DE19519953A1 - Sägemaschine zum genauen Abstechen von ringförmigen Rohrabschnitten von Rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sägemaschine, welche mehrere kreisförmige Sägeblätter aufweist, die durch jeweils eine Werkzeugspindel angetrieben und in einer rechtwinklig zu der Rohrachse stehenden Schnittebene gegenüber einem rohrförmigen Werkstück zum genauen maßhaltigen Abstechen von ringförmigen Rohrabschnitten bewegbar sind.

Zum Abstechen von ringförmigen Rohrabschnitten von zylindrischen Werkstücken, insbesondere zum Ablängen von Rohren, sind radial zustellbare Kreissägemaschinen bekannt, bei denen die Kreissägeblätter einen wesentlich größeren Durchmesser als das Rohr aufweisen müssen, damit der Ringabschnitt in einem Schnitt vollständig von dem Rohr abtrennbar ist. Zugleich soll das Sägeblatt so schmal wie möglich bleiben, damit der beim Sägen entstehende Schnittverlust tunlichst geringe gehalten werden kann. Die freie Einspannlänge des dadurch relativ dünnen Sägeblattes bedingt infolgedessen ein leichtes Abweichen der Schneidezähne von der Schnittebene und das Verlaufen des Schnittes, was eine ungenügende Maßhaltigkeit des Ringabschnittes nach sich zieht. Außerdem wird durch die freie Einspannlänge des Sägeblattes eine starke Geräuschentwicklung beim Sägen hervorgerufen.

Bei einer Sägemaschine mit einem einzelnen, durch eine Werkzeugspindel angetriebenen Sägeblatt, können die beschriebenen Nachteile durch Drehen des Rohres, wie in der DE Patentschrift 38 25 152 ausgeführt, vermieden werden. Zum Ablängen kurzer Ringabschnitte wird das rotierende Sägeblatt von außen auf die Außenfläche des Rohres hin bewegt und die Rohrwandung zunächst an einer Stelle durchgeschnitten. Nach dem wird das Rohr gedreht, bis der Ringabschnitt vollständig von dem Rohr abgetrennt ist. Diese Arbeitsweise ist langwierig und bedingt einen mehr oder weniger schnellen Verschleiß des Sägeblattes.

Statt dessen wurde in der DE Patentschrift 42 20 025 eine Sägemaschine mit einem in mehrere Richtungen verfahrbaren Sägeblatt vorgeschlagen. Nachteilig ist, daß das Sägeblatt wiederum einen entsprechend großen Außendurchmesser aufweisen muß, der in der Größe des Innendurchmessers des Rohres zu wählen ist, damit der Ringabschnitt mit möglichst wenigen Einzelschnitten abgestochen werden kann.

Relativ große Sägeblätter werden desgleichen bei Sägemaschinen mit innengezahnten Ringsägen gemäß DR Patentschrift 110 278 verwendet. Die Ringsägen, von denen zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit mehrere Sägeblätter mit abweichenden Maßen hintereinander angeordnet sind, bieten den Vorteil einer absolut ebenen Schnittfläche, weil sich die Sägeblätter vollständig durch das Rohr hindurcharbeiten können. Die Ringsägen müssen jedoch in der Regel auf den jeweiligen Außendurchmesser des Rohres abgestimmt werden, oder wie im Falle der DD Patentschrift 248 373 eine Satelittenbewegung um das Rohr herum ausführen. Diese zuletzt genannte Vorrichtung ist vergleichbar mit einer in der DE Offenlegungsschrift 41 40 578 dargestellten Wirbeleinrichtung, beziehungsweise ähnlich einer in der Europäischen Patentschrift 515 832 beschriebenen Maschine zum Abstechen von Rohrabschnitten.

