DE1802667B2

DE1802667B2 - Vorrichtung zum Schneiden von sich fortlaufend bewegendem Rohr

Info

Publication number: DE1802667B2
Application number: DE1802667A
Authority: DE
Inventors: Shigeo Kojima; Tsutomu Nishi; Tetsunosuke Ohgo; Tetsuo Sasaki
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1967-10-14
Filing date: 1968-10-11
Publication date: 1974-09-19
Also published as: DE1802667C3; US3600991A; GB1242120A; SU494861A3; JPS4838515B1; DE1802667A1; FR1587494A; SE364891B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden von sich fortlaufend bewegendem Rohr, mit einer auf einem Schlitten angeordneten Schneidvorrichtung, wobei dem Schlitten eine Antriebsvorrichtung zugeordnet ist, welche diesen bei jedem Schneidvorgang auf die Laufgeschwindigkeit des Rohres beschleunigt, und der Schlitten eine von einer Geschwindigkeitsmeßvorrichtung gesteuerte Klemmvorrichtung trägt, welche diesen bei Erreichen der Laufgeschwindigkeit des Rohres an dem Rohr festklemmt.

Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus der österreichischen Patentschrift 187 393 bekannt. Wie die Praxis gezeigt hat, läßt sich mit dieser bekannter Vorrichtung jedoch nur eine Schnittgenauigkeit vor ± 10 mm erreichen, so daß die abgeschnittenen Rohr stücke meistens auf das genaue Maß nachgeschnittet werden müssen. Abgesehen davon, daß die gering Schnittgenauigkeit ohnehin ein Nachschneiden de Rohrstücke erforderlich macht, bilden sich an de Schnittfläche aber auch Rattermarken und ei Schneidgrat, was selbst dann eine Nachbearbeitun erforderlich macht, wenn das Rohrstück mit hir reichender Genauigkeit abgeschnitten wird.

Im übrigen ist in der österreichischen Patentschrift elemente einer Rohrtrenneinrichtung offenbart, es ist

187 393 über die Ausbildung der Klemmvorrichtung aber nichts darüber ausgesagt, mit welchen Mitteln

und des Schneidwerkzeugs und dessen Antriebsvor- der die Schneidvorrichtung tragende Wagen auf die

richtung nichts näheres ausgesagt. Geschwindigkeit des laufenden Rohres beschleunigt

Gegenüber dieser bekannten Vorrichtung soll mit 5 werden soll und mit welchen Mitteln er bei Erreichen der Erfindung die Aufgabe gelöst werden, die erziel- dieser Geschwindigkeit mit dem Rohr verbunden bare Schnittgenauigkeit bei gleichzeitiger Steigerung werden soll. Im übrigen ist die Vorrichtung zum Zuder Leistungsfähigkeit zu erhöhen, so daß eine Lan- stellen der Schneidelemente bei dieser bekannten genkorrektur der abgeschnittenen Rohrstücke sowie Rohrtrenneinrichtung anders aufgebaut als bei der eine sonstige Nachbearbeitung der Schnittflächen ent- to Erfindung, so daß auch eine Kombination dieser befallen kann. kannten Schneideinrichtung mit dem Wagen und der

Diese Aufgabe kann aber nur gelöst werden, wenn Beschleunigungseinrichtung nach der österreichischen

die nachfolgend genannten drei Teilaufgaben gemein- Patentschrift 187 393 nicht zum Gegenstand der Er-

sam betrachtet und gelöst werden, da diese in einem findung führen würde.

derart engen tunktionellen Zusammenhang stehen 15 Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfin-

uüd sich in einem solchen Maße gegenseitig beein- dung ergeben sich aus den Unteransprüchen,

flüssen, daß die alleinige Lösung einer dieser Teilauf- Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in

gaben keinen spürbaren Fortschritt erbringt. Diese den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausfüh-

Teilaufgaben bestehen rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

, . , . . _ ,.,.,._, _,. »° Fig. 1 eine Oberansicht einer fliegenden Rohr-

a) in der Anpassung der Geschwindigkeit des die _schnefdvorrichtung gemäß der Erfindung,
Schneidvorrichtung tragenden Schlittens an die _{Fi 2 eine Se}£_e ⁵ _{nansicht der} Vorrichtung gemäß Geschwindigkeit des Rohres. Fiel &&

b) in der Verbindung des Schlittens mit dem Rohr. £ ; 3 _einen Beschleunigungsmechanismus,

c) in der Steuerung des Vorschubs des Schneidele- _{25 Fj} J _{4 dnen Längssch}*_itt ⁵ _{durch e}inen Klemm^ments· mechanisms.

