch die Vorrichtung hindurch geleitet zu werden, ohne mit den Schneidstationen in Berührung zu kommen. Die Schneideinrichtungen können auch nach außen gezogen werden, um einen Rohrstrang größeren Durchmessers zu schneiden.
Falls es gewünscht wird, jede der Schneidstationen aus der Position der 1 radial nach innen zu ziehen, um z.B. einen Rohrstrang geringeren Durchmessers zu schneiden, erzeugt wiederum eine einzige Bewegung des Kolbens 13, d.h. ein Zurückzie hen des Kolbens, über den Hauptarm und die Nebenarme des Verbindungssystems eine einheitliche, nach innen gerichtete Verstellung der Schneidstationen.
Wie oben erläutert, ist eine der individuellen Schneidstationen 3 gut in 2 der Zeichnung zu sehen. Diese Schneidstation weist sowohl Mittel zum Verfahren des Rohrs durch die Vorrichtung als auch Mittel zum Schneiden des Rohrs auf. Dieses Konzept ist ähnlich zu dem, das in den zwei früheren Lupke-Patenten offenbart ist, obwohl die tatsächliche Konstruktion der Schneidstation 3 gemäß der vorliegenden Erfindung neu ist.
Insbesondere weist die Schneidstation 3 ein erstes scheibenähnliches Element 15 mit einem Gewinde 17 an einer äußeren Oberfläche der Scheibe auf. Ein zweites scheibenähnliches Element 19 befindet sich in einer stromabwärts gelegenen Position relativ zu dem ersten scheibenähnlichen Element. Die äußere Oberfläche der Scheibe 19 ist mit einem Spiralgewindeabschnitt 21 versehen, der sich teilweise um die Scheibe herum windet. Dieser Spiralgewindeabschnitt 21 wird von einem Rippenabschnitt 23 unterbrochen, der die eigentliche Rohrschneideinrichtung 25 hält.
Wie gut in 2 der Zeichnung gezeigt, ist der Rippenabschnitt 23 gerade ausgebildet, so dass er nicht die Spiralkonfiguration des Gewindes 21 aufweist. Demgemäß liegt die Rippe unter einem Winkel von 90° zu der Achse des Rohrstrangs, der durch die Vorrichtung läuft, und der durch die Schneidvorrichtung 25 erzeugte Schnitt wird in der gleichen Richtung erzeugt.
Die Scheibenelemente 15 und 19 sind an einem gemeinsamen sich drehenden Halter 29 montiert. Die Scheibe 15 ist fixiert, während sich die Scheibe 19 längs dieses Halters bewegen lässt. Die Scheibe 15 als solche, und insbesondere das Gewinde 17 an dieser fixierten Scheibe, greift in die Wellentäler des Profilrohrs ein, und die Rotation der Scheibe schiebt das Rohr aufgrund der Gewindesteigung an dem Gewinde durch die Vorrichtung hindurch.
Zur gleichen Zeit greift das Gewinde 21 an der Scheibe 19 ebenfalls in die Wellentäler des Rohrs ein. Aufgrund ihrer Fähigkeit, sich zu bewegen, wird diese Scheibe jedoch in einer stromabwärts orientierten Richtung auf dem Halter 29 gleiten, wenn sie durch den Gewindeeingriff mit dem Rohr gedreht wird.
Die Scheibe 19 wird in eine Position gedreht verdreht, so dass die flache Rippe 23 und die durch die Rippe gehaltene Schneideinrichtung 25 sich in das Wellental hinein bewegen. Als Ergebnis der sich mit dem Rohr bewegenden Scheibe wird die Schneideinrichtung den gewünschten, rechtwinkligen Schnitt durchführen, ohne dass die Vorrichtung der Rohrbewegung einem Widerstand entgegenwirkt.
Wenn sich die Rippe 25 mit der Rotation der Scheibe 19 von dem Wellental gelöst hat, um den Rohrschnitt in diesem speziellen Bereich zu vervollständigen, wird die Scheibe 19 in eine stromabwärts gelegene Position, angrenzend zu der Scheibe 15, zurückkehren, um eine neue Schneidoperation an dem nächsten Wellental durchzuführen, das ihr präsentiert wird. Dies ist das Ergebnis von zwei Tatsachen. Erstens ist eine Feder 31 an dem stromabwärts gelegenen Ende der Scheibe 19 vorgesehen, und diese Feder wird mittels eines Anschlags 31 an dem Halter 29 in Position gehalten. Dieser Anschlag hält die gesamte Anordnung zusammen.
