FI111690B - Menetelmä ja laitteisto lyhyiden lastujen tuottamiseksi pitkittäissaumahitsattujen putkien sisäpuolisessa jäysteenpoistossa - Google Patents

Description

111690

Menetelmä ja laitteisto lyhyiden lastujen tuottamiseksi pitkittäissaumahitsattujen putkien sisäpuolisessa jäys-teenpoistossa 5 Keksintö koskee menetelmää ja laitteistoa lyhyiden lastujen tuottamiseksi pitkittäissaumahitsattujen putkien sisäpuolisessa jäysteenpoistossa.

Pitkittäissaumahitsattujen putkien valmistuksessa, erityisesti teräsputkien, jotka muovataan esim. muotorul-10 la- tai kehysjärjestelmillä levyrainasta rakoputkeksi ja hitsataan tämän jälkeen, syntyy hitsauspisteessä olevan paineen ansiosta levynreunoihin sisä- ja ulkopuoliset paksunnokset ulos juosseesta sulasta aineesta. Tämä aine kaavitaan pois hitsauspisteen takaa sen sisä- ja ulkosivulta 15 jäysteenpoistotyökaluilla. Ulkopuolelta poistettavan jäys-teen lastua on suhteellisen helppo käsitellä ja se voidaan helppopääsyisyytensä vuoksi ja käytettävissä olevan rajoittamattoman työtilan takia ohjata romuastiaan, mekaanisesti, käsin tai automaattisesti, jakaa lyhyempiin las-20 tuihin ja johtaa pois tai ohjata esim. johtamiskouruja pitkin katkomisasemalle.

Sisäpuolisessa jäysteenpoistossa syntyvä lastu jää • · kuitenkin pitkäksi putken läpi meneväksi lastuksi.

Pitkä lastu haittaa jälkeenpäin tapahtuvaa päätty-. 25 mättömän putkilinjan katkaisemista yksittäisiksi putkiksi ! - esim. sahan terä kuluu hampaisiin kohdistuvien epäsään- ,,, nöllisten iskumaisten kuormitusten takia - ja lastu tulee '·’ osittain sen päästä ulos ja roikkuu putken päästä ulkona, mikä aiheuttaa esim. putkien poikittaiskuljetuksessa suu-ί 30 ren vaaran alueella olevalle henkilökunnalle. Tämän lisäk- i · · si pitkän lastun poistaminen putkesta painevedellä tai : pitkillä harjoilla on hyvin kallista.

I I | » ,···, Näiden haittojen välttämiseksi on jo ehdotettu, että sisälastu pykälöitäisiin ennen sisäpuolista jäysteen 35 poistoa, jotta niistä saataisiin lyhyempiä tai helposti MM» 2 111690 katkeavia. Tähän käytettävät urarullat voivat kuitenkin aiheuttaa putken sisäpinnalle vaurioita tai syviä lovia, jotka johtavat vähimmäisseinämäpaksuuden alittumiseen sauman alueella ja aiheuttaa jännityshuippuja sekä loven vai-5 kutuksia myöhemmin tapahtuvassa sisäpuolisessa painekuor-mituksessa.

Edelleen on DE 32 19 369 Al:ssä julkistettu menetelmä ja laitteisto lyhyiden lastujen aikaan saamiseksi. Kaavittaessa syntyvä lastu käyttää hyväkseen työkalunpiti-10 men vääntövoimaa, jonka saa aikaan poikittaisen työkalunpa timen vinoon järjestetty leikkuuväline. Vierekkäin ja päällekkäin sijoitetut leikkuuvälineet tulevat käyttöön toistensa jälkeen ja tuottavat siten lyhyitä lastuja.

Kuitenkin kuten tunnettua kuormitushuiput syntyvät 15 juuri kuumatyöstöteräksillä sisäpuolisessa jäysteenpois- tossa, kun leikkuuväline tulee työkappaleeseen - tässä sisäpuoliseen hitsisauman paksunnokseen - tai lähtee siitä pois, tulee tulokseksi edellisen kirjoituksen mukaisessa menetelmässä jatkuvien leikkausvälineen vaihtojen takia 20 haittaava vähennys leikkuuajassa.

