DD140719A1

DD140719A1 - Verfahren und maschine zum innendrehschaelen von rohren

Info

Publication number: DD140719A1
Application number: DD78210280A
Authority: DD
Inventors: Alfons Goeke; Heinz Hartkopf; Eberhard Tueckmantel; Wilhelm Schweer
Original assignee: Kieserling & Albrecht
Priority date: 1978-01-02
Filing date: 1978-12-29
Publication date: 1980-03-26
Also published as: DE2800078B2; US4223578A; IT7831097A0; FR2413161A1; GB2011287A; CA1103501A; JPS5497890A; NL7812651A; IT1101212B; ATA887178A; BE871464A; DE2800078C3; FR2413161B1; HU178604B; PL212290A1; CH633735A5; GB2011287B; JPS6156043B2; AT358357B; RO77286A

Description

Verfahren und Maschine zum Innendrehschälen von Rohren

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung bezieht sich auf die Innendrehschäl-Bearbeitung von langen Rohren, bei der das Rohr mindestens an einem Längaabschnitt radial von außen eingespannt und seine Innenoberfläche auf schraubenlinienförmig er Bahn abgespant wird«,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen?

Beim Tiefbohren werden-bevorzugt Bohrköpfe eingesetzt, die von der Bohrstange in das Werkstück hineingedrückt werden· Dadurch ergeben sich, andere Kräfte und Schwingungsverhältnissee Es ist vom Tiefbohren her jedoch auch bekannt, gezogene Schälköpfe zur Innenbearbeitung von Rohren zu benutzen Zur Führung dieser Aufbohroder Innenschälköpfe sind Stützelemente vorgesehen die sich an der unbearbeiteten Rohrinnenflache anstützen* Die unbearbeitete Rohrinnenfläche ist jedoch wegen ihrer

Unebenheiten nicht geeignet» den Bohrkopf hinreichend zu stabilisieren* Die in der Schnittebene auftretenden Schwingungen können nicht auereichend gedämpft werden«»

Ein gezogener Innenschälkopf für- Rohre ist auch aus dem DT-GM 7 622 259 bekannt_c Über die Binspannung von " Schälkopfstange und Rohr ist dort keine Offenbarung zu entnehmen»

Erfindung?.

Durch die Erfindung werden insbesondere die bei langen und dünnen Rohren auftretenden Schwingungsprobleiae gelöst und so eine höhere üpanleistung bei verbesserter Ober.flächenqualität und höherer Maßhaltigkeit erzielt«

Darlegung dee Wesens der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde _s eine veränderte Einspannung des Werkstückes in Abstimmung mit dem Zerspanungsvorgang zu entwickeln.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine radiale Einspannung des Werkstückes und die Abspannung in der gleichen Querebene des-Rohres erfolgenj in dem beispielsweise das Rohr im Bereich der Zerspanungsebene mindestens 2-fach radial eingespannt ist und in der Ein^ und Auslaufphase.der Bearbeitung die Ebene der Zerspanung je einmal geringfügig entgegen der Vorschubrichtung verschoben wird, wobei die Zerspanung hinter den beiden Einspannungen eingeleitet wirdj dann über fast die gesamte Länge des Rohres durch die erste Verschiebung.in der Ebene der Binspannung erfolgt und schließlich durch die zweite Verschiebung kurz vor Abschluß der Bearbeitung vor der voran-

gehenden Einspannung beendet Wird·

Die vorgeschlagene Lösung gewährleistet _P daß die.durch den Schälvorgang hervorgerufenen Schwingungen direkt von den Spannmitteln und somit vom Maschinengestell absorbiert werden können, da Zerspanung und Einspannung über die Länge des Rohres auf engstem Raum in einer Querebene des Rohres zusammengefaßt sind«