Zweitens ist die Steigung des Gewindes 21 an der Scheibe 19 derart, dass, nachdem der Schnitt gemacht wurde, sich die Scheibe 19 unter dem Einfluss der Feder 31 selbst zurück in Richtung der Scheibe 19 auffädelt, wenn sie in das nächste Wellental des Rohrs eingreift. Dieser Vorgang ist wiederum ähnlich zu dem, der in dem US-Patent 4,218,164 beschrieben ist.
Wie es ebenfalls in den beiden US-Patenten 4,180,357 und 4,218,164 beschrieben ist, können mittels eines einzigen Antriebsriemens für alle Schneidstationen alle Schneidstationen 3 zur gleichen Zeit gedreht werden. Dieser Antriebsriemen wird sich in entgegengesetzte Richtungen um aneinander grenzende, rotierbare Halter der Schneidstationen herumwinden, um die angrenzenden Stationen in entgegengesetzte Richtungen anzutreiben, wodurch eine Rohrdrehung innerhalb der Vorrichtung verhindert wird. Zusätzliche Mittel, wie z.B. ein weicher Rohrstranggreifer, können ebenfalls vorgesehen werden, um dazu beizutragen, das Rohr gegen eine Drehung zu halten, während es geschnitten wird.
3 der Zeichnung zeigt eine modifizierte Rohrschneidvorrichtung, die allgemein mit 21 bezeichnet ist. Diese Vorrichtung umfasst eine Vielzahl rotierender Rohrschneidstationen 23 an umfänglich beabstandet gelegenen Stellen, die um einen zentralen, durch die Vorrichtung gehenden Rohrdurchgang 24 herum angeordnet ist.
Bei diesem besonderen Fall bewegen sich die Rohrschneideinrichtungen 23 durch eine radial ausgerichtete Gleitverstellung relativ zu dem Durchgang 24 hinein und heraus und sind nicht durch ein Schwenkverbindungssystem radial verstellbar. Insbesondere wird jede der Schneideinrichtungen 23 rotierbar an einem Gestell oder einer Stange 27 gehalten, das bzw. die durch einen Rahmen 25 gehalten ist. Die Stange 27 gleitet in den Rahmen hinein und aus ihm heraus, um die Rohrschneideinrichtungen radial zu verstellen.
Bei der in 3 gezeigten Vorrichtung wird eine Operation des Gleitsystems durch einen elektronischen Controller 29 gesteuert. Dieser Controller bekommt Impulse mittels Erfassungsmittel an der Oberfläche des Rohrstrangs eingespeist, die dem Controller Informationen für seinen Betrieb liefern.
Die Sensoren würden beispielsweise das Nahen eines Rohrbereichs größeren Durchmessers, wie z.B. einer Muffe, erfassen, wodurch der Controller die Rohrschneideinrichtungen dazu veranlassen würde, sich nach außen von der Schneidposition weg zu ziehen, wodurch es dem Muffenabschnitt ermöglicht wird, durch die Vorrichtung geleitet zu werden. Ähnliche Sensoren könnten verwendet werden, um das zuvor beschriebene, mechanische Steuersystem zu betreiben.
Mit der Vorrichtung der 3 können wie mit der Vorrichtung der 1 wieder alle Schneideinrichtungen gleichzeitig und einheitlich zueinander verstellt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wäre es lediglich erforderlich, einige der Schneideinrichtungen in eine Schneidposition zu bewegen, während die anderen Schneideinrichtungen entweder zurückgezogen oder von der Schneidposition weggehalten werden. Zum Beispiel kann es erforderlich sein, lediglich das Bodenteil des Rohrs zu schneiden. Dies kann auch unter Verwendung der Schneidvorrichtung 21 erreicht werden, bei der die Steuerung die Schneideinrichtungen in dem oberen Teil der Vorrichtung dazu veranlassen würde, sich radial nach außen von der Schneidposition weg zu bewegen. Die Schneideinrichtungen in dem unteren Teil der Vorrichtung würden nicht bewegt werden.
Auch für diese Situation werden Mittel vorgesehen, um eine Rohrdrehung zu verhindern, die ansonsten aufgrund des Ungleichgewichts in dem Schneidbereich auftreten würde. Diese Mittel liegen in Form von Rohrgreifern 3 vor, die ein Gehäuse 33 und einen Kolben 35 mit weicher Spitze umfassen, der radial nach innen gegen das Rohr bewegt wird, um es so zu halten, dass es sich nicht drehen kann.
Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben wurde, ist für einen Fachmann klar, dass Variationen durchgeführt werden können, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu verlassen.

