RU2339488C2

RU2339488C2 - Device for cutting of axisymmetric object

Info

Publication number: RU2339488C2
Application number: RU2006118687/02A
Authority: RU
Inventors: Вольфганг ГРАССБЕРГЕР (AT); Вольфганг ГРАССБЕРГЕР; Кристиан УНТЕРЦАУХЕР (AT); Кристиан УНТЕРЦАУХЕР
Original assignee: Кнох, Керн Унд Ко.
Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2008-11-27
Also published as: WO2006042580A1; RU2006118687A; KR20070054137A; DE102004050155B3; ZA200603045B; KR100929738B1

Abstract

FIELD: technological processes; tool.

SUBSTANCE: device contains table, at least, two supports for object installed on the table, cutting device and counter-support. Supports are installed on the table at the distance from each other in direction of object axis. At that every support consists of at least two rollers. Rollers are installed with the possibility of rotation and are installed parallel at the distance to each other with maximum displacement of their axes in relation to object axis for 3°. Cutting device is arranged with the possibility of supply perpendicular to longitudinal axis of object. Counter-support has ball-and-socket hinge and at least three cantilevers radially diverging from it. Ball-and-socket hinge is installed in the center of counter-support. Cantilevers are installed in the same plane with the possibility of supporting free end of the object installed on the table during its rotation.

EFFECT: accurate sawing in plane that is perpendicular to longitudinal axis of axisymmetric object.

7 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для резки осесимметричного предмета. Осесимметричным предметом (предметом с вращательной симметрией) может быть, например, труба, служащая для подачи питьевой воды или сточных вод, или дренажная труба. Он может быть цилиндрическим или трубчатым или же состоять из цельного материала.The invention relates to devices for cutting an axisymmetric object. An axisymmetric object (an object with rotational symmetry) can be, for example, a pipe serving to supply drinking water or wastewater, or a drainage pipe. It can be cylindrical or tubular, or consist of solid material.

Такие трубчатые предметы могут изготавливаться из пластмассы, например, методом так называемого центробежного литья, как более подробно описывается в ЕР 0360758 А2.Such tubular objects can be made of plastic, for example, by the method of so-called centrifugal casting, as described in more detail in EP 0360758 A2.

При этом создание стенок трубы происходит внутри вращающейся матрицы. Извлеченная из матрицы труба имеет постоянный внутренний и наружный диаметр. Свободные торцевые концы трубы все же могут иметь неправильные формы, обусловленные процессом изготовления. Другими словами, обе торцевые поверхности трубчатого предмета расположены не точно в рамках плоскости, перпендикулярной оси трубы. Для определенных случаев применения можно согласиться на небольшие неровности в геометрии торцов труб. Однако имеются также области применения, при которых необходима точная плоская торцевая поверхность трубчатого предмета. Это относится, например, к так называемым проходческим трубам. Они прокладываются в земле непосредственно без предварительной выемки грунта. Трубы загоняются гидравликой в земляной грунт. При этом необходимо преодолевать участки длиной в несколько сотен метров. Трубопровод состоит соответственно из нескольких труб, которые загоняются одна за другой, и торцы которых прилегают один к другому. Если торцевая поверхность таких проходческих труб будет не точно плоской и перпендикулярной оси трубы, неизбежно появляются пиковые напряжения, которые могут быть настолько большими, что будут превышены допустимые, локальные напряжения, и в результате этого могут появиться препятствующие эффекты при проходке.In this case, the creation of the walls of the pipe occurs inside the rotating matrix. The pipe removed from the matrix has a constant inner and outer diameter. The free end ends of the pipe can still have irregular shapes due to the manufacturing process. In other words, both end surfaces of the tubular object are not located exactly within the plane perpendicular to the axis of the pipe. For certain applications, you can agree to small irregularities in the geometry of the ends of the pipes. However, there are also applications where an exact flat end surface of a tubular object is necessary. This applies, for example, to the so-called tunneling pipes. They are laid in the ground directly without preliminary excavation. Pipes are driven hydraulically into earthen soil. In this case, it is necessary to overcome sections several hundred meters long. The pipeline consists respectively of several pipes, which are driven one after another, and the ends of which are adjacent to one another. If the end surface of such tunneling pipes is not exactly flat and perpendicular to the pipe axis, peak stresses inevitably appear, which can be so large that the permissible local stresses are exceeded, and as a result, obstructing effects during penetration can appear.