Gemeinsam haftet dem bekannten Stand der Technik wegen der außen gekrümmten Oberfläche der Nachteil an, daß beim Abstechen eines Rohres nur eine relativ begrenzte Anzahl von Werkzeugzähnen mit der kreisrunden Querschnittsfläche des Rohres zur gleichen Zeit in Eingriff stehen, was einen vorzeitigen Verschleiß der Werkzeuge nach sich zieht. Insgesamt ist die lange Bearbeitungsdauer für das Abstechen eines einzelnen Rohrabschnittes, welche durch die Schnittgeschwindigkeit und die Zerspanungsleistung der Abstechwerkzeuge begrenzt ist, unbefriedigend und für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nachteilig.

Die Erfindung bezweckt eine Sägemaschine, die zum genauen maßhaltigen Abstechen von ringförmig Rohrabschnitten von Rohren in einem möglichst geringem Zeitabstand einen vollkommen ebenen Schnitt bei geringen Schnittverlusten bewerkstelligt und eine lange Standzeit der Sägeblätter ermöglicht. Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer Sägemaschine mit mehreren Sägeblättern, die relativ schmal und zur Erzielung eines vollkommen ebenen Schnittes sehr stabil ausgeführt sind, damit sie beim Abstechen eines Rohrabschnittes nicht ohne weiteres von der Schnittebene abweichen können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Sägemaschine mit mehreren Kreissägeblättern dadurch gelöst, daß die Kreissägeblätter gemeinsam, durch separate Werkzeugspindeln angetrieben, zusammen in einer senkrecht zu der Rohrachse stehenden Radialebene um eine gemeinsame Schwenkachse winkelbeweglich gelagert sind, wobei die besagte Schwenkachse mit der Rohrachse des abzustechenden Rohres identisch ist. Die Anordnung mehrerer, gleichzeitig im Einsatz stehender Kreissägeblätter bedeutet eine Vielzahl von Werkzeugzähnen, die mit dem Außenumfang des Rohres in Eingriff stehen. Daraus resultiert eine geringere Schnittstärke, die eine feinere Verzahnung und eine Verschmälerung der Schnittbreite des Kreissägeblattes ermöglicht. Gleichzeitig resultiert daraus eine höhere Standmenge und eine geringere Schnittkraft, was insgesamt einer größeren Wirtschaftlichkeit zugute kommt.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Werkzeugspindeln mit den Kreissägeblättern auf einer winkelbeweglichen Schwenkplatte angeordnet sind.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist der Grad der auf den Vollkreis bezogenen Drehrate der Schwenkplatte durch die Anzahl der Werkzeugspindeln quotisiert.

Im Rahmen der Erfindung ist des weiteren vorgesehen, daß der Durchmesser der Kreissägeblätter zur Erzielung einer hohen Stabilität soweit als möglich gering gehalten wird. Dieser kann kleiner als das 0,7fache des Rohraußendurchmessers gewählt werden. Zudem bietet sich hierdurch ein weiterer Vorteil, daß das Kreissägeblatt im Umfangsbereich der Verzahnung schmal und im Bereich des Sägeblattkörpers breiter ausgeführt werden kann. Mit einer dermaßen abgestuften Verzahnung kann ein besonders stabiles Kreissägeblatt zum Abstechen eines ebenen Teilstückes eines Rohres zu Einsatz gelangen. Bei einem derart ausgeführten Kreissägeblatt ist die Stabilität am größten, wenn das Radialmaß der Abstufung der Verzahnung des Kreissägeblattes der Wandstärke des abzulängenden Rohres entspricht.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die antreibbare Werkzeugspindel mit dem Kreissägeblatt in einem werkzeugschlittenartigen Lagergehäuse gelagert ist, das mit einer Vorschubeinrichtung in einem in der Schwenkplatte angeordneten Radialschlitz in der Schnittebene radial in Richtung der Rohrachse verschiebbar ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Vorschubeinrichtung durch einen druckmittelbetätigbaren Arbeitszylinder gebildet wird.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung untere Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen näher erläutert ist.