Zur Lösung des aus diesen Teilaufgaben bestehen- F i g. 5 eine Endansicht des in F i g. 4 gezeigten

den Gesamtproblems wird erfindungsgemäß ■· orge- Mechanismus,

schlagen, die Vorrichtung der eingangs genannten F i g. 6 und 7 Schaltbilder eines Öldruck-Antriebs-Bauart in der Weise auszugestalten, daß die Klemm- 30 systems in verschiedenen Betriebszuständen,
vorrichtung aus zwei im Abstand voneinander ange- F i g. 8 einen Schnitt durch einen Schneidelementordneten einzelnen Klemm-Mechanismen besteht, Zuführmechanismus,

zwischen welchen das Schneidelement angeordnet ist, F i g. 9 einen Schnitt durch ein Differentialgetriebe,

wobei eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist. um gemäß F i g. 8,

die Halterung des Schneidelements gegenüber dem 35 Fig. 10 eine vergrößerte Teilansicht eines AbRohr in Rotation zu versetzen, und ferner ein den Schnitts des Schneidelement-Zuführmechanismus,
Vorschub des Schneidelements gegenüber dem Rohr Fig. 11 einen Längsschnitt durch einen Schneidbewirkendes Differentialgetriebe vorgesehen ist, kopf des Schneidelement-Zuführmechanismus gemäß welches aus einer Kurvenscheibe besteht, welche ge- F i g. 8.

genüber der Halterung des Schneidelements eine ab- 40 F i g. 12 eine Endansicht des Schneidkopfes gemäß

weichende Drehgeschwindigkeit aufweist, wobei die F i g. 11 und

Halterung mit einer Kurvenfolgerolle an der Kurven- Fig. 13 einen Schnitt durch einen Schneidelementscheibe anliegt, und daß der die Schneidvorrichtung halter.

tragende Schlitten durch einen Schwenkhebel be- Bevor die fliegende Rohrschneidevorrichtung ge-

schleunigt wird, welcher an einer als Bescnleunigungs- 45 maß der Erfindung im einzelnen beschrieben wird,

kurve dienenden Nockenscheibe anliegt, welche mit werden zunächst ihr Äußeres und einige weitere

einer von der jeweils gemessenen Laufgeschwindig- Merkmale betrachtet. In Fig. 1 und 2 ist ein öl-

keit des Rohres abhängigen Drehgeschwindigkeit an- druckmechanismus allgemein mit 1 bezeichnet, wobei

treibbar ist. die Besonderheit dieses Mechanismus in einer rotie-

Der mit der Erfindung erzielbare technische Fort- 50 renden Kupplung 4 liegt. Wenn sich der Schlittenschritt besteht darin, daß die Rohrstücke mit einer mechanismus 14 bewegt, muß der erforderliche Öl-Genauigkeit von ± 3 mm abgeschnitten werden kön- druck konstant zugeführt werden,
nen, was eine hinreichend kleine Toleranz darstellt, Die Bezugszahl 5 bezeichnet allgemein einen die eine nachträgliche Längenkorrektur der abge- Schlittenantriebsmechanismus zum Starten und Beschnittenen Rohrstücke entbehrlich macht. 55 schleunigen des Schlittens, um auf diese Weise den

Darüber hinaus weisen die Schnittflächen der ab- Schlitten in einen Bereich vorzubewegen, der mit der-

geschnittenen Rohrstücke infolge der besonderen selben Geschwindigkeit wie die Produktionsstrecke

Verbindung des Rohres mit dem Schlitten und der arbeitet. Wenn der Schlitten in denselben Geschwin-

erfindungsgemäßen Steuerung des Vorschubs des digkeitsbereich wie die Produktionsstrecke eintritt,

Schneidelements auch keine Rattermarken oder Grat- 60 kehrt die Beschleunigungsvorrichtung automatisch in

bildungen auf, die eine Nachbearbeitung erforderlich die angezeigte Stellung zurück. Dieses Merkmal bil-

machen würden. det einen Unterschied zu dem herkömmlichen Mecha-

Da der die Schneidvorrichtung tragende Schlitten nismus insofern, als die Beschleunigungsvorrichtung

in sehr kurzer Zeit auf die Laufgeschwindigkeit des nicht betätigt wird, bis der Schneidvorgang vollendet

Rohres beschleunigt werden kann, ergibt sich auch 65 ist. Das erfordert nicht nur einen stabilen Betrieb des

eine sehr hohe Arbeitsgeschwindigkeit. Klemmechanismus für Metallrohre, sondern sorgt

In der deutschen Patentschrift 855 347 ist zwar der auch für ein leichtes Schneiden. Eines der besonderen

Antrieb und die Zustellvorrichtung für die Schneid- Merkmale des Schlittenmechanismus 14 liegt in dem

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verbesserten Klemmechanismus zum Bewegen der ein Signal zum Beginn des Schneidvorgangs zu er-

Metallrohre, der Mechanismus 18 und 19 einschließt, zeugen. Nach Beendigung des Schneidvorgangs er-

die an der Einlaß- bzw. Auslaßseite liegen. Diese zeugt ein kontaktloser Schalter (nicht gezeigt), der in

Mechanismen arbeiten, um zwangläufig ein Rohr in der Nähe des Klemmechanismus 19 liegt, ein Signal,

Abhängigkeit von einem Signal zu klemmen, das er- 5 um gleichzeitig das Schneidelement 101 und die

zeugt wird, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit des Zahnstange 135 zurückzuziehen. Danach werden die

Schlittens mit der Streckengeschwindigkeit überein- Klemmechanismen geöffnet, um den Schlitten in seine

stimmt. Zu diesem Zweck sind Klemmblöcke wie Ausgangsstellung zurückzuführen.

