DE19954044C1

DE19954044C1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken

Info

Publication number: DE19954044C1
Application number: DE1999154044
Authority: DE
Inventors: Wilfried Foerster; Roland Stephan; Joachim Schlegel
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 1999-10-28
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2019-10-29
Also published as: DE19964266A1; DE19964266C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken mit einem Trennwalzwerk und einer davor liegenden Einlaufrinne mit einer das rohrförmige Werkstück erfassenden in Rotation versetzenden sowie axial bewegenden Vorschubeinrichtung und einer direkt vor dem Trennwalzwerk angeordneten Induktionserwärmungsanlage mit einer davorgeschalteten Pufferstrecke, wobei das Trennwalzwerk mindestens zwei gleichsinnig angetriebene und formschlüssig miteinander gekoppelte Schneidwalzen mit wendelförmigen Schneiden aufweist. Dabei weisen alle drei vor dem Trennwalzwerk (1) liegenden Anlagen, d. h. Einlaufrinne (2), Pufferstrecke (5) und Induktionserwärmungsanlage (4), mindestens ein Führungselement für das zu trennende rohrförmige Werkstück (7) auf. DOLLAR A Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine gattungsbildende Vorrichtung ist aus der WO 99/07495 A2 bekannt. Diese besteht aus einem Trennwalzwerk und einer davor liegenden Einlaufrinne mit einer das rohrförmige Werkstück erfassenden und in Rotation versetzenden sowie axial bewegenden Vorschubeinrichtung und einer direkt vor dem Trennwalzwerk angeordneten Induktionserwärmungsanlage mit einer davorgeschalteten Pufferstrecke. Das Trennwalzwerk weist mindestens zwei um das zu bearbeitende rohrförmige Werkstück angeordnete, gleichsinnig angetriebene und formschlüssig miteinander gekoppelte Schneidwalzen mit gewindeförmigen Schneiden auf.

In der WO 95/29777 A1 ist ein Verfahren zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von rohrförmigen Werkstücken offenbart. Bei diesem bekannten Verfahren wird das zu trennende rohrförmige Werkstück vor dem Abtrennprozess auf eine wesentlich den Umformwiderstand des eingesetzten Werkstoffes erniedrigende Temperatur induktiv erwärmt. Unterstützend zur Einführung des rohrförmigen Werkstückes in ein Trennwalzwerk wird dieses mit in gleicher Richtung wirkenden Vorschubkraft beaufschlagt.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist die unzureichende Führung des rohrförmigen Werkstückes vor dem Trennwalzwerk. Um Kosten zu sparen werden vorwiegend ungerichtete rohrförmige Werkstücke eingesetzt, so dass bei entsprechend großer Länge ein großer Schlag entsteht, der die gesamte Einrichtung in unerwünschte Schwingungen versetzt. Diese Schwingungen beeinträchtigen den gesamten Trennprozess und belasten in hohem Maße die im Trennwalzwerk angeordneten Schneidwalzen, so dass deren Lebensdauer gering ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einer gattungsmäßigen Vorrichtung diese so zu verändern, dass der Trennprozess störungsfrei verläuft und die Lebensdauer der Schneidwalzen erheblich erhöht wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand von Unteransprüchen.

Nach der Lehre der Erfindung weisen alle drei vor dem Trennwalzwerk liegenden Anlagen, d. h. Einlaufrinne, Pufferstrecke und Induktionserwärmungsanlage, mindestens je ein Führungselement auf. Als vorteilhaft haben sich für die Einlaufrinne die Anordnung von mindestens zwei zu öffnende und zu schließende Lünetten als Führungselement herausgestellt. Die Lünette weist zwei Backen auf, wobei die untere Backe eine halbschalenartige Ausnehmung aufweist, während die obere Backe flach ausgebildet ist. Für die Pufferstrecke und die Induktionserwärmungsanlage hat sich die Anordnung von Rollenböcken als Führungselement als günstig erwiesen. Dabei ist zu beachten, dass in der Induktionserwärmungsanlage in Transportrichtung gesehen mindestens ein Rollenbock vor dem jeweiligen Induktor angeordnet ist. Verbessert wird der Effekt, wenn nach dem Induktor ein weiterer Rollenbock vorgesehen ist. In Abhängigkeit des Abstandes zwischen zwei Induktoren kann es von Vorteil sein, zusätzlich einen weiteren Rollenbock dazwischen anzuordnen. Jeder Rollenbock weist drei gleichzeitig radial verstellbare Laufrollen auf, die um 120° versetzt angeordnet sind, wovon mindestens eine Laufrolle federnd nachgiebig befestigt ist.

Um ein Aufschaukeln einmal erregter Schwingungen zu verhindern, sind die Abstände der Rollenböcke untereinander und in bezug auf die Pufferstrecke und Induktionserwärmungsanlage unterschiedlich.

Eine weitere Verbesserung der Schwingungsproblematik wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, dass man sowohl die Pufferstrecke als auch die Induktionserwärmungsanlage auf ein Stahl-Polymerbeton-Fundament gesetzt hat.