In der dazugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Sägemaschine in der Ausgangsstellung mit der Schwenkplatte in der Vorderansicht,

Fig. 2 die Sägemaschine in der Endposition nach dem Abstechen eines ringförmigen Rohrabschnittes und

Fig. 3 einen Ausschnitt eines Kreissägeblattes im Bereich der Verzahnung in schematischer Darstellung.

Fig. 1 zeigt die stark schematisierte Vorderansicht einer Sägemaschine zum Ablängen eines im Querschnitt dargestellten Rohres 1, dessen Rohrachse 2 sich in senkrechter Richtung zu der Schnittebene erstreckt. Konzentrisch zu der Rohrachse 2 ist eine kreisrunde Schwenkplatte 3 vorgesehen, die in einem Maschinenrahmen 4 in einer zu der Schnittebene parallel liegenden Radialebene winkelbeweglich gelagert und um die Rohrachse 2 schwenkbar ist. In der Mitte der Schwenkplatte 3 befindet sich eine zur Rohrachse 2 konzentrische Durchgangsöffnung 5 für den Durchlaß eines Rohres 1 oder eines rohrförmigen Werkstückes, welches zum Abstechen von ringförmigen Rohrabschnitten durch geeignete Spann - und Zentriermittel in einer Lageposition festgehalten wird, die das genaue Ablängen von einzelnen Rohrabschnitten ermöglicht.

Des weiteren weist die Schwenkplatte 3 mehrere, in dem gewählten Ausführungsbeispiel drei Radialschlitze 6 auf, die zur Führung je eines werkzeugschlittenähnlichen Lagergehäuses 7 vorgesehen ist. Das Lagergehäuse 7 trägt eine Werkzeugspindel 8, deren Drehachse parallel zu der Rohrachse 2 verläuft. Die in dem Lagergehäuse 7 gelagerte Werkzeugspindel 8 ist an dem vorderen Ende für die Befestigung eines Kreissägeblattes 9 ausgebildet und auf der Rückseite der Schwenkplatte 3 an ihrem hinteren Ende mit einer geeigneten Antriebseinrichtung, mit einem separaten Antriebsmotor oder einer winkelbeweglichen Drehmomentübertragungseinrichtung zum Übertragen von Drehbewegungen verbunden.

Das Lagergehäuse 7 kann in Radialrichtung, wie durch den Pfeil 10 angedeutet ist, schwenkbar ausgeführt oder linear verschieblich auf der Schwenkplatte 3 befestigt werden. In diesem Falle ist das Lagergehäuse 7 derart ausgebildet, daß es zwangsweise entlang des Radialschlitzes 6 geführt werden kann. Das Verschieben des Lagergehäuses 7 kann durch einen hydraulischen Arbeitszylinder 12 erfolgen, der an der Schwenkplatte 3 befestigt ist und dessen Kolbenstange 13 fest mit dem Lagergehäuse 7 verbunden ist. Durch Betätigung des Arbeitszylinders 12 wird eine Vorschubkraft auf das Kreissägeblatt 9 aufgewendet, die notwendig ist, um die Wandung des Rohres 1 zu durchtrennen.

In dem Ausführungsbeispiel ergibt sich infolge der Anordnung von drei Arbeitszylindern 12 der Vorteil, daß das Rohr 1 durch die Kreissägeblätter 9 so erfaßt wird, daß die Rohrachse 2 genau parallel zu den Drehachsen der Werkzeugspindel 8 verläuft, wobei die einander entgegengerichteten Zerspanungskräfte das Rohr 1 selbsttätig zentrieren. Die drei Arbeitszylinder 12 stellen somit eine sehr einfache Anordnung zur Ausführung eines vollkommen gleichmäßigen Schnittes dar und gewährleisten dabei, daß die Breite bei allen abzulängenden Rohrabschnitten gleich bleibt. Die Ausführung eines ebenen Schnittes wird außerdem dadurch begünstigt, daß der Durchmesser des Kreissägeblattes 9 gegenüber dem Außendurchmesser des Rohres 1 gering gehalten werden kann. Dadurch ist eine seitliche Ausbiegung des Kreissägeblattes 9 aus der Schnittebene vermeidbar.