Tämän lisäksi tuottavat pyörimisliikkeen ylläpitä-miseksi tarpeelliset poikittaisvoimat reaktiovoimia kaapi- * · :v. meen, mikä johtaa tavallisesti käytettävillä pitkillä kaa- pimen pidintangoilla haittaaviin poikittaisvärähtelyihin ^ . 25 ja siten epästabiiliin kaavintaan.

i Keksinnön tehtävänä siis oli saada aikaan menetelmä ,,, ja laitteisto, joilla vältetään tunnetut haitat, saavute- » » * ’ taan lyhyt sisälastu tasaisella kaavin geometrialla, tois tettava kaapimen asetus sekä helppo ja tuotantovarma kaa-i ’,· 30 pimen ja leikkuuvälineen vaihto ja jossa putkessa, jonka :' sisältä on poistettu jäysteet, ei myöhemmässä käytössä : esiinny haittaavia muotovaikutuksia sauman alueella.

^ Tehtävä ratkaistaan vaatimusten 1 ja 8 mukaisilla tunnusmerkeillä.

• » t ! 3 111690

Pidemmälle menevät edulliset toteutustavat on otettu mukaan kulloisiinkin alivaatimuksiin.

Menetelmä pitää sisällään pääasiassa koko tapahtuman jakamisen kahteen vaiheeseen, kaapimiseen ja leik-5 kaamiseen, jotka suoritetaan erillisillä työkaluilla, jolloin kaavinta tapahtuu jatkuvasti putken nopeudesta riippumatta ja leikkaaminen epäjatkuvasti. Tällöin kaavinta voiman suuntavektori on putken akselin ja putken hit-sisauman kautta kulkevassa tasossa.

10 Keksinnön etu on siinä, että kaapimella tehtävä varsinainen sisäpuolinen jäysteenpoisto tapahtuu muuttu-mattomasti kerran sisäänajon jälkeen hitsisauman paksunnokseen, eikä siinä synny aaltomaisia tai muuten ideaalisesta muodosta jaksottaisesti poikkeavia kaavintageomet-15 rioita eikä työstöäjän laskua jatkuvien materiaaliin tulojen ja poistumisten takia.

Keksinnön mukaisen menetelmän toteutustavassa ei voi syntyä millään tavalla kaapimen pystysuuntaisia poik-kivärähtelyjä, koska kaavintavoiman suunta vektori sijait-20 see tasossa, joka kulkee putken akselin ja hitsisauman kautta, ja tuottaa täten reaktiovoimia, jotka vaikuttavat I · >' pääasiassa pituussuuntaan yhdensuuntaisina työkalunpitimen kanssa.

• ♦

Putken nopeudesta riippumaton leikkaaminen mahdol- ,*. : 25 listaa tästä johtuen edullisia lyhyitä leikkuutaajuuksia * » · ja näin jopa senttimetrialueelle asti asetettavan lastun · ... pituuden.

• i » * * · ' Putken liikesuunnan suhteen vaihtelevasti sen mu kana tai sitä vastaan kulkevasti tapahtuva leikkaaminen • * · : ·’ 30 kuten leikkuuvoiman suuntavektorin sijainti ovat samoin • · putken akselin ja putken hitsisauman kautta kulkevassa |; tasossa vaatimuksen 3 tunnusmerkkien mukaisesti ja se vä- . hentää edullisesti pienillä putkikooilla ja niiden yh- • » teydessä käytettävillä suhteellisen ohuilla pidintangoilla

Ml) t » * I ^ » 4 111690 poikittain valmistussuuntaan vaikuttavia käyttömassojen värähtelyj ä.

Tässä tapauksessa on poikittain vaikuttavien mas-savoimien vähentämiseksi edelleen edullista sijoittaa myös 5 työnnettävän terän käyttövoimat putken akselin kanssa yhdensuuntaisesti ja putken akselin ja putken hitsisauman muodostamaan tasoon.