Для образования точной плоской торцевой поверхности, как известно, трубы отрезаются с одной стороны дисковой пилой. Для этого трубы укладываются на стол по меньшей мере с двумя опорами для размещенного на столе предмета, расположенными на расстоянии друг от друга в направлении оси предмета. При этом каждая опора состоит по меньшей мере из двух роликов, установленных с возможностью вращения и расположенных на расстоянии друг от друга в качестве опоры для отрезаемой трубы.To form an accurate flat end surface, as you know, the pipes are cut off on one side by a circular saw. For this, pipes are laid on the table with at least two supports for an object placed on the table, spaced apart from each other in the direction of the axis of the object. In this case, each support consists of at least two rollers mounted for rotation and located at a distance from each other as a support for the pipe being cut.

Впоследствии, когда труба вращается на столе, осуществляется резка указанной пилой, т.е., например, отрезается узкий концевой кусок. Однако выяснилось, что при таком методе на столе происходит осевое смещение трубы. Это приводит к тому, что полученные плоскости резания находятся не точно перпендикулярно к оси трубы, а скорее спиралеобразно.Subsequently, when the pipe rotates on the table, the indicated saw cuts, i.e., for example, a narrow end piece is cut. However, it turned out that with this method, the axial displacement of the pipe occurs on the table. This leads to the fact that the resulting cutting planes are not exactly perpendicular to the axis of the pipe, but rather spiral.

Причина осевого смещения трубы может заключаться, например, в том, что упомянутые ролики опор для трубы не точно параллельны осевому направлению трубы или их положение во время работы меняется.The reason for the axial displacement of the pipe may, for example, be that the said support rollers for the pipe are not exactly parallel to the axial direction of the pipe or their position changes during operation.

При этом наблюдались отклонения от точно перпендикулярного пропила (при точно горизонтально расположенной трубе) в несколько сантиметров, что нельзя допустить.In this case, deviations from a precisely perpendicular cut (with a precisely horizontal pipe) of several centimeters were observed, which cannot be allowed.

Ближайшим аналогом изобретения является устройство, раскрытое в SU 1258314 A3.The closest analogue of the invention is the device disclosed in SU 1258314 A3.

Задачей настоящего изобретения является создание устройства для резки осесимметричного предмета, которое обеспечивает точный пропил в плоскости, перпендикулярной продольной оси осесимметричного предмета.The objective of the present invention is to provide a device for cutting an axisymmetric object, which provides accurate cut in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the axisymmetric object.

Решение такой задачи обеспечивается следующим образом.The solution to this problem is provided as follows.

На практике едва ли можно реализовать гарантированное точное центрирование роликов опор на длительное время. Но и тогда из-за возникающих при резке сил не удалось бы избежать осевых смещений осесимметричного предмета (например, трубы) на столе.In practice, it is hardly possible to realize guaranteed accurate centering of the support rollers for a long time. But even then, due to the forces arising during cutting, it would not be possible to avoid axial displacements of an axisymmetric object (for example, a pipe) on the table.

Поэтому первое размышление направлено на то, чтобы принудительно вызвать осевое смещение предмета благодаря целенаправленной установке под углом роликов опор.Therefore, the first reflection is aimed at forcing to cause axial displacement of the subject due to the purposeful installation of the support rollers at an angle.

Второе размышление направлено на то, чтобы одновременно компенсировать это осевое смещение предмета.The second reflection is aimed at simultaneously compensating for this axial displacement of the subject.

При этом недостаточно установки статической контропоры, к которой прилегает торцевая плоскость отрезаемого осесимметричного предмета, так как он вращается при резке, и это привело бы к образованию неровной поверхности среза.In this case, it is not enough to install a static counter support to which the end plane of the axially symmetric object being cut adheres, since it rotates during cutting, and this would lead to the formation of an uneven surface of the cut.