Besondere Probleme ergeben sich in der Ein- und Auslaufphase , weil dann das zwischen den Spannmitteln rotierende Werkzeug diese -beschädigen oder selbst Schaden nehmen könnte* Diese Schwierigkeiten können jedoch nur auftreten_? wenn die Schälkopfstange rotiert und nicht das Werkstück» Pur eine Lösung mit rotierender Schälkopfstange ist die Ausgestaltung der Erfindung gern* Punkt 2 vorgesehen* Der Anschnitt erfolgt unmittelbar hinter der zweiten Ebene der Spannmittel, so daß bei Beginn der Schälkopfrotation das bereits über die Schälkopfstange gezogene Rohr, das in beiden Ebenen eingespannt ist, eine Beschädigung der Spannmittel vermeidet« -

Zur besseren Stabilisierung des Rohres ist die Ausgestaltung der Erfindung nach Punkt 3 vorgesehen· Damit ist gewährleistet, daß das Rohr während der gesamten Bearbeitung an mindestens zwei Stellen in unmittelbarer Nachbarschaft der Zerspanungsstelle eingespannt ist, so daß ein durch das Durchlängen verursachte Kippen bei der vorgesehenen Verwendung von Spannrollen vermieden wird«,

Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Maschine nach Punkt 4 vorgesehen* Durch die Maßnahme des kennzeichnenden Teils von Punkt 4 ist gewährleistet, daß die vom Zerspanvorgang herrührenden Schwingungen direkt

in das Maschinengestellt eingeleitet werden können« Zur Erreichung einer seitlichen Abstützung sind die Spannelemente bevorzugt profiliert« Auch sind in erster Linie Spannrollen vorgesehen

Die Weiterbildung der Erfindung geiru Punkt 6 sieht vor, daß der Schälkopf rotiert und das Eohr selbst-nur axial vorbewegt wird« Dadurch wird das Rohr als das am leichtesten schwingbare Element'stabilisierte Die Profilierung der Rollen stellt sicher^ daß eine Einspannung in einer Ebene auch seitlich eine ausreichende Führung für das Rohr darstellte

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Punkt 5 gewährleistet eine insbesondere Biegeschwingungen hemmende Einspannung des Rohres und ermöglicht in Verbindung mit dem Merkmal von Punkt 7 eine zweifache Einspannung des Rohres auch in der Ein- und Auslaufphase* Der Schälvorgang, d_eh· die Drehbewegung de3 Schälkopfee beginnt, sobald das Rohr mit eingeführter Schälkopfstange die Spannebenen der ersten zwei Rollenpaare durchquert hat_f Der Rohranfang ragt dann um einige mm aus dem mittleren Spannrollenpaar heraus* Schon bei Rotationsbeginn ist deshalb eine Beschädigung der Spannrollen durch den Schälkopf ausgeschlossene Durch die Verschiebemöglichkeit nach Punkt 7 ist es weiterhin möglich, den Schälvorgang so zu beenden? daß der Innenschäikopf einlaufaeitig zum mittleren Spannrollenpaar angeordnet ist ^ so daß das Rohr fertig bearbeitet ist.,' bevor es die zweite, das ist die mittlere Spannebene verläßt* Damit wird erreicht, daß das Rohr während der gesamten Bearbeitungsdauer an mindestens zwei Stellen in unmittelbarer Hähe der Zerspanungsstelle eingespannt 'wird» Bevorzugt ist für die Verschiebung nach Punkt 7 die Ausgestaltung gem_e Punkt .8 vorgesehene« Um die Schälkopfstange in der Auslaufphase und insbesondere nach

erfolgter Bearbeitung besser abstützen zu können, kann das Merkmal von Punkt 3 vorgesehen sein«

Ausführunssbeispiels

Die Erfindung wird im einzelnen an Hand des in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten-Ausführungsbei- " spiels näher erläutert« Dabei zeigens

Pig* 1? eine Aufsicht auf die schematische dargestellte Innenschälmaschine _s

Pig« 2 s eine Seitenansicht, teilweise im

Schnitt, mit dem Schälwerkzeug in • Bearbeitungsstellung,

Fig« 3ί eine Ansicht entsprechend Pig* 2 mit dem Schälwerkzeug in der Anlaufphase,