Sen tosiasian perusteella, että työkalunpitimen koon ja sen rakenteellisen toteutuksen takia erityisen 10 suurilla putkilla esim. 500 mm:n sisähalkaisijasta alkaen, poikittaisvärähtelyt esiintyvät pääasiassa vain kaavintaa käyttövoimien seurauksena, saavutetaan kaavin- ja leikkuutoimintojen erottamisella kuten myös kaapimisvoiman suuntavektorilla leikkuulaitteen rakenteellisia etuja, jos 15 leikkuuvoiman suuntavektori leikkaa putken akselin ja hitsisauman välisen tason tai sijaitsee siihen nähden poikittain.

Pienet leikkuutaajuudet saavutetaan tällöin edullisesti poikittain värähtelevillä työkaluilla.

20 Tapauksessa, jossa käyttövoiman tuottavat laitteet on järjestetty sähkövastushitsatun pitkittäissaumaputken ·,· sisään on edelleen edullista tuottaa nämä käyttövoimat paineen avulla, esim. hydraulisesti tai pneumaattisesti, jotta vältettäisiin induktiovirtojen aiheuttamat häiriöt.

» · · ,·. ; 25 Tapauksessa, jossa käyttövoima välitetään yhden- * · · suuntaisesti pitimeen nähden vaikuttavien vipujen ja/tai • « ... karojen avulla, voidaan putken ulkopuolelle asentaa yksin- ’·’ ’ kertaisesti sähköinen käyttölaite.

Vaatimuksen 8 tunnusmerkkiosassa esitetään menetel-: V 30 män toteutus erityisen soveltuvana laitteena.

Tässä laitteessa on irroitettavaksi laatikkoprofii-: Uksi muotoiltuun kannatin runkoon yhdistetty kaavin- ja ,···, leikkuulaite ja sekä kannatinrunko että leikkuulaite on

» I

varustettu aukoilla ja koloilla lastunpoistoa varten si- » 35 ten, että kaavin- ja leikkuutoiminnot erottamalla voidaan 5 111690 toteuttaa edullisesti nopea ja ongelmaton työkalun vaihto vaihtamalla koko kannatinrunko. Yhdensuuntaisesti putken akseliin 19 nähden siirrettävällä leikkuulaitteella vältetään työtilassa poikittain kaavinlaitteeseen vaikutta-5 vat massakiihtyvyydet ja siten kuvatut kaavintageometrian haitat.

Edelleen on edullista, ottaen huomioon uudelleen tuotettava jatkuva kaapiminen, laakeroida kaavin- ja leikkuutyökalun runko kallistuvasta, mikä mahdollistaa 10 kahdella rullallaan myös työkalunvaihdon jälkeen itsestään asettuvan kaavingeometrian.

Vaatimuksen 11 tunnusmerkkiosan mukainen laitteen muotoilu sallii pieneen tilaan rakennettavan ja edullisen muodon putken pituusakselin kanssa yhdensuuntaisesti vä-15 rähtelevän leikkuuliikkeen toteuttamiseksi, jossa leik-kuulaitteen meno- ja paluuiskuja voidaan käyttää kulloinkin leikkaukseen.

Helppo luoksepäästävyys kaapimen asettamiseksi lyhyiden valmistusseisokkien aikana saavutetaan nosto- ja 20 lukituslaitteiden 30,31,32 järjestelyillä, jotka käsittävät kannatinrungon 3 ylemmästä reunasta ulos tulevan . , kaavinterän 29 ja ovat helposti käytettävissä käsittely- » > · ’· ’· aukon 34 kautta.

I I * • ·* Ohjainvarren kanssa yhdensuuntaisesti kulkevien ·.·' * 25 voimansiirtovarsien massakiihtyvyyksien välttämiseksi to- teutetaan leikkuulaitteen käyttö lineaaritoimilaitekäyt-tönä 42 ja se asennetaan vaatimuksen 13 tunnusmerkkiosan mukaisesti putken sisäpuolelle.