Claims

Rohrschneidvorrichtung (1) zum Erzeugen einer Vielzahl von Schnitten um einen Rohrstrang mit einer profilierten, äußeren Oberfläche herum, der durch die Vorrichtung geleitet wird, wobei die Vorrichtung eine Vielzahl von Schneidstationen (3) aufweist, die sich bei unterschiedlichen, umfänglichen Positionen um einen durch die Vorrichtung verlaufenden Rohrdurchgang (2) herum befinden, wobei jede Schneidstation ein rotierbares Element (19) umfasst, das mit einem Rohrschneider (25) versehen ist, der bei Rotation jedes rotierbaren Elements zum Rohrdurchgang hin und vom Rohrdurchgang weg geleitet ist, und wobei jede Schneidstation (3) radial zu dem Rohrdurchgang verstellbar ist, um Veränderungen im Rohrdurchmesser zu entsprechen, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass jedes der rotierbaren Elemente (19) individuell axial verschieblich zur Vorrichtung ist, um sich mit dem Rohrstrang zu bewegen, während die Rohrschneider (25) die Schnitte im Rohrstrang erzeugen.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rohrschneider (25) bei jeder Position, in die jede Schneidstation (3) verstellbar ist, unter 90 Grad zu dem Rohrdurchgang ausgerichtet ist.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Schneidstationen (3) des Weiteren ein mit einem Gewinde versehenes Element (15) umfasst, das an einer kraftbetriebenen, rotierenden Welle (29) befestigt ist, um ein Durchschieben des Rohrstrangs durch die Rohrschneidvorrichtung zu unterstützen.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes rotierbare Element (19), das mit dem Rohrschneider (25) versehen ist, verschieblich an der kraftgetriebenen Welle (29) angebracht ist, wobei jedes rotierbare Element (19) ein Gewinde (21) aufweist, das im Eingriff mit der profilierten, äußeren Oberfläche des Rohrstrangs ist, so dass jedes rotierbare Element (19) mittels Eingriff mit der profilierten, äußeren Oberfläche des Rohrstrangs rotiert wird, um den Rohrschneider (25) bei Rotation des rotierbaren Elements (19) in Richtung des Rohrdurchgangs (2) und vom Rohrdurchgang (2) weg zu leiten.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (29) mit dem daran angebrachten Element (15) mit Gewinde Teil jeder Schneidstation (3) ist und mit der Schneidstation in verschiedene, radiale Positionen relativ zu dem Rohrdurchgang verstellbar ist, um es der Vorrichtung zu ermöglichen, Rohrstränge mehrerer verschiedener Durchmesser ohne Austausch der Rohrschneider (25) zu schneiden.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidstationen (3) mit den Rohrschneidern (25) der Vorrichtung radial zu dem Rohrdurchgang (2) verstellbar sind, um Veränderungen im Durchmesser bei einem einzigen Rohr zu entsprechen und um auch Rohren verschiedener Durchmesser ohne Austausch der Rohrschneider (25) zu entsprechen.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 6, gekennzeichnet durch Rohrsensoren, die automatisch eine radiale Verstellung der Schneidstationen (3), die mit den Rohrschneidern (25) versehen sind, für die Veränderungen im Durchmesser bei einem einzigen Rohr erzeugen.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidstation (3), die mit den Rohrschneidern (25) versehen ist, sich ausreichend weit radial nach außen in Abhängigkeit von den Rohrsensoren verstellt, um sich von Muffen wegzubewegen und ein Schneiden von Muffen bei jedem einzelnen Rohr zu vermeiden, das durch die Vorrichtung geleitet wird.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Rohrgreifmittel, um eine Rohrrotation zu verhindern, während die rotierbaren Elemente (19), die mit den Rohrschneidern (25) versehen sind, in Betrieb sind.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Schneidstationen (3) im Einklang miteinander verstellbar sind.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 1, die Steuermittel umfasst, die eine simultane einheitliche, radiale Verstellung einer Vielzahl der Schneidstationen (3) erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel ein mechanisches Verbindungssystem aufweisen, das einen Hauptarm (5) und eine Vielzahl von Nebenarmen (6, 7, 9, 11) umfasst, die schwenkbar miteinander verbunden sind, wobei die Rohrschneider von den Nebenarmen getragen werden, die alle im Einklang miteinander durch eine einzelne Verstellung des Hauptarms drehen.
Rohrschneidvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptarm mittels eines sich hin- und herbewegenden Kolbens (13) angetrieben wird.