Pig« 4s eine Ansicht entsprechend Pig₀ 2 mit

dem Schälwerkzeug in der Auslaufphase,

Pig_e 1 zeigt eine Schälmaschine mit einer gezogenen Schälkopfstange 1, die an ihrem einen Ende mit einer lösbaren Kupplung 2 mit einem Motor 3 verbunden wird« Der Motor steht auf einem Sockel 4 und- ist mit einer an seinem Fuß befestigten Platte 5 gegenüber dem Sockel 4 und somit relativ zu- den Spannrollen 10 bis 15 in Richtung des Pfeiles6, d_oh. der Drehachse 26 verschiebbar» An dem dem Motor gegenüberliegenden Ende der Schälkopfstange ist der Schälkopf 7 angeordnete Der Schälko.pf 7 trägt ein oder mehrere Schälmesser 8, die gleichmäßig auf seinem Umfang verteilt sind«, Mit 9 ist eine Spann- und Transportrolleneinheit bezeichnet_o Diese umfaßt drei Paar einander am Rohr gegenüberliegender ffransportrollen 10.. 11, 12, 13, 14, 15, die über ein

Getriebe l6 zentral von einem Motor 17 angetrieben werden« Getriebe und Transportrollen sind über Gelenkwellen 18, 19, 20 miteinander verbundene Die Profilrollen sind· an ihrem Umfang dem Rohrquerschnitt entsprechend profilierte Ihre Drehachsen 22, 23? 24 sind rechtwinklig zur Längsachse 26 des Rohres 25 angeordnete Beidseits der Spann- und Transportrolleneinheit 9 sind, Transportrollen 30 bis 33 vorgesehen, die das Rohr vor und nach der Bearbeitung führen* Zwischen dem ersten 14$ 15 und dem zweiten Rollenpaar 12, 13 sind zwei Spannprismen 27 _t 28 als Teile eines Spannstockes angeordnet, die in der Auslaufphase eine drehbar auf der Schälkopfstange 1 gelagerte Hülse 29 einspannen .(Pig* 4), um so ein Schlagen des Schälkopfes zu vermeiden« 'Alternativ oder ergänzend, können unmittelbar vor dem einlauf seit igen Spaniirollenpaar 14, 15 auch zum Bohrstangentransport bestimmte Rollen 34, 35 vorgesehen sein, die im Falle der Abstützung der Hülse 29 nicht drehangetrieben werden«

Punktionsbeschreibungs

In nicht dargestellter, bekannter Weise wird ein Rohr auf eine Rohrstange aufgefädelt© Das Rohr wird mit dem Werkzeug quer zu seiner Längserstreckung auf die Transportrollen 32, 33 abgelegt, Da3 Rohrende, aus dem der Schälkopf herausragt, wird zwischen das erste 14, 15 und das zweite Spann- und Transportrollenpaar 12, 13 gelegt« Der Bohrkopf ragt soweit aus dem Rohr 25 heraus, daß er - in Durchlaufrichtung des Werkstückes gesehen, - kurz hinter dem zweiten Spann- und Transportrollenpaar zu liegen kommt«, Die Bohrstange 1 wird mit ihrem freien Ende vermittels der Kupplung 2 an den Motor 3 angeschlossen* Rohr und Schälkopf sind jetzt in der in Pig_e 3 gezeigten Stellung* Der Motor 3 für die