Eine weitere Maßnahme betrifft die Vorschubeinrichtung. Diese weist einen Servomotor auf, der über einen Zahnriemen mit einem axial verschiebbaren Schlitten verbunden ist. Auf dem Schlitten ist ein in Rotation versetzbarer und das rohrförmige Werkstück ergreifender Aufnahmekopf angeordnet. Der elastische Zahnriemen bildet das Dämpfungsglied, so dass vom Trennprozess herrührende Schwingungen auch darüber gedämpft werden. Als vorteilhaft hat sich auch die Anordnung des Servomotors im Endbereich der Einlaufrille herausgestellt. Dadurch wird mit zunehmendem Eingriff des rohrförmigen Werkstückes die schwingungsfähige Länge des Zahnriemens immer kürzer.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 als Prinzipdarstellung eine Gesamtübersicht der Trenneinrichtung

Fig. 2 in einer Vorderansicht die Einzelheiten der erfindungsgemäß ausgebildeten Führung für das rohrförmige Werkstück

Fig. 3 im Schnitt eine Lünette

Fig. 4 im Schnitt einen Rollenbock

Fig. 5 in einer Vorderansicht den Anfangsbereich der Führung mit Federglied

Fig. 1 zeigt als Prinzipdarstellung eine Gesamtübersicht der Trenneinrichtung. Die zu teilenden rohrförmigen Werkstücke 7 werden über eine Auflage- und Vereinzelungsstrecke 18 der Einlaufrinne 2 zugeführt. Ein Aufnahmekopf 3 einer Vorschubeinrichtung erfasst das rohrförmige Werkstück 7 und bewegt es axial sowie kurz vor dem Einlaufen in das Trennwalzwerk 1 mit der erforderlichen Rotationsgeschwindigkeit. In der Endstellung des Aufnahmekopfes 3 kann das zu trennende rohrförmige Werkstück 7 vom Aufnahmekopf 3 freigegeben werden, da der weitere Prozess eigenkinematisch erfolgt, so dass der Aufnahmekopf 3 in die Ausgangsstellung zurückgeführt und das nächstfolgende in die Einlaufrinne 2 eingeworfene rohrförmige Werkstück 7 erfasst werden kann.

In der Pufferstrecke 5 wird der Anfang des nächstfolgenden rohrförmigen Werkstückes 7 bis knapp an das Ende des bereits im Trennprozess befindenden rohrförmigen Werkstückes 7 herangeführt, so dass das Warmabtrennen nahezu Stoß an Stoß erfolgt. Zur Absenkung des Verformungswiderstandes wird das zu trennende rohrförmige Werkstück 7 mittels einer Induktionserwärmungsanlage auf Trenntemperatur (< 720 Grad, < Umwandlungstemperatur) erwärmt. Im Trennwalzwerk 1 erfolgt durch Schneidwalzen 6, die mit wendelförmigen Schneiden auf der Mantelfläche versehen sind, der eigentliche Trennprozess. Über ein hier nicht dargestelltes Transportmittel werden die abgetrennten Rohteile 8 in einen Behälter 19 gefördert. Im Behälter 19 erfolgt ein Abkühlen der Rohteile 8 an ruhender Luft.

In Fig. 2 sind in einer Vorderansicht die Einzelheiten der erfindungsgemäß ausgebildeten Führung für das dem Trennwalzwerk 1 zuzuführende rohrförmige Werkstück 7 dargestellt. Um die beim Trennprozess auftretenden Schwingungen weitgehend zu dämpfen, sind zum einen in der Einlaufrille 2 Lünetten 9 (Fig. 3) als Führungselement angeordnet, wobei im Endbereich der Einlaufrinne 2 die Abstände zwischen den einzelnen Lünetten 9 erheblich geringer sind als im mittleren Bereich. Eine weitere Maßnahme betrifft die Lagerung der Pufferstrecke 9 und der Induktionserwärmungsanlage 4. Beide Vorrichtungen 4, 5 sind auf Stahl- Polymerbeton-Fundamenten 14 aufgeständert. Diese Fundamente haben einen großen Dämpfungswert, so dass die in die Fundamente 14 eingeleiteten Schwingungen weitgehend eliminiert werden. Sowohl in der Pufferstrecke 5 als auch in der Induktionserwärmungsanlage sind als Führungselemente Rollenböcke 11 (Fig. 4) angeordnet, wobei in der Induktionserwärmungsanlage 4 mindestens je ein Rollenbock 11 vor und hinter dem jeweiligen Induktor 10 vorgesehen ist. Ist der Abstand zwischen den beiden Induktoren 10 zu groß, dann wird, wie in Fig. 2 dargestellt, zwischen den beiden Induktoren 10 ein weiterer Rollenbock 11 angeordnet. Von Bedeutung ist noch, dass in der Pufferstrecke 5 die Abstände 12 zwischen den Rollenböcken 11 unterschiedlich sind, um erregte Schwingungen nicht aufschaukeln zu lassen.