Zu Beginn des Abstechvorganges wird das Rohr 1 in Bezug auf die Schnittebene in Axialrichtung nach vorn um eine gewisse Länge verschoben, wobei die Vorschublänge der Breite des abzulängenden Rohrabschnittes entspricht. In der vorgeschobenen Lage wird das Rohr 1 durch ein nicht weiter ausgeführtes Spannmittel fixiert. Im zweiten Arbeitsschritt werden durch Inbetriebnahme der hinter der Schwenkplatte 3 liegenden Antriebsmotoren die Kreissägeblätter 9 in eine Drehbewegung versetzt. Anschließend erfolgt durch synchrone Druckbeaufschlagung der jeweiligen Arbeitszylinder 12 zunächst ein linearer Vorschub der Kreissägeblätter 9 gegenüber dem Rohr 1. Der lineare Vorschub wird soweit fortgeführt, bis die Rohrwandung an jeweils drei Stellen des Rohrumfanges in Radialrichtung durchtrennt ist. Nachdem die Kreissägeblätter 9 in Radialrichtung in Bezug auf das Rohr 1 ihre Endlage erreicht haben, wird der Vorschub beendet und die Kreissägeblätter 9 werden in der erreichten Position gehalten. Danach werden die rotierenden Kreissägeblätter 9 mit Hilfe der Schwenkplatte 3 in der Schnittebene in Richtung des Doppelpfeils 14 entgegen der Uhrzeigerrichtung verschwenkt, bis die Rohrwandung gemäß Fig. 2 vollständig durchtrennt ist.

Um diese Schwenkbewegung zu realisieren ist die Schwenkplatte 3 in dem Maschinenrahmen 4 in einer parallel zu der Schnittebene liegenden Radialebene winkelbeweglich gelagert und durch einen an dem Maschinenrahmen 4 angeordneten Schwenkantrieb um ihre eigene Achse beziehungsweise um die Rohrachse 2 um einen bestimmten Winkelbetrag schwenkbar, der durch den Doppelpfeil 14 angedeutet ist. Die Drehrate ist in erster Linie von der Anzahl der gewählten Kreissägeblätter 9 und in zweiter Linie von dem Durchmesser der Kreissägeblätter 9 abhängig. In dem gewählten Ausführungsbeispiel beträgt die Drehrate etwas weniger als 120°, was davon abhängen kann, in welchem Umfang die Rohrwandung beim anfänglichen Einstechen durch den Vorschub der Kreissägeblätter 9 bereits durchtrennt worden ist. Im Besonderen ist der Grad des anfänglichen Durchtrennens der Rohrwandung von dem Außendurchmesser des Kreissägeblattes 9 oder von der Tiefe des Einstechens abhängig, so daß der Schwenkwinkel bei einem größeren Kreissägeblatt 9 geringer gehalten werden kann. In der Praxis kann es jedoch im Interesse eines besonders ebenen Schnittes zweckmäßig sein, den Außendurchmesser des Kreissägeblattes 9 möglichst klein zu halten. Das Kreissägeblatt 9 weist dann eine wesentlich höhere Stabilität auf, wenn der Außendurchmesser weniger als das 0,7fache des Außendurchmessers des Rohres 1 beträgt. In diesem Falle ist die Größenordnung der auf den Vollkreis bezogenen Drehrate der Schwenkplatte 3 durch die Anzahl der Werkzeugspindeln 8 quotisiert. Dies ist besonders beim Abstechen von Rohren 1 von Vorteil, die eine größere Wandstärke aufweisen, weil das Kreissägeblatt 9 weniger ins Flattern geraten kann. Der Schnitt wird dann wesentlich sauberer und besonders maßhaltig. Außerdem kann das Rohr 1 mit einem dünneren Kreissägeblatt 9 abgestochen werden. Dies bewirkt wesentlich geringere Schnittverluste als gewöhnlich.