Spannfutter ausgebildet, die durch einen Öldruck- Es soll bemerkt werden, daß der Schlittenbewe-

mechanismus betätigt werden, der so konstruiert ist, io gungshebel 11 in die Ausgangslage durch Einwirkung

daß er zwischen hohen und niederen Drücken ge- eines zurückziehenden Zylinders 45 zurückgeführt

schaltet werden kann, wodurch eine Arbeitsweise mit werden muß, wenn der Schlitten dieselbe Geschwin-

hoher Geschwindigkeit der Klemmblöcke und eine digkeit erreicht wie der sich bewegende Metallkörper,

stabile Klemmkraft sichergestellt werden können. Jetzt werden die Einzelheiten verschiedener Me-

Es hat sich herausgestellt, daß, wenn das Schneid- 15 chanismen der neuartigen Schneidvorrichtung beelement feststeht, Rattermarken an den Schnittenden schrieben, wie sie in F i g. 3 gezeigt ist. Die Startvorder Stücke der abgeschnittenen Metallrohre in verti- richtung für den Schlitten 14 besteht aus einem Rahkaler Richtung an der Einlaßseite auftreten, wodurch men 23, einer Schlittenschubrolle 38, einer Kurvender wirtschaftliche Wert der abgeschnittenen Rohre folgerolle 39, die mit der Beschleunigungskurve 41 wesentlich verringert wird. Aus diesem Grund wird 20 zusammenarbeitet, einem Lager 40 für den sich vordas Schneidelement mittels einer Feder an der Aus- bewegenden Hebel 11, einer Kupplung 42, die mit der laßseite belastet, wodurch das Schneidelement mit in Fig. 1 gezeigten Welle 10 verbunden ist, dem einem gewissen Grad an Elastizität zugeführt wird, zurückziehenden Zylinder 45, der einen Drehzapfen so daß Metallkörper, die unter einer Spannung ge- 43 aufweist und schwenkbar mit dem Hebel 11 bei 44 halten werden, die von einem an der Außenseite an- 25 verbunden ist, einem Traggestell 46 für den Bewegeordneten Klemmzylinder aufgebracht wird, sehr gungsmechanismus und einer Stütze 47 zum Abstützen leicht geschnitten werden können, so daß ein scharfer des Drehzapfens 43. Wenn, wie oben beschrieben, und genau begrenzter Schnitt entsteht. der Schalter24, der auf einer in Fig. 1 gezeigten

Bevor die Einzelheiten der Konstruktion der Schiene 25 angeordnet ist, der Elektromagneten 26

Schneidvorrichtung beschrieben werden, soll ihre 3° erregt, um die Eintourenkupplung 9 in Eingriff zu

Arbeitsweise kurz beschrieben werden. bringen und die Welle 10 dadurch zu drehen, dreht

Als erster Schritt wird die Drehgeschwindigkeit diese Welle die Beschleunigungskurve 41 zusammen

eines Gleichstrommotors zum Antreiben einer Meß- mit einem an der Kupplung befestigten Block 155.

vorrichtung festgestellt, und das festgestellte Signal Wenn die Beschleunigungskurve 41 gedreht wird,

wird einem Fühlgcrät 6 zugeführt, wie es in F i g. 1 35 wird der Hebel 11 im Gegenuhrzeigersinn gemäß

gezeigt ist, um einen Elektromotor 7 zu treiben und F i g. 3 geschwenkt, um den Schlitten 14 über die am

dadurch eine Eintourenkupplung 9 zu veranlassen, freien Ende des Hebels 11 angeordnete Rolle 38 durch

sich normalerweise über einen Geschwindigkeits- den Schlittenanschlag 13 vorwärts zu schieben. Der

Untersetzungsmechanismus 8 zu drehen. Ein Metall- Hub dieser Vorwärtsbewegung des Schlittens schließt

körper wird in die Schneidvorrichtung durch die 40 einen Beschleunigungsbereich und einen Bereich

Meßvorrichtung eingeführt, und wenn das vordere gleicher Geschwindigkeit ein. Der Zwischenraum

Ende des Metallkörpers in Berührung mit einem zwischen diesen Bereichen kann kurz sein, beispiels-

Schalter 24 kommt, der auf die gewünschte Schneid- weise etwa 0,3 see, was ausreicht, um der Änderung

länge eingestellt ist, wird durch den Schalter ein Si- in der Streckengeschwindigkeit zu entsprechen. Dieses

gnal erzeugt, um einen Elektromagneten 26 zu be- 45 Intervall ist in der in F i g. 1 gezeigten Meßscheibe

tätigen, der mit der Eintourenkupplung 9 verbunden 12 vorher eingestellt, wobei verständlich ist, daß ein

ist, um sie auf diese Weise zum Einkuppeln zu ver- kontaktloser Schalter an dem eingestellten Wert an-

anlassen, um eine Welle 10 zu drehen. Die Drehung geordnet ist. Wenn die Kurve ihre Drehung fortsetzt,

der Welle 10 setzt eine Beschleunigungskurve 41 um den Block 155 zu veranlassen, den kontaktlosen

(Fig. 3) in Tätigkeit, um einen Hebel 11 zu betätigen, 50 Schalter zu betätigen, wird ein später zu beschrei-

so daß er einen Schlittenanschlag 13 vorwärts bewegt, bender Klemmechanismus betätigt, um schnell den

wodurch der Schlitten 14 vorgeschoben wird. Wenn Hebel 11 in die Ausgangslage durch die Einwirkung

der sich vorwärts bewegende Schlitten dieselbe Ge- des zurückziehenden Zylinders 45 zurückzuführen,

schwindigkeit erreicht wie der sich bewegende Me- wodurch der Hebel von der Vorwärtsbewegung des

tallkorper, erzeugt ein kontaktloser Schalter (nicht 55 Schlittens unabhängig wird. Bei den bisher bekannten

gezeigt), der in einer Meßscheibe 12 angeordnet ist, Mechanismen, mit denen der Metallkörper geschnit-

ein Signal, das verwendet wird, um unmittelbar die ten wird, während er festgeklemmt ist und durch einen