В этом отношении третье размышление заключается в том, чтобы сконструировать контропору так, чтобы она могла свободно двигаться во всех направлениях системы осей координат. При этом вся контропора должна иметь естественно устойчивое положение.In this regard, the third consideration is to construct a counter support so that it can move freely in all directions of the coordinate axis system. In this case, the entire counter support must have a naturally stable position.

Объектом настоящего изобретения в наиболее общей форме его осуществления является устройство для резки осесимметричного предмета (предмета с вращательной симметрией) в плоскости, расположенной перпендикулярно к продольной оси М предмета. Предлагаемое в изобретении устройство содержит стол, по меньшей мере две опоры для размещаемого на столе предмета, расположенные на столе на расстоянии друг от друга в направлении оси предмета, и режущее устройство, выполненное с возможностью его подачи перпендикулярно к продольной оси предмета.The object of the present invention in the most general form of its implementation is a device for cutting an axisymmetric object (an object with rotational symmetry) in a plane located perpendicular to the longitudinal axis M of the object. The device of the invention comprises a table, at least two supports for an object placed on the table, located on the table at a distance from each other in the direction of the axis of the object, and a cutting device configured to feed it perpendicular to the longitudinal axis of the object.

В отличие от ближайшего аналога, предлагаемое в изобретении устройство снабжено контропорой, имеющей шаровой шарнир, установленный по центру контропоры, и по меньшей мере три радиально расходящиеся от него консоли, расположенные в одной плоскости с возможностью подпирания свободного торца расположенного на столе предмета при его вращении, причем каждая опора состоит по меньшей мере из двух роликов, установленных с возможностью вращения на расстоянии друг от друга таким образом, чтобы их оси проходили параллельно и со смещением по отношению к оси предмета, составляющим максимум 3°.Unlike the closest analogue, the device according to the invention is equipped with a counter-support having a ball joint mounted in the center of the counter-support, and at least three consoles radially diverging from it, located in one plane with the possibility of supporting the free end of the object located on the table during its rotation, moreover, each support consists of at least two rollers mounted for rotation at a distance from each other so that their axes are parallel and offset to the axis of the subject, comprising a maximum of 3 °.

Для достижения устойчивости положения предмета в осевом направлении достаточно, чтобы ролики были расположены под углом 3°, к примеру 1° или 2°.To achieve stability in the axial direction of the object, it is sufficient that the rollers are located at an angle of 3 °, for example 1 ° or 2 °.

Благодаря целенаправленной минимальной установке роликов под углом (относительно продольной оси стола или оси трубчатого предмета) достигается то, что предмет при вращении на опорах смещается по оси в направлении контропоры и оказывает определенное давление на контропору.Due to the purposeful minimal installation of the rollers at an angle (relative to the longitudinal axis of the table or the axis of the tubular object), it is achieved that the object, when rotating on the supports, moves axially in the direction of the counter support and exerts a certain pressure on the counter support.

Контропора, имеющая жесткое положение, обеспечивает возможность действовать практически как кардан, благодаря расположенному по центру шаровому шарниру. При этом упомянутые консоли, выходящие из шарового шарнира, перемещаются в соответствии с геометрией торцевой поверхности предмета в такое положение, при котором консоли прилегают к еще неправильным торцевым плоскостям предмета.The counter support, which has a rigid position, provides the ability to act almost like a cardan, thanks to the centrally located ball joint. At the same time, the said consoles emerging from the spherical hinge are moved in accordance with the geometry of the end surface of the object in such a position that the consoles are adjacent to the irregular end planes of the object.

И при вращении осесимметричного предмета (во время процесса резки) не изменяется осевое положение предмета, все это благодаря исполнению контропоры с шаровым шарниром и стационарному креплению консолей к этому шаровому шарниру.And when the axisymmetric object rotates (during the cutting process), the axial position of the object does not change, all this due to the execution of the counter-support with a ball joint and the stationary mounting of the consoles to this ball joint.