Zudem ist es gemäß Fig. 3 besonders zweckmäßig, wenn das Kreissägeblatt 9 im Umfangsbereich der Verzahnung 15 schmal und im Bereich des Sägeblattkörpers 16 breiter ausgebildet ist. Die Stabilität des Kreissägeblattes 9 ist dann am größten, wenn das Maß der Abstufung der Verzahnung 15 nicht größer als die Wandstärke des abzulängenden Rohres 1 ausgeführt wird. In diesem Falle wird eine hohe Genauigkeit beim Ablängen von Rohren 1 erzielt.

Am Ende der Schwenkbewegung ist die in Fig. 2 dargestellte Endlage der Schwenkplatte 3 erreicht und das gewünschte Teilstück von dem Rohr 1 vollständig abgestochen. Die Sägemaschine wird anschließend in die in Fig. 1 dargestellte Ausgangslage zurückgefahren und für einen erneuten Trennschnitt vorbereitet.

Claims (8)

1. Sägemaschine zum genauen Abstechen von ringförmig Rohrabschnitten von Rohren, welche mehrere kreisförmige Sägeblätter aufweist, die jeweils durch eine Werkzeugspindel angetrieben und in einer Schnittebene gegenüber einem feststehenden rohrförmigen Werkstück zum genauen maßhaltigen Abstechen von ringförmigen Rohrabschnitten beweglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreissägeblätter (9) gemeinsam, durch separate Werkzeugspindeln (8) angetrieben, zusammen in einer senkrecht zu der Rohrachse (2) stehenden Radialebene um eine gemeinsame Schwenkachse winkelbeweglich gelagert sind, wobei die besagte Schwenkachse mit der Rohrachse (2) des abzustechenden Rohres (1) identisch ist.

2. Sägemaschine zum genauen Abstechen von ringförmig Rohrabschnitten von Rohren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Werkzeugspindeln (8) angetriebenen Kreissägeblätter (9) auf einer winkelbeweglichen Schwenkplatte (3) angeordnet sind.

3. Sägemaschine zum genauen Abstechen von ringförmig Rohrabschnitten von Rohren nach Anspruch 1 und/oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Vollkreis bezogene Drehrate der Schwenkplatte (3) durch die Anzahl der Werkzeugspindeln (8) quotisiert ist.

4. Sägemaschine zum genauen Abstechen von ringförmig Rohrabschnitten von Rohren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kreissägeblätter (9) kleiner als das 0,7fache des Rohraußendurchmessers des Rohres (1) gewählt wird.

5. Sägemaschine zum genauen Abstechen von ringförmig Rohrabschnitten von Rohren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kreissägeblatt (9) im Umfangsbereich der Verzahnung (15) schmal und im Bereich des Sägeblattkörpers (16) breiter ausgeführt ist.

6. Sägemaschine zum genauen Abstechen von ringförmig Rohrabschnitten von Rohren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Radialmaß der Abstufung der Verzahnung (15) des Kreissägeblattes (9) auf die Wandstärke des abzulängenden Rohres (1) abgestimmt ist.

7. Sägemaschine zum genauen Abstechen von ringförmig Rohrabschnitten von Rohren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die antreibbare Werkzeugspindel (8) mit dem Kreissägeblatt (9) in einem werkzeugschlittenartigen Lagergehäuse (7) gelagert ist, das mit einer Vorschubeinrichtung in einem in der Schwenkplatte (3) angeordneten Radialschlitz (6) in der Schnittebene radial in Richtung der Rohrachse (2) verschiebbar ist.

8. Sägemaschine zum genauen Abstechen von ringförmig Rohrabschnitten von Rohren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung durch einen druckmittelbetätigbaren Arbeitszylinder (12) gebildet wird.