Klemmechanismen 18 und 19 zum Klemmen des sich Hebel vorwärts bewegt wird, ist es sehr schwierig, den

bewegenden Metallkörpers zu betätigen. Gleichzeitig Schneidvorgang in einem begrenzten gleichen Ge-

damit wird ein unabhängiger Zeitgeber (nicht gezeigt) 60 schwindigkeitsbereich zu vollenden. Das beeinträch-

in Betrieb gesetzt Danach wird der Schlitten weiter- rigt die Maßgenauigkeit. Um diese Schwierigkeit zu

hin nur durch die Trägheit des sich bewegenden Me- vermeiden, ist gemäß der Erfindung die Schlittenstart-

tallkörpers vorwärts bewegt, bis der Schneidvorgang vorrichtung so konstruiert, daß sie nur wirkt, um den

teendet ist. Dann veranlaßt das Signal von dem Zeit- Schlitten auf eine Geschwindigkeit zu bringen, auf

geber ein Schneidelement 101, seine Vorwärtsbewe- 65 der er dieselbe Geschwindigkeit hat wie die Strecke,

gung zu beginnen, während gleichzeitig eine Zahn- Die Einzelheiten des Klemmechanismus sind in

stange 135 (Fig. 10) betätigt wird, um ein mit ihr Fig.4 und 5 gezeigt, wobei Fig.4 ein Schnitt par-

verbundenes Verzögerungsventil 145 zu veranlassen, allel zur Achse eines zu schneidenden Metallrohres

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ist, während Fig. 5 eine Endansicht ist. In diesen Fi- triebszylinder geschlossen sind. Obwohl in Fig.(

guren bezeichnet die Bezugszahl 48 ein Metallrohr, und 7 zwei Zylinder gezeigt sind, die gleichzeitig betä

49 einen Klemmkörper, 50 einen in dem Klemmkör- tigt werden, wird verständlich sein,: daß nur ein Zy per enthaltenen Zylinder, 51 einen in dem Zylinder linder mit demselben Ergebnis, verwendet werder

50 enthaltenen Kolben, 52 eine Kolbenstange, 53 5 kann. In diesen Figuren kennzeichnet die Bezugszah einen Führungsring, der zum Tragen eines Klemm- 81 ein Stromsteuerventil, 82 ein Druckminderventil ringes 54 geeignet ist, 55 eine den Klemmring 54 und 83 einen Druckmesser desselben, 84 eine Leitung, 8f einen Klemmkopf 59 gleitend berührende Klemm- ein Stromsteuerventil, 86 ein Rückschlagventil, Sl hülse, 56 einen Klemmblock, 57 eine Stange zum ein Druckminderventil, 88 einen Gleichrichter, 85 Tragen der Klemmhülse und des Klemmblocks, 58 io eine von einem Elektromotor 90 getriebene Druckeine zurückziehende Feder für die Stange 57, 60 pumpe, 91 ein Entspannungsventil, das auf 70 bis einen Führungsring zum Tragen des Klemmkopfes 175 kg/cm³ eingestellt ist und von einem zweiten 59, 61 eine Leitung zum Zuführen von unter Druck Entspannungsventil 92 unterstützt wird, das auf 5 bis stehendem öl zu dem Klemmechanismus, 62 einen 70 kg/cm³ eingestellt ist, 93 einen Pruckmesser, 94. Raum in dem Zylinder, 63 eine Leitung zum Zufüh- 15 95 und 96 Rückschlagventile, 98 ein Niederdruckentren von unter Druck stehendem öl, um das Zurück- Spannungsventil, 99 einen Druckmesser, 75 und 75' ziehen zu bewirken, 64 einen Raum in dem Zylinder, die elektromagnetischen Klemmventile, 50 und 50' 65 einen O-Ring für den Kolben, 66 eine Stütze die Klemmzylinder, 62 und 62' Räume für öl zum zum Anordnen eines Trennmechanismus, 67 einen Schließen des Klemmechanismus und 64 und 64' Zapfen einer Kolbenstange, 69 einen Trennkolben, ao Räume für öl zum öffnen des Klemmechanismus.

70 einen Kolbenring für diesen, 71 eine öffnung zum Die Betätigung des Öldrucksystems für den Klemm-

Zufuhren von unter Druck stehendem öl zum Tren- mechanismus, wie er in F i g. 4 und 5 gezeigt ist, wird

nen, 72 eine öldichtung für einen Kolben 68, 73 eine jetzt mit Bezug auf Fi g. 6 und 7 beschrieben. Von

Menge Niederdrucköl, 74 einen Rückhalter, 75 ein den in Fig.3 gezeigten Klemmzylindern wird nur

elektromagnetisches Ventil zum Bewirken des 25 einer im einzelnen beschrieben. Das Druckölsystem

Klemmvorgangs, 76 ein elektromagnetisches Ventil, arbeitet, um Niederdrucköl den Zylindern zuzufüh-

