EP0519093B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entgraten von Rohrstirnseiten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Entgraten von Rohrstirnseiten Download PDF

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EP0519093B1 EP91109863A EP91109863A EP0519093B1 EP 0519093 B1 EP0519093 B1 EP 0519093B1 EP 91109863 A EP91109863 A EP 91109863A EP 91109863 A EP91109863 A EP 91109863A EP 0519093 B1 EP0519093 B1 EP 0519093B1
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grinding
deburr
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grinding belt
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/007—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor for end faces of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/002—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding edges or bevels

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method according to the preamble of claim 5.
  • burrs on the pipe ends are inevitable.
  • the pipe end faces be burr-free, i.e. sharp-edged and at right angles to the pipe longitudinal axis.
  • the reason for this requirement is that when bluntly flanging such pipes at the transitions no unevenness may occur which cause greater turbulence in the hydraulic fluid. Burrs that remain standing also harbor the risk that they will be separated during operation and ultimately lead to malfunctions in the hydraulic system.
  • the object of the present invention is to provide a deburring method with which in particular the saw burrs on the end faces of thin metal tubes can be removed in a simple manner.
  • burrs on the inside of the pipe are removed by grinding the pipe end face from the inside out, so that a sharp-edged burr-free cut is always achieved.
  • a secondary grinding burr thus formed is completely shifted to the outside and is subsequently machined, for example by means of an elastically bonded, deformable grinding tool attached to the outside, the outer edge of the pipe being used is slightly rounded.
  • the result is an exactly right-angled pipe with a sharp-edged, burr-free inner edge and a slightly rounded, burr-free outer edge.
  • a particular advantage of the invention is that burrs on the tube ends are reliably eliminated even with thin-walled and very long steel, stainless steel or titanium tubes of small diameter and thus low inherent rigidity.
  • the machining accuracy is high and damage to the pipe by hooking the machining tool into a strongly adhering burr is not possible.
  • the method according to the invention can be carried out inexpensively and fully automatically.
  • Fig. 1 shows a greatly enlarged longitudinal section of a tube 1, on the front side of which both ridges 1a are located on the inside and outside of the tube, which have arisen from a saw cut or by cutting the tube to length due to another separation process. 1 shows the tube 1 to the right after the burrs have been removed by the method according to the invention.
  • the pipe 1 to be deburred is rotatably mounted on a carrying device 2.
  • the carrying device 2 can for example consist of two there are parallel rows of interlocking rollers which form a conveyor trough between them.
  • the tube 1 is set in rotation by a pressure device, which consists, for example, of a friction wheel 3.
  • a pressure device which consists, for example, of a friction wheel 3.
  • the grinding belt 5 is adjusted by means of a contact disk 6 of small diameter with exact adjustability of the contact line so that the grinding process takes place in the area of a zone 7 between the pipe central axis 8 and the pipe wall, the running direction 5a of the grinding belt 5 being chosen so that the grinding direction from the inside of the pipe to the outside of the pipe.
  • the end face of the pipe and the grinding belt 5 oscillate in the transverse direction relative to one another, with short pipes the device can oscillate, with longer pipes the grinding belt oscillates.
  • the grinding belt simultaneously grinds the pipe exactly at right angles and also removes a strongly adhering saw burr.
  • the crucial point with the present method is that the poorly accessible burr on the inner edge of the tube face without residues, i.e. is removed without the formation of secondary burrs, and a secondary grinding burr is only formed on the outer edge of the pipe end face. This can be removed using known means, for example an elastic grinding wheel or a brush.
  • Fig. 3 shows the pipe 1 to be processed, the is rotatably mounted on two rows of support rollers 2.
  • the friction wheel 3 is arranged above the tube 1 and is rotated by a drive 9.
  • the speed of the friction wheel 3 can optionally be adjustable.
  • the friction wheel 3 is brought into contact with the tube 1 by means of a lifting cylinder 10 (FIG. 3 shows the raised position of the friction wheel 3).
  • the friction wheel advantageously consists of an elastic material, for example rubber or plastic.
  • the axis of rotation 4 of the friction wheel 3 can be adjusted with respect to the central axis 8 of the tube 1 by means of an adjusting cylinder 11.