Eine weitere schwingungsdämpfende Maßnahme betrifft die Vorschubeinrichtung. Diese weist einen elastischen Zahnriemen 15 auf, wobei der als Servomotor 16 ausgebildete Antriebsmotor am Ende der Einlaufrille 2 angeordnet ist. Die Verbindung zwischen Zahnriemen 15 und Aufnahmekopf 3 erfolgt über einen am Zahnriemen 15 befestigten Schlitten 22.

Fig. 3 zeigt im Schnitt die Einzelheiten des Führungselementes Lünette 9. Diese besteht aus zwei Backen 13.1, 13.2, wobei die unten liegende Backe 13.1 eine halbschalenartige Ausnehmung aufweist zur Aufnahme des zu trennenden rohrförmigen Werkstückes 7. Die oben liegende Backe 13.2 ist quaderförmig ausgebildet und kann weggeschwenkt werden, um das rohrförmige Werkstück 7 in die Einlaufrille 2 einlegen zu können. Die Möglichkeit der Schwenkbewegung der obenliegenden Backe 13.2 ist durch einen Doppelpfeil 20 gekennzeichnet,

Fig. 4 zeigt im Schnitt die Einzelheiten des Führungselementes Rollenbock 11. Dieses Führungselement weist drei gleichzeitig radial zustellbare Laufrollen 17 auf, die um 120 Grad versetzt angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind alle drei Laufrollen 17 nachgiebig befestigt, was durch das Symbol einer Feder 21 gekennzeichnet wird.

In Fig. 5 ist in einer Vorderansicht der Anfangsbereich der Führung mit einem Federglied 23 dargestellt. Dieses Federglied 23 ist am Schlitten 22 angeordnet. Es hat die Funktion, die unterschiedlichen Vorschubgeschwindigkeiten zwischen dem einzuführenden rohrförmigen Werkstück 7 und dem bereits freigegebenen, durch die Schneidwalzen 6 des Trennwalzwerkes 1 eigenkinematisch bewegten Werkstückes auszugleichen. Die Differenz der Vorschubgeschwindigkeiten entsteht dadurch, daß die Vorschubgeschwindigkeit des einzuführenden rohrförmigen Werkstückes 7 geringfügig höher ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Stoß-an-Stoß- Fahrweise.

Claims

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen, spanlosen Abtrennen einzelner Ringe von einem rohrförmigen Werkstück mit einem Trennwalzwerk und einer davor liegenden Einlaufrinne mit einer das rohrförmige Werkstück erfassenden in Rotation versetzenden sowie axial bewegenden Vorschubeinrichtung und einer direkt vor dem Trennwalzwerk angeordneten Induktionserwärmungsanlage mit einer davorgeschalteten Pufferstrecke, wobei das Trennwalzwerk mindestens zwei gleichsinnig angetriebene und formschlüssig miteinander gekoppelte Schneidwalzen mit wendelförmigen Schneiden aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass alle drei vor dem Trennwalzwerk (1) liegenden Anlagen, d. h. Einlaufrinne (2), Pufferstrecke (5) und Induktionserwärmungsanlage (4), mindestens je ein Führungselement aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Einlaufrinne (2) mindestens zwei Führungselemente in Form einer zu öffnenden und zu schließenden, zwei Backen (13.1, 13.2) aufweisende Lünette (9) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pufferstrecke (5) mindestens zwei Führungselemente in Form eines Rollenbockes (11) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionserwärmungsanlage (4) mindestens zwei im axialen Abstand zueinander liegende Induktoren (10) aufweist und in Transportrichtung gesehen mindestens vor jedem Induktor (10) ein Führungselement in Form eines Rollenbockes (11) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Transportrichtung gesehen nach dem Induktor (10) zusätzlich ein Rollenbock (11) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des Abstandes zwischen den beiden Induktoren (10) noch ein weiterer Rollenbock (11) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenböcke (11) untereinander und in bezug auf Pufferstrecke (5) und Induktionserwärmungsanlage (4) unterschiedliche Abstände (12) aufweisen.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Rollenbock (11) drei gleichzeitig radial zustellbare Laufrollen (17) aufweist, die um 120° versetzt angeordnet sind, wovon mindestens eine Laufrolle (17) federnd (21) nachgiebig befestigt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Laufrolle (17) als Ringscheibe ausgebildet ist mit einer konvex gekrümmten Mantelfläche, die abgerundet in die Stirnflächen übergeht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Pufferstrecke (5) als auch die Induktionserwärmungsanlage (4) auf einem Stahl-Polymerbeton-Fundament (14) gelagert sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung einen Servomotor (16) aufweist, der über einen Zahnriemen (15) mit einem axial verschiebbaren Schlitten (22) verbunden ist, wobei auf dem Schlitten (22) ein das rohrförmige Werkstück in Rotation versetzender und erfassender Aufnahmekopf (3) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Servomotor (16) im Endbereich der Einlaufrinne (2) vor der Pufferstrecke (5) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Schlitten (22) ein Federglied (23) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft des Federgliedes (23) einstellbar ist.