77 einen Trennzylinder, 78 Stützen zum Tragen der ren und zu verursachen, daß das öl normal zirku-

elektromagnetischen Ventile und 79 Gleitplattcn für liert. Wenn der Zylinder offen ist, wird das Hoch-

den Klemmechanismus. drucköl in einen Tank gelassen, während der Rück-

Die in F i g. 4 und 5 gezeigte Anordnung zeigt den 30 fluß durch die Rückschlagventile 94, 95, 96 und 97

Mechanismus 19 (Fig. 1) an der Auslaßseite des verhindert wird. Gleichzeitig damit wird auch das Öl

Metallrohres. Vorzugsweise wird der Klemmechcnis- in den Zylindern 62 und 62' in den Tank zurückge-

mus an der Einlaßseite fest angebracht, d. h. der leitet. Gleichzeitig wird dem Niederdrucköl die Mög-

Klemmechanismus 18 in F i g. 1, und zwar durch lichkeit gegeben, frei in die Zylinder 64 und 64' zu

Fortlassen der Gleitplatten 79. 35 strömen, um deren Kolben in geöffnetem Zustand zu

Wenn die Schneidvorrichtung wie oben beschrie- halten. Wenn die elektromagnetischen Ventile 75 ben so konstruiert ist, daß die Beschleunigungskurve und 75' zum Klemmen geschaltet werden (F i g. 7), 41 eine gleichzeitige Betätigung der Klemm- und der fließt öl in die Zylinder 62 und 62' durch die elek-Zeitgebervorrichtung bewirkt, um die Schneidvor- tromagnetischen Ventile 75 und 75', um ihre Kolben richtung vorzubewegen und dadurch den Schneidvor- 40 nach außen zu drücken, wobei der umgekehrte Strom gang nach einem vorher bestimmten Zeitraum zu be- des Öles durch die Rückschlagventile 94 und 97 verginnen, wobei der Klemmechanismus 18 an der Ein- hindert wird. Gleichzeitig damit wird Hochdrucköl laßseite fest angebracht ist, wird der Klemmechanis- den Zylindern 62 und 62' zugeführt, um deren Kolmus 19 an der Auslaßseite etwas vorbewegt, um auf ben stark nach außen zur Vervollständigung der das Metallrohr einen Zug durch ein Zylinder-Kol- 45 Klemmbet tigung zu drücken. Zu diesem Zeitpunkt ben-Aggregat 68 auszuüben, das dicht an den Gleit- wird der umgekehrte Strom des Hochdrucköls durch platten 79 angeordnet ist, und zwar für einen Zeit- die Rückschlagventile 96 und 97 verhindert, und dieraum, wie er durch den Zeitgeber bestimmt wird. ser Zustand wird aufrechterhalten, bis ein Signal erWenn der Schneidvorgang unter diesen Bedingungen zeugt wird, das die Beendigung des Schneidvorgandurchgeführt wird, kann der Schnitt leicht mit ausge- 50 ges kennzeichnet.

zeichneten Ergebnissen durchgeführt werden. Ein Unter diesen Bedingungen für den Niederdruckbekontaktloser Schalter ist dicht an dem Zylinder an- trieb ist das Entspannungsventil 98 wirksam, wähgeordnet. Nach Beendigung des Schneidvorganges rend für den Hochdruckbetrieb das Entspannungsentfernt der Zylinder unmittelbar die abgeschnitte- ventil 91 oder 92 wirksam ist

nen Stücke des Rohres, und der kontaktlose Schalter 55 Somit weist das Öldrucksystem drei Leitungen mit

arbeitet, um ein Signal zu geben, das die nachfolgen- Nieder-, Mittel- und Hochdruck auf, um die Ge-

den Schritte einschließlich des Zurückziehens des schwindigkeit und die Genauigkeit der Betätigung

Schneidelementes einleitet. der Kolben in den Zylindern zu erhöhen, wodurch

F i g. 6 und 7 zeigen ein Öldrucksystem zum Betäti- die Genauigkeit und die Leistungsfähigkeit des

gen des Zylinders, der Klemmechanismen und eines 60 Schneidvorganges wesentlich verbessert werden.

Schneidelementzuführmechanismus, wie er später be- Der in F i g. 4 und 5 gezeigte Klemmechanismus,

schrieben wird. Dieses Öldrucksystem ist mit dem der mit dem oben beschriebenen Druckölsystem ans-

öldruckmechanismus 1 gemäß F i g. 1 verbunden, um gerüstet ist, arbeitet folgendermaßen: Insbesondere

unter Druck stehendes öl verschiedenen Teilen der wird in Abhängigkeit von einem Signal, das das

Schneidvorrichtung von einer Drucköleinheit 2 durch 65 Schließen des Klemmechanismus anzeigt, was durch

ein Gestell 3 und über die rotierenden Kupplungen 4 die Beschleunigungskurve 41 bewirkt wird, öl unter

zuzuführen. Mitteldruck in den Raum 62 im Zylinder 50 dorch

F i g. 6 zeigt den Zustand, in dem die Öldruck-An- die elektromagnetischen Ventile 75 und 75' und die