Sähköhitsatuissa putkissa on tämä lineaaritoimi-30 laite toteutettu hydrauli- tai pneumatiikkasylinterillä, • jotta vältettäisiin induktiovirtojen vaikutukset.

Suuri halkaisijäisillä putkilla pidetään parempana \ putken ulkopuolista toimilaitetta hyvän luoksepäästävyy- i (l tensä takia.

35 111690 6

Erityisen yksinkertainen paksuseinämäisille ja suurilla kaavinta alueen geometrisilla toleransseilla valmistettaville putkille sopiva käyttölaitteen toteutustapa saadaan aikaan putken sisäpuolelle järjestettävälle kit-5 kapyörä käytöllä.

Laitteen rakennetta ja toimintaa esitellään lähemmin erään mahdollisen toteutusesimerkin avulla.

Kuvio 1 esittää putken sisäpuolelle sijoitettavaa keksinnön mukaista laitetta, joka on laakeroitu kallistet-10 tavasti ohjainvarteen 2 kannatinrungon 3 sivussa olevilla laakeripulteilla 4 ja 5. Ohjainvarressa 2 on tämän lisäksi pitkittäisrako 7 putken liikesuuntaan 6 nähden loppupäässä sekä kolot 8,9 sen sivussa olevissa laipoissa 10,11 laake-ripultteja 4 ja 5 varten. Koko kannatinrunko on siten kal-15 listettavissa 6°:tta ja se voi asettua aina ongelmitta putken pinnan kanssa yhdensuuntaiseen tilaan kiertyvästä laakeroitujen rullien 12 ja 13 avulla käyttötilaan asetuksen ja rullien 12 ja 13 asettumisen jälkeen putken sisäpinnalle.

20 Tässä esitetty putki 1 on leikattu hitsisaumansa keskeltä, jolloin ylempi leikkauspinta, jota ei ole esi-tetty lähempää, edustaa hitsisaumaa.

* ·

Kannatinrungon 3 alaosassa on pitkittäisaukko 14, joka rajoittuu pääasiassa alempaan seinämään 15 ja kahteen .·. i 25 poikittaiseen väliseinämään 16 ja 17. Alemmassa seinämässä ’ ^ 15 on aukko 18 lastunpoistoa varten.

• * ... Pitkittäisaukon 14 sisälle liikkuvasti järjestetyn ·’’ putken akselin 19 kanssa yhdensuuntaisessa teränpitimessä 20 on kaksi koloa 21 ja 22 lastun poistoa varten ja se on : .* 30 varustettu näiden kolojen väliin järjestetyllä poikittais- uralla 23, joka käsittää kahdelta reunaltaan leikkaavan : .·. alaterän 24.

• l · · .···. Terän pitimessä 20 on ohjainvarren 2 vastakkaisessa • » >* päässä kiinnityselimet 25 ja 26 tarraimen 27 kiinnittämi- 35 seksi. Esillä olevassa toteutusesimerkissä tarkoitetaan 7 111690 näillä (ei esitetty lähemmin) sylinteriruuveja varten tehtyjä upotettuja läpiporauksia, jotka ruuvataan yhteen niitä vastaaviin tarraimen 27 alaosan kierteisiin.

Kaapimiskohdan 28 etu- ja takapuolelle putkenlii-5 kesuunnassa 6 järjestettyjen rullien 12 ja 13 välissä sijaitsevaan kannatinrungon 3 väliseinämään 17 on järjestetty kaavinterä 29 nosto- ja lukituslaitteiden 30,31,32 avulla ja asetettu toivottuun kaapimissyvyyteen. Toteu-tusesimerkissä nämä laitteet koostuvat pohjalevystä 30, 10 lukitsinruuvista 31 ja syvyyden asettamiseen tarkoitetusta asetusruuvista 32.