  • the pipe 1 is either conveyed against the grinding belt 5 of a grinding device 16, or is withdrawn.
  • the grinding belt 5, which is arranged on the end face of the tube 1, runs e.g. Via the contact disk 6 and two deflection disks 12 and 13, one of which is driven and the second tensions and centers the belt.
  • the grinding belt 5 with the disks 6, 12 and 13 is arranged vertically, but it is also one other arrangement possible. It is crucial that the grinding belt 5, guided through the contact disk 6, comes into contact with the end face of the tube 1 below the central axis 8 in accordance with the method described above.
  • a lifting device 14 is provided in FIG. 3 for setting the contact zone 7 (see FIG. 2).
  • the grinding plane of the grinding belt 5 must be aligned perpendicular to the pipe axis 8.
  • a drive device 18 is provided under the support rollers 2, with which the tube 1 oscillates in the transverse direction to the grinding belt 5 is transferred. With very long tubes, it may be more practical to instead set the grinder 16 in a transverse motion.
  • the pressure time by the friction wheel 3 is controlled by means of a timer.
  • the required processing time and the amount of pressure depend on the pipe diameter and the wall thickness as well as on the pipe material.
  • a similar grinding device 16 and a further grinding tool 19 can be arranged on the other side of the carrying device with the carrying rollers 2, so that the processing takes place first on the one, then on the other pipe end.
  • a pipe grinding system according to the invention can have two substantially parallel pipe support devices, on the opposite ends of which a grinding device 16 and a grinding tool 19 are arranged. Deburring on the right and deburring on the left thus take place in different conveyor troughs, the entire system being linked in such a way that machining on the right and left takes place almost simultaneously.
  • the deburring stations are stationary and the workpieces are transported from right to left or vice versa before, during and after the transfer from channel to channel.
  • Centerless external cylindrical grinding with suitable tools following internal deburring can completely replace the tool described in the text under 19 and at the same time improve the pipe surface.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Milling, Broaching, Filing, Reaming, And Others (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
  • Beim Ablängen oder Absägen von Rohren ist Gratbildung an den Rohrstirnseiten unvermeidlich. Für viele Rohre, (insbesondere Hydraulikrohre im Flugzeugbau) besteht die Anforderung, daß die Rohrstirnseiten gratfrei, d.h. scharfkantig und im rechten Winkel zur Rohrlängsachse verlaufen. Der Grund für dieses Erfordernis liegt darin, daß beim stumpfen Verflanschen solcher Rohre an den Übergängen keine Unebenheiten auftreten dürfen, die stärkere Turbulenzen in der Hydraulikflüssigkeit verursachen. Stehengebliebene Grate bergen darüber hinaus die Gefahr, daß diese im Laufe des Betriebs abgetrennt werden und schließlich zu Funktionsstörungen im Hydrauliksystem führen.
  • Eine weitere Anforderung an Rohre für die genannte Verwendung besteht darin, daß die Außenkanten der Rohrstirnseiten leicht abgerundet sind, damit während der Handhabung, insbesondere bei der Montage, mit Schneidringdichtung ein störungsfreies Arbeiten möglich ist, keine Verletzungsgefahr besteht, und keine abbrechenden Grate ins Rohrinnere gelangen können.
  • Bei der Bearbeitung von langen Rohren, deren Außendurchmesser im Bereich von etwa 5 mm bis 30 mm liegt, besteht bei herkömmlichen Bearbeitungsmethoden ein erhebliches Problem, die oben genannten Anforderungen zu erfüllen. Da solche Rohre oft keinen exakt kreisförmigen Querschnitt haben, besteht insbesondere bei relativ dünnwandigen Rohren das Problem, daß ein Entgraten durch spanabhebende Bearbeitung, beispielsweise durch Drehen, nicht möglich ist, weil keine ausreichend genaue Zentrierung der Rohrlängsachse zu erreichen ist. Außerdem besteht die Gefahr, daß bei einem stark anhaftendem Grat die Bearbeitungsschneide des Werkzeugs in dem Grat einhakt und dabei durch Einreißen den Stirnbereich des Rohrs beschädigt.