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Rückschlagventile 97 und 96 gemäß F i g. 7 eingelas- kennzeichnet die Lage eines Schneidelementes mit sen, um den Kolben 51 nach außen zu drücken und großem Durchmesser und 153 diejenige eines dadurch den Klemmring 54 vorzubewegen, wodurch Schneidelementes mit kleinem Durchmesser. Aus Bedie Klemmhülse 55 nach unten entlang der Stange 57 quemlichkeitsgründen zeigt die obere Hälfte der geschoben wird, um den Klemmblock 56 schnell vor- S Fig. 11 einen Querschnitt entlang der Linie llß-llß zubewegen. Anschließend wird Hochdrucköl die in Fig. 12 und die untere Hälfte einen Schnitt Möglichkeit gegeben, den Klemmblock 56 zu veran- entlang der Linie 11 A-IlA in F i g. 12.
lassen, das Metallrohr festzuklemmen. Wie es deut- Schließlich zeigt in Fig. 13 die Bezugszahl 101 Hch aus F i g. 5 ersichtlich ist, wird das Metallrohr 48 das Schneidelement, das von einer Welle 102 getrazwangläufig durch den dargestellten Klemmechanis- io gen wird, die in Lagern 103 und 104 gelagert ist. Mit mus geklemmt, der drei unabhängige Klemmblöcke 105 ist eine Feder zur Feineinstellung des Schneideinschließt. Nach Beendigung des Schneidvorganges elementes, mit 106 eine öldichtung und mit 100 der am Metallrohr 48 werden Kolben durch das Druck- Schneidelementhalter bezeichnet, der mit dem Hebel ölsystem betätigt, um den Klemmechanismus in Ab- 148 über den Zapfen 121 verbunden ist.
hängigkeit von einem Klemmenöffnungssignal auf 15 Nachstehend wird die Arbeitsweise des Schneiddieselbe Weise zu lösen, wie es oben beschrieben element-Zuführmechanismus näher erläutert. Wenn wurde. das Ritzel 110 von dem Ölmotor 17 getrieben wird,

Fig. 8 bis 13 zeigen einen Schneidelement-Zu- während das Differentialgetriebe nicht betätigt wird, führmechanismus, der dem Klemmechanismus folgt, wird die Drehung des Motors auf das Rad 117 überwobei F i g. 8 einen Längsschnitt durch die Schneid- 20 tragen, um es in entgegengesetzter Richtung anzutreivorrichtung, Fig.9 Einzelheiten des Differentialge- ben. Die Hauptwelle 113 wird in entgegengesetzter triebes der Schneidvorrichtung gemäß Fig.8, 10 Richtung von dem Ölmotor 17 über das Ritzel 110 einen Antrieb für die Schneidelementzuführung, und das Rad 112 getrieben. Somit werden das Rad Fig. 11 und 12 Einzelheiten der Schneidkopf bau- 117 und die Hauptwelle 113 in gleicher Richtung gegruppe und Fig. 12 die Schneidkopfbaugruppe zeigt. 25 dreht. Wie oben beschrieben, ist das mit dem Diffe-In F i g. 8 und 9 kennzeichnet die Bezugszahl 17 rentialgetriebekasten verbundene Rad 114 gleitend einen Ölmotor, der ein Ritzel 110 treibt, 111 ein auf der Keilwelle 115 angeordnet. Wenn die Zahn-Leerlaufrad, 112 ein von einer Welle 113 getragenes stange 135, die mit dem Rad 114 im Eingriff steht, Rad, 114 ein Kupplungsrad zum Drehen eines Dif- unterschiedlich in Abhängigkeit vom Klemmbeendiferentialgetriebekastens 116, 115 eine Keilwelle, die 30 gungssignal betätigt wird, dreht die dadurch hervordie Drehung des Ritzels 110 auf ein Rad 117 über- gerufene Einwärtsbewegung des Kolbens (nicht getragen kann, 118 ein Rad zum Drehen einer Kurven- zeigt), der in dem Zylinder 32 enthalten ist, das Rad platte 119, 120 eine Rolle, die in einer in die Kur- 114, wodurch er den Differentialgetriebekasten 116 venplatte 119 gefrästen Nut 147 gleiten kann, 121 um einen Betrag weiterdreht, der der Bewegung der einen bei einem Schneidkopf 122 befestigten Hebel- 35 Zahnstange 135 entspricht.

zapfen zum Tragen der Rolle 120, 123 ein Laby- Infolgedessen wird die Anzahl der Umdrehungen

rinth, 124 eine öldichtung, 125 einen O-Ring, 126 des Rades 117 um das Ausmaß der Drehung des Ge-

ein Lager zum Tragen der Hauptwelle, 127 ein unte- triebekastens erhöht. Das kann ausgedrückt werden

res Gehäuse für den Hauptkörper der Schneidvor- durch

richtung, 128 ein inneres Gehäuse und 129 ein obe- 40 η + η

res Gehäuse. Die Bezugszahl 130 kennzeichnet La- N =—' *

ger zum Tragen der Hauptwelle, 131 einen Halter, 2

und 132 und 133 sind Verstärkungsrippen für das η =2N — η

untere bzw. innere Gehäuse. 134 ist ein Lager zum ²

Tragen des Ritzels 110, 136 ein Lager zum Tragen 45 wobei N die Anzahl der Umdrehungen des Differender Keilwelle für ein Kegelgetriebe und 137 in einem tialgetriebekastens, n_t diejenige des Ritzels 110 und Getriebekasten gelagerte Kegelräder. 138 ist eine n₂ diejenige des Rades 117 darstellt.
Antriebswelle für das Rad 117, die von Lagern 139 Die Drehung des Rades 117 wird auf die Kurvengetragen wird, 30 ist eine Öleinlaßöffnung für den platte 119 über das Rad 118 übertragen, und die AnÖlmotor, während 31 eine Auslaßöffnung ist. 100 ist 50 zahl der Umdrehungen des Schneidkopfes 122, der ein Halter für das Schneidelement 101 und 109 eine an der Hauptwelle 113 befestigt ist, wird um die von Abdeckplatte für den Hauptkörper der Schneidvor- den Differentialrädern erzeugte Steigerung erhöht, richtung. Da der Hebel 148 mit der an seinem äußeren Ende