Molempien väliseinämien 16 ja 17 välissä oleva 33 palvelee jälleen lastunpoistona ja aukko 34 rullien kiinnityksen vieressä palvelee esim. lukitsinruuvin 31 käsit-15 telyä työkalua vaihdettaessa.

Väliseinämien 16 ja 17 alaosassa sijaitsee poikit-taisurat 35 ja 36, joissa yläterät 37 ja 38 sijaitsevat.

Kiinnityskupu 39 on hitsattu kiinni ohjainvarren 2 loppupäässä sen sivussa oleviin laippoihin 10 ja 11.

20 Kiinnityskuvussa 39 on porrastettu läpiporaus 40 sekä pitkittäisura 41 tarraimen 27 ja siihen liitetyn . terän pitimen 20 ohjaamiseksi.

Kiinnityskuvun 39 loppupäähän on kiinnitetty line-aaritoimilaite 42 - kuvattu tässä hydraulisylinterinä - ja 25 siinä on putken liikesuuntaa 6 vastaan läpiporauksen 40 kautta tuleva työntötanko 43, joka on varustettu kierteellä 44, johon on ruuvattu laippa 45.

Pyöreä laippa 45 tarttuu tarraimeen 27 reunuksen 46 alta, kannatinrungon 3 kallistumisen huomioon ottavalla 30 välyksellä.

Hydraulisylinterin 42 tarvitsemia hydraulinestelet-kuja ei ole esitetty tässä lähemmin.

·. Vakio käyttötilassa kaavitaan sisäpuolinen hit- sisauman paksunnos pois kaavinkohdassa 28 jatkuvasti kaa-..." 35 vinterällä 29 ja se kulkee kolojen 33 ja 21 sekä aukon 18 9 111690

Patenttivaatimukset: 1. Menetelmä lyhyiden lastujen tuottamiseksi pit-kittäissaumahitsattujen putkien sisäpuolisessa jäysteen- 5 poistossa, jossa menetelmässä sisäpuolinen jäyste jaetaan kappaleiksi poikittaissuunnassa sen pituussuuntaan nähden ja putken sisäpintaa kaavitaan, jolloin kaavintavoiman suuntavektori sijaitsee putken akselin ja hitsisauman kautta kulkevassa tasossa, tunnettu siitä, että 10 sisäpuolista jäystettä kaavitaan pois yhtäjaksoisesti ja se leikataan tämän jälkeen katkonaisesti putken sisällä kappaleiksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaavinta riippuu ja leik- 15 kääminen ei riipu putken nopeudesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että leikkaus tapahtuu putken liikesuunnan suhteen vaihtelevasti sen mukana ja sitä vastaan ja leikkausvoiman suuntavektori sijaitsee putken akselin 20 ja hitsisauman kautta kulkevassa tasossa.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että leikkaus tapahtuu putken lii-kesuuntaan nähden poikittain värähtelevänä ja leikkuu-voiman suuntavektori leikkaa putken akselin ja putken hit- i . 25 sisauman kautta kulkevan tason.

•'j 5. Yhden tai useamman edellä olevan patenttivaati- » » * · * muksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • il V : käytettävän terän käyttövoiman suunta sijaitsee putken akselin ja putken hitsisauman kautta kulkevassa tasossa.

; · : 30 6. Laitteisto patenttivaatimuksen 1 mukaisen mene- telmän toteuttamiseksi, jossa kaavintyökalu on järjestetty . pitkittäissaumahitsatun putken sisäpuolelle hitsauskohdan taakse ja se on liitetty putken ulkopuolelle kiinnitettyyn pidinvarrella varustettuun ohjaintankoon kannatinrungon ·*· 35 välityksellä vielä sulkemattoman putken hitsauskohdan

Claims (15)