  • Ein anderes Verfahren zum Entgraten, nämlich mit Hilfe einer rotierenden Bürste, vor der das Rohr mit seiner Stirnseite quer hin- und herbewegt und gleichzeitig um seine Längsachse rotiert wird, ist bei solchen geringen Rohrdurchmessern nicht mehr einsetzbar, insbesondere kann auf diese Weise der Rohrinnenrand nicht entgratet werden.
  • Angesichts der genannten Probleme besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Entgratungsverfahren zu schaffen, mit dem insbesondere die Sägegrate an den Stirnflächen dünner Metallrohre auf einfache Weise entfernt werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5 gelöst. Die jeweiligen Unteransprüche enthalten vorteilhafte Weiterbildungen.
  • Kennzeichnend für das erfindungsgemäße Verfahren ist, daß durch Schleifen der Rohrstirnseite von innen nach außen die Grate an der Rohrinnenkante abgetragen werden, so daß immer ein scharfkantiger gratfreier Schliff erreicht wird. Ein dabei gebildeter Sekundärschleifgrat verlagert sich komplett nach außen und wird anschließend z.B. mittels eines außen angesetzten, elastisch gebundenen, deformierbaren Schleifwerkzeugs zerspant, wobei die Rohraußenkante leicht abgerundet wird. Das Ergebnis ist ein exakt rechtwinklig geschliffenes Rohr mit scharfkantiger, gratfreier Innenkante und leicht verrundeter, gratfreier Außenkante.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Grate an den Rohrstirnseiten auch bei dünnwandigen und sehr langen Stahl-, Edelstahl- oder Titanrohren geringen Durchmessers und damit geringer Eigensteifigkeit sicher beseitigt werden. Die Bearbeitungsgenauigkeit ist hoch und eine Beschädigung des Rohrs durch Einhaken des Bearbeitungswerkzeugs in einen stark anhaftenden Grat ist nicht möglich. Zudem läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren kostengünstig und vollautomatisch durchführen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    die Grate an einer Rohrstirnseite nach einem Sägeschnitt und die Form der Rohrstirnseite nach der Bearbeitung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren;
    Fig. 2
    ein Schema zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Entgratungsverfahrens; und
    Fig. 3
    ein Ausführungsbeispiel einer Entgratungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt stark vergrößert den Längsschnitt eines Rohres 1, an dessen Stirnseite sowohl am Rohrinnenals auch am Rohraußenrand sich Grate 1a befinden, die durch einen Sägeschnitt oder durch Ablängen des Rohres aufgrund eines anderen Trennverfahrens entstanden sind. Rechts daneben zeigt Fig. 1 das Rohr 1, nachdem die Grate mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens abgetragen wurden.
  • Fig. 2 stellt eine Schemaskizze zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Entgratungsverfahrens dar. Das zu entgratende Rohr 1 ist auf einer Tragevorrichtung 2 drehbar gelagert. Die Tragevorrichtung 2 kann beispielsweise aus zwei parallelen Reihen von ineinandergreifenden Rollen bestehen, die zwischen sich eine Förderrinne bilden. Durch eine Andruckvorrichtung, die beispielsweise aus einem Friktionsrad 3 besteht, wird das Rohr 1 in Rotation versetzt. Indem die Drehachse 4 des Friktionsrads 3 gegenüber der Längsachse des Rohrs 1 etwas schräg eingestellt wird, wird das Rohr 1 entweder senkrecht gegen ein Schleifband 5 gefördert und dort mit einstellbarem Druck und/oder einstellbarer Zeit entgratet,oder aber, bei Verstellung der Drehachse 4 in die andere Richtung, vom Schleifband 5 zurückgezogen. Das Schleifband 5 wird mittels einer Kontaktscheibe 6 kleinen Durchmessers mit exakter Justierbarkeit der Berührungslinie so eingestellt, daß der Schleifvorgang im Bereich einer Zone 7 zwischen Rohrmittelachse 8 und Rohrwand stattfindet, wobei die Laufrichtung 5a des Schleifbands 5 so gewählt wird, daß die Schleifrichtung von der Rohrinnenseite zur Rohraußenseite erfolgt. Zur besseren Schleifbandausnutzung oszillieren die Rohrstirnseite und das Schleifband 5 in Querrichtung relativ zueinander, bei kurzen Rohren kann die Vorrichtung oszillieren, bei längeren Rohren oszilliert das Schleifband.