In Fig. 10 bezeichnet die Bezugszahl 32 einen Be- befestigten Rolle 120 mit dem Schneidkopf 122 ver-

tätigungszylinder für die Zahnstange 135, 140 einen 55 bunden ist und die Kurvenplatte 119 mit einer Nut

Stift und 141 eine Betätigungskurve für das Verzöge- ausgeformt ist, die in Richtung der Drehung geneigt

rungsventil 145. 142 kennzeichnet eine Schubstange, ist, um die Rolle 120 aufzunehmen, gleitet die Rolle

143 eine Rückführfeder, 144 einen Schubhebel für entlang der Kurvennut 147 mit einer Geschwindig-

das Verzögerungsventil 145 und 146 einen kontakt- keit, die der erhöhten Geschwindigkeit des Rades

losen Schalter zum Öffnen des Klemmechanismus. 60 117 entspricht Infolgedessen wird das Schneidele-

In Fig. 11 und 12 ist mit 147 die Nut für eine ment 101 durch die schräge Fläche der Kurvennut

Schneidplatte bezeichnet, mit 120 die von einem He- 147 gegen die Achse gedrückt. Wenn das zu schnei-

•bel 148 getragene Rolle, die entlang der Nut 147 dende Rohr an seiner Mitte gehalten wird, könnte

laufen kann, und mit 122 der Schneidkopf, an dem das Rohr mit derselben Geschwindigkeit geschnitten

der Hebel 148 mittels eines Stiftes 149 befestigt ist 65 werden, wie sie die Hauptwelle 113 aufweist, und mit

150 kennzeichnet eine Schnecke zum Einstellen der einer festen Geschwindigkeit des Rades 117. Die

Lage des Schneidelementes und 151 ein mit der Länge und Neigung der Kurvennut 147 werden in

Schnecke im Eingriff stehendes Schneckenrad. 152 Abhängigkeit von dem Durchmesser und der Wand-

•dicke des Metallrohres bestimmt. Ähnlich kann die Anzahl der Zähne der Zahnstange 135 und des Rades 114 entsprechend der Länge der Kurvennut 147 bestimmt werden.

Eines'der Merkmale des in Fig. 11 und 12 gezeigten Schneidkopfes besteht darin, daß die Wirkung der durch die schnelle Drehung erzeugten Zentrifugalkraft durch das an dem Schneidkopf befestigte Schneidelement und das Schneckengetriebe ausgeglichen wird. Das Schneidelement hat eine Neigung, infolge der Zentrifugalkraft von der Mitte abzuweichen, wodurch die Schneidwirkung verringert wird. Durch den beschriebenen Mechanismus kann diese Neigung jedoch ausgeschaltet und das Schneidelement zwangläufig in das Rohr eingeführt werden. Das ist der Fall, da der Schneidkopf in einer Ebene senkrecht zur Bewegungsrichtung ausbalanciert ist.

Wie es bereits oben erläutert wurde, ist der Klemmmechanismus in der Schneidvorrichtung an der Eingangsseite befestigt, während derjenige an der Auslaßseite so angeordnet ist, daß er von Zylindern betätigt wird, um einen Zug auf das Metallrohr auszuüben. Wenn die Schneidvorrichtung den Schneidvorgang an dem auf diese Weise festgehaltenen Metallrohr durchführt, kann eine ausgezeichnete Fertigbearbeitung mit hoher Leistung erzielt werden. Außerdem wurde gemäß der Erfindung der Schneidelement-Befestigungsmechanismus verbessert, um die Endbearbeitung zu verbessern. Der Fachmann wird wissen, daß an den Enden der abgeschnittenen Teile Rattermarken auftreten, wenn Rohre von einem feststehenden Schneidelement geschnitten werden. Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, wird das Schneidelement nachgiebig durch die Druckfeder 105 gehalten, wie es in Fig. 13 gezeigt ist. Es hat sich herausgestellt, daß diese Konstruktion zu ausgezeichneten Schnittenden ohne Rattermarken führt. Man ist der Ansicht, daß dieses Ergebnisdurch die Tatsache verursacht wird, daß die von der Schneidwirkung des Schneidelementes erzeugte Spannung durch die Feder 105 geschluckt wird.

ίο Somit kann die neuartige Rohrschneidevorrichtung Metallrohre mit hoher Maßgenauigkeit schneiden, und die Schneidleistung ist so hoch, daß sie zehn Schritte pro Minute durchführen kann. Nach Beendigung des Schneidvorganges gibt der kontaktlose Schalter, der in der Nähe des Betätigungszylinders des Klemmechanismus an der Auslaßseite angeordnet ist, ein Signal, das den Zylinder 32 (F i g. 10) betätigt, um die Zahnstange 135 zurückzuführen. Wenn sich die Zahnstange 135 nach unten bewegt, wirkt die an ihr ausgeformte Kurve 141, um das Verzögerungsventil 145 zu lösen, wodurch der kontaktlose Schalter 146 arbeitet, um ein Signal zu erzeugen. In Abhängigkeit von diesem Signal werden die Klemmmechanismen gelöst, um verschiedene Mechanismen in ihre Ausgangsstellungen zurückzuführen.