Теперь можно настроить соответствующее отрезное устройство, например круговую пилу, по отношению к трубе (осесимметричному предмету) так, чтобы круглая пила проходила точно перпендикулярно к продольной оси центра предмета и при этом образовывалась поверхность среза, которая проходила бы по всему объему трубчатого предмета на одном уровне перпендикулярно к продольной оси центра трубы.Now you can adjust the corresponding cutting device, for example, a circular saw, with respect to the pipe (axisymmetric object) so that the circular saw passes exactly perpendicular to the longitudinal axis of the center of the object and at the same time a cutting surface is formed that would pass along the entire volume of the tubular object at the same level perpendicular to the longitudinal axis of the center of the pipe.

В качестве отрезного устройства может, например, выступать также водоструйное режущее устройство или лазерное режущее устройство.As a cutting device, for example, a water-jet cutting device or a laser cutting device can also be used.

Согласно одному варианту выполнения изобретения контропора выполнена с возможностью перемещения в направлении оси осесимметричного предмета. При этом каждое положение регулировки, конечно, снова фиксируется. Также можно установить контропору с возможностью перемещения по высоте. Это необходимо и целесообразно, прежде всего, тогда, когда требуется отрезать на той же установке (устройстве) предметы различных диаметров. Но и здесь снова фиксируется соответственно отрегулированное по высоте положение шарового шарнира.According to one embodiment of the invention, the counter-support is movable in the axis direction of the axisymmetric object. In this case, each adjustment position, of course, is again fixed. You can also install a counter support with the ability to move in height. This is necessary and appropriate, first of all, when it is required to cut objects of various diameters on the same installation (device). But here again, the position of the ball joint, respectively adjusted in height, is fixed.

Для отрезания предметов различных диаметров предусмотрен также вариант выполнения изобретения, который позволяет изменять длину консолей контропоры. Для этого можно надеть удлинители на имеющиеся консоли. Консоли контропоры могут быть также выполнены с возможностью телескопического выдвижения по своей длине. В любом случае консоли должны иметь такую длину, чтобы они могли прилегать к торцевой части трубы.An embodiment of the invention is also provided for cutting objects of various diameters, which allows you to change the length of the counter arms. To do this, you can put extensions on existing consoles. The counter-support consoles may also be telescopic extension along their length. In any case, the consoles should be of such a length that they can fit against the end of the pipe.

Повернутые в сторону осесимметричного предмета консоли могут быть выполнены так, что они будут расположены, в общем, в одной плоскости. Это, однако, не обязательно требуется из-за конструкции контропоры с шаровым шарниром. Принципиально контропора должна иметь лишь две консоли, которые преимущественно должны уходить в противоположные направления. Также допустима плоская контропора, например, в форме диска, площадь прижимания (поверхность прилегания торцевой части предмета) которого в определенных пределах обратимо деформируется так, что может подгоняться прижимаемая поверхность неровной торцевой плоскости предмета. С точки зрения изобретения это была бы форма исполнения "бесконечно многих консолей". В любом случае должен также иметься шаровой шарнир по центру для того, чтобы принять на себя желаемое шатающееся движение при вращении предмета на столе, не смещая предмет в направлении оси.Consoles turned towards an axisymmetric object can be made so that they are located, in general, in one plane. This, however, is not necessarily required due to the design of the counter-support with a ball joint. In principle, the counter support should have only two consoles, which should mainly go in opposite directions. A flat counter-support, for example, in the form of a disk, the pressing area (the contact surface of the end part of the object) of which within certain limits is reversibly deformed so that the pressed surface of the uneven end plane of the object can be adjusted, is also acceptable. From the point of view of the invention, this would be a form of execution of "infinitely many consoles." In any case, there should also be a ball joint in the center in order to take on the desired staggering movement when the object is rotating on the table, without moving the object in the direction of the axis.

Для улучшения статического трения между консолями контропоры и соответствующей торцевой поверхностью осесимметричного предмета консоли контропоры могут быть выполнены с фрикционным покрытием со стороны, обращенной к предмету. Также можно предусмотреть такое фрикционное покрытие и для роликов опор.To improve static friction between the counter support arms and the corresponding end surface of the axisymmetric object, the console arms can be made with a friction coating on the side facing the object. It is also possible to provide such a friction coating for support rollers.