10 111690 edessä, ja kannatinrungon ylempään osaan on järjestetty pyörivästi laakeroidut sen reunan yli ulottuvat rullat kaavintakohdan eteen ja taakse liikesuuntaan nähden, ja jossa on laite sisäpuolisen jäystemateriaalin jakamiseksi 5 kappaleiksi poikittain jäysteen pituussuuntaan nähden, tunnettu siitä, että kannatinrunko (3) on muotoiltu pois otettavaksi laatikkoprofiiliksi ja siinä on ohjaimet (14), joihin on järjestetty liikkuvasti leikkuu-laite (20) ja että kannatinrungossa (3) ja leikkuulait-10 teessä (20) on aukkoja ja koloja (18,21,22,33) lastujen poistamiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että leikkuulaite (20) on järjestetty liikkuvaksi putken akselin (19) kanssa yhdensuuntaisesti. 15 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tun nettu siitä, että ohjainvarsi (2) on varustettu putken liikesuuntaan (6) nähden sen loppupäässä pitkittäis-uralla (7) kannatinrunkoa (3) varten, jolloin kannatinrunko (3) on laakeroitu kallistuvasti laakeripulteilla 20 (4,5) ohjainvarren (2) pitkittäisuran (7) sivulaippojen (10,11) koloihin (8,9).

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että ohjaimet (14) on muotoiltu kannatinrungon (3) alemmassa osassa yhdensuuntaisesti '' * 25 putken akselin kanssa kulkevaksi pitkittäisaukoksi ja se . ·· rajoittuu alempaan seinämään (15) ja kahteen väliseinä- '·'**: mään (16,17), jolloin leikkuulaite (20) on suunniteltu ; ohjaimen (14) sisämuotoa vastaavaksi teränpitimeksi ja teränpitimessä on kannatinrungon aukon (18) alueella ja 30 sen kolojen (21) ja (22) välissä poikittaisura (23) ala-.*··. terää (24) varten, ja että kannat inrungon (3) alemmalla ·’ väliseinämien (16,17) alueella on putken liikesuunnassa ; (6) kolon (33) edessä ja sen jälkeen kaksi poikittaisuraa (35,36) kahta yläterää (37,38) varten. 35 111690

10. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 7-9 mukainen laite, tunnettu siitä, että kannatinrun-gossa (3) on nosto- ja lukituslaitteet (30,31,32) kanna-tinrungon (3) yläreunan yli ulottuvaa kaavinterää (29) 5 varten kuten myös käsittelyaukko (34).

11. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 7-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että leikkuulait-teessa (20) on ohjainvarren (2) vastakkaisessa päässä kiinnittimet (25,26) tarrainta (27) varten, että putken 10 liikesuunnassa (6) on kannatinrungon (3) taakse ja ohjain-varren (2) loppupäähän liitetty porrastetulla läpiporauk-sella (40) ja pitkittäisuralla (41) varustettu kiinnitys-kupu (39) kiinteästi ohjainvarteen (2) järjestettyä line-aaritoimilaitetta (42) varten, jolloin lineaaritoimilait-15 teessä (42) on putken liikesuuntaa (6) vastaan ulottuva kierteellä varustettu työntötanko (43) ja joka työntötanko (43) on liitetty laipalla (45) ja pitkittäisuraan (41) ohjattavalla tarraimella (27) leikkuulaitteeseen (20).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, t u n -20 n e t t u siitä, että lineaaritoimilaitteeksi (42) on suunniteltu hydraulisylinteri. : 13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, t u n - * * · n e t t u siitä, että lineaaritoimilaitteeksi (42) on suunniteltu pneumatiikkasylinteri. ; ,25 14. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 7-10 • * * •'· mukainen laite, tunnettu siitä, että leikkuulaite * (20) on käytettävissä moottorilla putken ulkopuolelta ja ·.· · että käyttövääntömomentti on välitettävissä akselilla ra- koputken raon kautta kannatinrungolle (3). • .* 30 15. Yhden tai useamman patenttivaatimuksen 7-10 mukainen laite, tunnettu siitä, että leikkuulaite (20) on käytettävissä putken sisällä istuvalla kitkapyö- » rällä, joka on rakennettu pyöriväksi ja ohjanvarrella (2) ·’ putken sisäpintaa vasten painettavaksi. ' » 111690