Bohrstange 1 wird eingeschaltet. Durch die Einschaltung des Motors 17 erhält jetzt daa Rohr seinen Vorschub« Damit beginnt der SchälVorgang* Unmittelbar nach dem Anschnitt wird der Motor 3 mitsamt Schälkopf und Schälkopfstange soweit auf dem Sockel 4 in Richtung des Pfeiles 6 (in Fig* 3 nach rechts) verschoben? bis der Schälkopf genau in der Spannebene der mittleren Spann- und Transportrollen 12, 13 zu liegen kommt» Abspannung und radiale iJinspannung erfolgen jetzt in der gleichen Querebene des Rohres 25» In dieser Stellung des Bohrkopfes und der Spannrollen wird das Rohr über den wesentlichen Abschnitt seiner Länge an seiner Innenoberfläche geschält» Gegen Ende der Bearbeitung wird die Einheit aus Schälkopf 7» Schälstange 1 und Motor 3 erneut entgegen .der Vorschubrichtung in Richtung des Pfeiles 6 (s* Fig«, 4) nach rechts verschoben« Der Schälkopf gelangt dabei geringfügig aus der Ebene der Spann- und Transportrollen 12, 13 in Richtung auf die ein» laufseitigen Rollen 14? 15 zu_e Der Vor schub durch die Transportrollen läuft gleichmäßig weitere Sobald das hintere Ende des Rohres die Transportrollen 14 j 15 verlassen hat und ausreichend weit auf die Spann- und Transportrollen 12, 13 zu bewegt ist, fahren die Spannrollen 34/35 und die Spannprismen 27, 28 zusammen und spannen die Schälkopfstange an der Buchse 29 ein* Das Rohr verläßt die Spann~ und Transportrolleneinheit und wird in beliebiger Weise von den Rollen 30, 31 weiter transportierte Die Schälkopfstange 1 wird abgekuppelt und auf nicht gezeigte, beliebige Weise in ihre Ausgangsstellung zurückgebrachte Ein neues Rohr wird aufgefädelt und, wie zuvor beschrieben, auf die Hollen 32, 33 und zwischen die Spann™ und Transportrollen gelegte Die erfindungsgemäße -Vorrichtung bedarf keiner Umstellung für unterschiedliche .Rohrlängen·

Claims

Erfindungsanspruch

Ι« Verfahren zur Innendrehschäl-Bearbeitung von langen Rohren, bei dem das Rohr mindestens an einem Längsabschnitt radial von außen eingespannt wird und seine Innenoberfläche auf schraubenlinienfb'rmiger Bahn ab» . gespant wird, · gekennzeichnet dadurch, daß eine radiale Einspannung (12,13) des Werkstückes (25) und die Abspammg in der gleichen Querebene des Rohres erfolgen,,

2_e Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Rohr (25) im Bereich der Zerspanungsebene mindestens 2-fach (12,13; 14,15) radial eingespannt ist, und daß in der Ein- und Auslaufphase der Drehschälbearbeitung die Ebene der Zerspanung je einmal geringfügig entgegen der Vorschubrichtung verschoben wird, wobei die Zerspanung hinter den beiden Einspannungen (12,13; 14,15) eingeleitet wird, dann über fast die gesamte Länge des Rohres durch die erste Verschiebung in der Ebene einer Einspannung (12₃13) erfolgt und schließlich durch die zweite Verschiebung kurz vor Abschluß der Bearbeitung vor der vorangehenden Einspannung (14,15) beendet wird, jeweils in Vorschubrichtung des Werkstücks gesehen«

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2_S gekennzeichnet dadurch, daß. das Rohr (25) üb unmittelbarer Nähe der Zerspanung (8) dreifach. (10,11; 12,13; 14,15) eingespannt ist, daß die Zerspanung in der Querebene des Rohres statt- findet, die der mittleren Einspannung (12,13) entspricht, und daß der Anschnitt unmittelbar hinter dieser Querebene stattfindet, yjährend der Abschluß der Zerspanung vor dieser Ebene erfolgt, jeweils in Verschubrichtung des Werkstücks gesehene

4* Innensehäl-Masehine zur Durchführung des Verfahrens nach den Punkten 1 bis 3, mit einer gezogenen Schälkopfstange und mit Spannmitteln zum radialen Kinspan» nen des Werkstückes , wobei die Schälkopfstange an einem Ende einen Schälkopf aufweist und an ihrem'anderen Ende eingespannt ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Spannmittel für das Rohr (25) mindestens zwei an die~ sem einander gegenüberliegend angeordnete Spannelemente (12_?13) sindj und daß die Schälkopfstange (1) so lang iat, daß der Schälkopf (7) innerhalb der Spannelemente (I2j,13) zu liegen kommt»

5« Innenschäl-Maschine nach Punkt 4_S gekennzeichnet dadurchj daß als Spannmittel für das Werkstück in unmittelbarer Uä-he des Schälkopfes (7) drei Paar Profilrollen (10 bis 15) angeordnet sind, wobei der Schälkopf etwa in der Spannebene des mittleren Rollenpaares (12jl3) angeordnet ist«,

Hierzu„.a?. Seiten Zeichnungen