Контропора может быть выполнена с тремя радиально расходящимися консолями, расположенными под углом 120° по отношению друг к другу, т.е. по типу звезды. Ниже изображен этот тип исполнения.The counter support can be made with three radially diverging consoles located at an angle of 120 ° with respect to each other, i.e. like a star. This type of execution is shown below.

Установка роликов опор под углом может быть выполнена таким образом, чтобы ролики располагались со смещением их свободных концов относительно друг друга в осевом направлении трубчатого предмета, составляющим до 5 мм (прежде всего на 0,5-1,5 мм). В любом случае необходимо обеспечить, чтобы оси роликов опоры были параллельны друг другу.The installation of the support rollers at an angle can be performed in such a way that the rollers are positioned with the displacement of their free ends relative to each other in the axial direction of the tubular object, up to 5 mm (primarily 0.5-1.5 mm). In any case, it is necessary to ensure that the axes of the support rollers are parallel to each other.

Для точной настройки роликов под углом предусматривается вариант с возможностью регулирования валов роликов при помощи регулировочных винтов.To fine-tune the rollers at an angle, an option is provided with the ability to adjust the roller shafts using the adjusting screws.

Дополнительные признаки изобретения вытекают из признаков, изложенных в зависимых пунктах формулы изобретения, а также других материалов заявки.Additional features of the invention arise from the features set forth in the dependent claims, as well as other materials of the application.

Изобретение более подробно описывается на основании приведенного ниже варианта выполнения. При этом одна единственная фигура - в виде схематического изображения - изображает устройство, соответствующее изобретению, на котором лежит труба, конец которой должен быть отрезан.The invention is described in more detail based on the following embodiment. Moreover, one single figure - in the form of a schematic image - depicts a device corresponding to the invention, on which lies a pipe, the end of which must be cut off.

При этом позиция 10 означает стол, образуемый здесь двумя параллельными опорными балками 12, 14, которые соединены друг с другом при помощи поперечин 16. Между балками 10 расположены две опоры 18, 20 на расстоянии одна от другой (если смотреть в продольном направлении балок 10). Каждая опора оснащена двумя роликами 22, 24, вал 26 которых смещен на 0,5° к продольной оси М центра трубы 30, которая расположена на столе 10. При этом оба ролика 22, 24 каждой опоры 18, 20 расположены на расстоянии между собой (в направлении, перпендикулярном продольному расположению балок 12, 14) так, что они могут принять между собой трубу 30.In this case, position 10 means a table formed here by two parallel support beams 12, 14, which are connected to each other by means of cross members 16. Between the beams 10 there are two supports 18, 20 at a distance from one another (if you look in the longitudinal direction of the beams 10) . Each support is equipped with two rollers 22, 24, the shaft 26 of which is offset by 0.5 ° to the longitudinal axis M of the center of the pipe 30, which is located on the table 10. In this case, both rollers 22, 24 of each support 18, 20 are located at a distance from each other ( in a direction perpendicular to the longitudinal arrangement of the beams 12, 14) so that they can receive the pipe 30 between them.

На конце стола 10 расположена контропора 32, при этом для лучшей наглядности крепление контропоры не изображено. Контропора 32 содержит установленный по центру кольцеобразный корпус 34, в котором расположен шаровой шарнир (изображенный лишь схематично). От кольцеобразного предмета 34 уходят три консоли 36, 38, 40 радиально наружу, при этом консоли 36, 38; 38, 40; 40, 36 образуют между собой угол 120°. Соответствующая торцовая сторона 30s трубы 30 и поверхности консолей 36, 38, 40 находятся в одной плоскости.At the end of table 10 there is a counter-support 32, while for better clarity, the fastening of the counter-support is not shown. The counter support 32 comprises a centrally mounted annular body 34 in which a ball joint is located (shown only schematically). From the annular object 34 go three console 36, 38, 40 radially outward, while the console 36, 38; 38, 40; 40, 36 form an angle of 120 ° between themselves. The corresponding end side 30s of the pipe 30 and the surfaces of the arms 36, 38, 40 are in the same plane.