Wie es in F i g. 8 gezeigt ist, kann das Eindringen von Schneidspänen in das Innere des Schneidmechanismus vollkommen ausgeschlossen werden, da die Schneidvorrichtung mittels des Labyrinths 123, der Öldichtung 124, des O-Rings 125 und der Abdeckplatte 109 vollständig abgedichtet ist, so daß der Mechanismus fortlaufend arbeiten kann.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Schneiden von sich fortlaufend bewegendem Rohr, mit einer auf einem Schlitten angeordneten Schneidvorrichtung, wobei dem Schlitten eine Antriebsvorrichtung zugeordnet ist, welche diesen bei jedem Schneidvorgang auf die Laufgeschwindigkeit des Rohres beschleunigt, und der Schlitten eine von einer Geschwindigkeitsmeßvorrichtung gesteuerte Klemmvorrichtung trägt, welche diesen bei Erreichen der Laufgeschwindigkeit des Rohres an dem Rohr festklemmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung aus zwei im Abstand voneinander angeordneten einzelnen Klemmmechanismen (18, 19) besteht, zwischen welchen das Schneidelement (101) angeordnet ist, wobei eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, um die Halterung (100, 122) des Schneidelements (101) ao gegenüber dem Rohr (48) in Rotation zu versetzen, und ferner ein den Vorschub des Schneidelements (101) gegenüber dem Rohr (48) bewirkendes Differentialgetriebe vorgesehen ist, welches aus einer Kurvenscheibe (119) besteht, welche gegenüber der Halterung (100) des Schneidelements (101) eine abweichende Drehgeschwindigkeit aufweist, wobei die Halterung (100) mit einer Kurvenfolgerolle (120) an der Kurvenscheibe (119) anliegt, und daß der die Schneidvorrichtung tragende Schlitten (14) durch einen Schwenkhebel (11) beschleunigt wird, welcher an einer als Beschleunigungskurve dienenden Nockenscheibe (41) anliegt, welche mit einer von der jeweils gemessenen Laufgeschwindigkeit des Rohres (48) abhängigen Drehgeschwindigkeit antreibbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Klemmmechanismen (18) gegenüber der Schneidvorrichtung ortsfest angeordnet ist und der andere Klemmechanismus (19) gegenüber der Schneidvorrichtung beweglich und mit dieser über ein Zylinder-Kolben-Aggregat (68) verbunden ist, um auf den zwischen den Klemmechanismen befindliehen Teil des Rohres (48) eine Zugkraft auzuüben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Klemmmechanismen (18, 19) mehrere in gleichem Abstand um das Rohr (48) herum angeordnete Klemmblöcke (56) sowie einen mit einem Kolben verbundenen axial verschieblichen Klemmring (SS) aufweist, um die Klemmblöcke infolge Keilwirkung gegeu das Rohr (48) zu pressen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein von einem Öldruckmotor (17) angetriebenes Eingangsritzel (110), welches einen Antrieb des Differentialgetriebes bildet, ein von einer Zahnstange (13J5) angetriebenes zweites Eingangsritzel (114), welches den zweiten Antrieb des Differentialgetriebes bildet, und ein Ausgangsritzel (117) des Differentialgetriebes, wobei die Kurvenscheibe (119) mit dem Ausgangsritzei (117) gekuppelt ist, so daß diese mit der Drehgeschwindigkeit des ersten Eingangsritzels (110) zuzüglich der durch das zweite Eingangsritzel (114) verursachten Differentialdrehgeschwindigkeit antreibbar ist, wobei die Schneidvorrichtung ferner einen mit dem ersten Eingangsritzel (110) gekuppelten Schneidkopf (122) aufweist, in dessen Rotationsebene ein mit diesem umlaufender Hebel (148) exzentrisch und schwenkbar gelagert ist, welcher die Schneidenhalterung (100) sowie eine Kurvenfolgerolle (120) trägt, welche in eine in der Kurvenscheibe (119) angeordnete spiralförmige Nut (147) eingreift, deren Länge dem Hub der Zahnstange (135) entspricht, so daß bei einer Drehzahldifferenz zwischen der Kurvenscheibe (119) und dem Schneidkopf (122) der Hebel (148) und der mit diesem verbundene Schneidenhalter (100) verschwenkt und das Schneidelement (101) der Rohrachse angenähert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidkopf (122) mit dem Ende einer von dem Öldruckmotor (17) angetriebenen Hohlwelle (113) verbunden ist, durch welche sich das zu schneidende Rohr (48) hindurcherstreckt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneidenhalter (100) auf einem Lagerzapfen (121) des Hebels (148) verdrehbar angeordnet und mittels eines Schneckentriebes (150) winkelmäßig justierbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckentrieb (150) auf der dem Schneidelement (101) gegenüberliegenden Seite des Lagerzapfens (121) angeordnet ist, um die auf das Schneidelement (101) einwirkende Fliehkraft zu kompensieren.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidelement (101) mit der Vorspannkraft einer Feder (105) in bezug auf die Bewegungsrichtung des zu schneidenden Rohres (48) gegen das Einlaßende des Schneidkopfes (122) hin belastet ist.