  • Durch das Schleifband wird das Rohr bei der gegebenen Rotation gleichzeitig exakt rechtwinklig geschliffen und auch ein stark anhaftender Sägegrat wird abgetragen. Das Entscheidende bei dem vorliegenden Verfahren ist, daß der schlecht zugängliche Grat am Innenrand der Rohrstirnseite ohne Rückstände, d.h. ohne Bildung von Sekundärgraten entfernt wird, und nur am Außenrand der Rohrstirnseite ein sekundärer Schleifgrat entsteht. Dieser kann mit bekannten Mitteln, beispielsweise einer elastischen Schleifscheibe oder einer Bürste entfernt werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines praktischen Ausführungsbeispiels, das in Fig. 3 dargestellt ist, erläutert. Fig. 3 zeigt das zu bearbeitende Rohr 1, das auf zwei Reihen von Tragerollen 2 drehbar gelagert ist. Oberhalb dem Rohr 1 ist das Friktionsrad 3 angeordnet, das von einem Antrieb 9 in Drehung versetzt wird. Die Drehzahl des Friktionsrads 3 kann gegebenenfalls einstellbar sein. Mittels eines Hubzylinders 10 wird das Friktionsrad 3 mit dem Rohr 1 in Kontakt gebracht (Fig. 3 zeigt die hochgezogene Position des Friktionsrads 3). Durch Aufsetzen des Friktionsrads 3 wird das Rohr 1 in Rotation versetzt. Das Friktionsrad besteht vorteilhafterweise aus einem elastischen Material, beispielsweise Gummi oder Kunststoff. Mittels einem Verstellzylinder 11 kann die Drehachse 4 des Friktionsrads 3 gegenüber der Mittelachse 8 des Rohrs 1 eingestellt werden. Dadurch wird das Rohr 1 entweder gegen das Schleifband 5 einer Schleifvorrichtung 16 gefördert, oder aber zurückgezogen. Das Schleifband 5, das an der Stirnseite des Rohrs 1 angeordnet ist, läuftz.B. über die Kontaktscheibe 6 sowie über zwei Umlenkscheiben 12 und 13, von denen eine angetrieben wird und die zweite das Band spannt und zentriert.In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Schleifband 5 mit den Scheiben 6, 12 und 13 vertikal angeordnet, es ist aber auch eine andere Anordnung denkbar. Entscheidend ist, daß das Schleifband 5, geführt durch die Kontaktscheibe 6, gemäß dem oben beschriebenen Verfahren unterhalb der Mittelachse 8 mit der Stirnseite des Rohrs 1 in Kontakt kommt. Zur Einstellung der Kontaktzone 7 (siehe Fig. 2) ist in Fig. 3 eine Hubvorrichtung 14 vorgesehen. Eine zusätzliche Feineinstellung ist durch eine Höhenverstellung der Kontaktrolle 6 möglich. Die Schleifebene des Schleifbandes 5 muß senkrecht zur Rohrachse 8 ausgerichtet werden. Zur besseren Schleifbandausnutzung ist unter den Tragerollen 2 eine Antriebsvorrichtung 18 vorgesehen, mit der das Rohr 1 in Querrichtung zum Schleifband 5 in eine Oszillierbewegung versetzt wird. Bei sehr langen Rohren kann es praktischer sein, stattdessen die Schleifvorrichtung 16 in eine Querbewegung zu versetzen.
  • Die Andruckzeit durch das Friktionsrad 3 wird mittels eines Timers gesteuert. Die erforderliche Bearbeitungszeit und die Höhe des Andrucks richten sich nach dem Rohrdurchmesser und der Wandstärke sowie nach dem Rohrwerkstoff. Nach Beendigung des ersten Entgratungsvorgangs, wenn also innen der Sägegrat abgetragen und ein scharfkantiger, gratfreier Schliff erreicht und ein Sekundärschleifgrat nur außen gebildet ist, wird der Anstellwinkel des Friktionsrads 3 so umgesteuert, daß das Rohr 1 zurückläuft. Beim Rücklauf setzt ein elastisch gebundenes, deformierbares Schleifwerkzeug 19 auf das Rohrende auf und zerspant den bei der ersten Stufe nach außen gedrückten Schleifgrat und verrundet die Kante leicht.