Независимо от геометрии торцовой поверхности 30s трубы 30 контропору 32 можно двигать во всех трех направлениях системы осей координат благодаря шаровому шарниру, при этом труба 30 после поворота на опорах 18, 20 двигается в направлении оси (М) по направлению к консолям 36, 38, 40 и доходит до контакта с ними. Как только достигается такое положение, никакого дальнейшего осевого смещения трубы 30 на столе 10 не происходит.Regardless of the geometry of the end surface 30s of the pipe 30, the counter support 32 can be moved in all three directions of the coordinate axis system due to the ball joint, while the pipe 30, after turning on the supports 18, 20, moves in the direction of the axis (M) towards the consoles 36, 38, 40 and comes to contact with them. Once this position is reached, no further axial displacement of the pipe 30 on the table 10 occurs.

После этого перпендикулярно к поверхности трубы 30 можно подвести расположенную на другом конце 30а трубы 30 пилу 42, закрепленную на поворотном рычаге 44.After that, a saw 42 located on the other end 30a of the pipe 30 can be brought perpendicular to the surface of the pipe 30, mounted on the pivot arm 44.

Благодаря точному осевому расположению трубы 30, при вращении трубы 30 можно получить поверхность среза, которая будет проходить точно перпендикулярно к расположенной по центру продольной оси М трубы 30.Due to the precise axial location of the pipe 30, when the pipe 30 is rotated, it is possible to obtain a cut surface that will extend exactly perpendicular to the centrally located longitudinal axis M of the pipe 30.

Таким образом, в приведенном примере исполнения отрезается конец трубы 30 длиной L.Thus, in the embodiment shown, the end of the pipe 30 is cut to a length L.

Закрепленная также на опорной балке 12 отсасывающая труба 46 обеспечивает немедленное отсасывание образующейся при резке пыли.A suction pipe 46 also attached to the support beam 12 provides immediate suction of dust generated during cutting.

Во время всего процесса резки торцевая плоскость 30s трубы 30 прилегает к консолям 36, 38, 40, которые также вращаются в соответствии с вращением трубы 30 через шаровой шарнир.During the entire cutting process, the end plane 30s of the pipe 30 is adjacent to the consoles 36, 38, 40, which also rotate in accordance with the rotation of the pipe 30 through the ball joint.

Claims

1. Device for cutting an axisymmetric object (30) in a plane perpendicular to the longitudinal axis M of the object (30), containing a table (10), at least two supports (18, 20) for an object (30) placed on the table (10) ) located on the table (10) at a distance from each other in the direction of the axis of the object (30), and a cutting device (42) made with the possibility of feeding it perpendicular to the longitudinal axis of the object (30), characterized in that it is provided with a counter support (32 ) having a ball joint mounted in the center of the counter support (32), and at least t and consoles radially diverging from it (36, 38, 40), located in the same plane with the possibility of supporting the free end (30s) of the object (30) located on the table (10) during its rotation, and each support (18, 20) consists of of at least two rollers (22, 24) mounted rotatably at a distance from each other so that their axes are parallel and offset relative to the axis of the object (30), the maximum value of which is 3 °.

2. The device according to claim 1, characterized in that the counter-support (32) is arranged to move in the direction of the axis of the object (30).

3. The device according to claim 1, characterized in that the counter-support (32) is arranged to move in height.

4. The device according to claim 1, characterized in that the console (36, 38, 40) of the counter-support (32) is made with the possibility of telescopic extension along its length.

5. The device according to claim 1, characterized in that the counter-support (32) is made with three consoles (36, 38, 40) located at an angle of 120 ° with respect to each other.

6. The device according to claim 1, characterized in that the arms (36, 38, 40) of the counter-support (32) are made with a friction coating on the side facing the object (30).

7. The device according to claim 1, characterized in that the rollers (22, 24) of the supports (18, 20) are made adjustable by means of adjusting screws to ensure adjustment of their position.