  • Zur Bearbeitung des anderen Rohrendes kann auf der anderen Seite der Tragevorrichtung mit den Tragerollen 2 eine gleichartige Schleifvorrichtung 16 und ein weiteres Schleifwerkzeug 19 angeordnet sein, so daß die Bearbeitung erst an dem einen, dann an dem anderen Rohrende stattfindet. Zur Vermeidung von Totzeiten kann eine Rohrschleifanlage gemäß der Erfindung zwei im wesentlichen parallele Rohrtragevorrichtungen aufweisen, an deren gegenüberliegenden Enden jweils eine Schleifvorrichtung 16 und ein Schleifwerkzeug 19 angeordnet sind. Das Entgraten rechts und das Entgraten links erfolgt somit in verschiedenen Förderrinnen, wobei die Gesamtanlage so verkettet ist, daß eine nahezu gleichzeitige Bearbeitung rechts und links stattfindet. Die Entgratstationen sind ortsfest und die Werkstücke werden vor, während und nach der Übergabe von Rinne zu Rinne von rechts nach links oder umgekehrt transportiert.
    Spitzenloses Außenrundschleifen mit geeigneten Werkzeugen im Anschluß an das Innenentgraten kann das im Text unter 19 beschriebene Werkzeug völlig ersetzen und gleichzeitig die Rohroberfläche verbessern.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Entgraten von Rohrstirnseiten durch spanabhebende Bearbeitung,
    dadurch gekennzeichnet, daß das zu entgratende Rohr (1) um seine Längsachse (8) rotierend mit seiner Stirnseite so gegen ein Schleifband (5) gedrückt wird, daß die Schleifrichtung von der Rohrinnenseite zur Rohraußenseite erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungslinie des Schleifbandes (5) mit der Rohrstirnseite so eingestellt wird, daß der auf die Rohrstirnseite zulaufende Teil des Schleifbands (5) in einer Zone (7) zwischen Rohrmittelachse (8) und Rohrwand angreift.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstirnseite und das Schleifband (5) in Querrichtung relativ zueinander oszillieren.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß der an der Außenkante der Rohrstirnseite entstehende sekundäre Schleifgrat mit konventionellen Mitteln entfernt und die Rohraußenkante leicht abgerundet wird.
  5. Entgratvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Tragevorrichtung (2), auf der ein zu bearbeitendes Rohr (1) drehbar gelagert ist,
    gekennzeichnet durch eine Dreh- und Andruckvorrichtung (3), die das Rohr (1) in Rotation versetzt und gleichzeitig mit seiner Stirnseite gegen ein Schleifband (5) drückt, das mittels einer Kontaktscheibe (6) so einstellbar ist, daß die Schleifrichtung von der Rohrinnenseite zur Rohraußenseite erfolgt.
  6. Entgratvorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Dreh- und Andruckvorrichtung ein Friktionsrad (3) ist, dessen Drehachse (4) schräg zur Rohrlängsachse (8) einstellbar ist und das auf die Außenwand des Rohrs (1) wirkt.
  7. Entgratvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungslinie des Schleifbands (5) mit der Rohrstirnseite mittels einer Kontaktwalze (6) so einstellbar ist, daß der auf die Rohrstirnseite zulaufende Teil des Schleifbands (5) in einer Zone (7) zwischen Rohrmittelachse (8) und Rohrwand liegt.
  8. Entgratvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Antrieb (18) die Tragevorrichtung (2) relativ zum Schleifband (5) oszilliert.
  9. Entgratvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    gekennzeichnet durch ein elastisches Schleifwerkzeug (19), das auf das Rohrende aufsetzbar ist oder durch spitzenloses Außenrundschleifen des ganzen Rohres den an der Außenkante der Rohrstirnseite entstehenden sekundären Schleifgrat zerspant und die Rohrkante leicht abrundet.
  10. Entgratvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwei Tragevorrichtungen (2) nebeneinander angeordnet sind, die jeweils an gegenüberliegenden Enden eine Entgratvorrichtung (16,19) aufweisen, und daß eine Vorrichtung zur Übergabe eines Rohrs (1) von einer Tragevorrichtung (2) zur anderen vorhanden ist.
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