DE4332008A1 - Schneidvorrichtung für dünnwandige Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung für dünnwandige Rohre, die bei­ spielsweise zur Herstellung von Rohrsystemen für Abluft- oder Rauchgasanla­ gen verwendet werden.

Für das fugenlose Verschweißen von Rohren ohne Zusatzwerkstoff sind exakt parallele und gratfreie Stirnflächen erforderlich. Um dazu nicht teuere Trennver­ fahren, wie beispielsweise das Lasertrennen, anwenden oder eine ebenfalls kostenintensive Nachbehandlung der Stirnflächen durchführen zu müssen, wur­ den spezielle Schneidvorrichtungen für Rohre entwickelt. So ist es beispielswei­ se bekannt, das Rohr über angetriebene Stützrollen in Rotation zu versetzten und das nicht angetriebene Trennmesser an das Rohr heranzuführen (DE-OS 39 02 244; DE-GM 90 15 916).

Eine andere technische Lösung besteht darin, zwei sich gegeneinander bewe­ gende Rollmesser auf die Rohrwandung von außen und von innen einwirken zu lassen (DE-OS 28 43 372). Diese Schneidvorrichtungen sind zum Trennen dünnwandiger Rohre nicht geeignet. Bei den beiden erstgenannten Schneidvor­ richtungen werden sich dünnwandige Rohre derart verformen, daß die Stirn­ flächen anschließend nicht mehr parallel verlaufen. Außerdem wird sich an der Schnittstelle Grat bilden.

Auch wenn Schneidscheiben sowohl von der Außen- als auch von der Innensei­ te her den Rohrmantel trennen, wie es bei der Schneidvorrichtung für Hülsen und/oder Rohre gemäß DE-OS 28 34 372 der Fall ist, ist kein exakt senkrecht zur Rohrachse verlaufender Schnitt gewährleistet, so daß das Rohr insbesonde­ re von der innen angreifenden Schneidscheibe aus seiner Ausgangslage gedrückt wird.

Ferner ist ein Rohrschneidapparat bekannt, bei dem sich das Rohr auf mehre­ ren in Längsrichtung des Rohres angeordneten Rollen abstützt und darüber hin­ aus zur Vermeidung des Eindrückens im Bereich der Schneidvorrichtung mit einem inneren Halteelement versehen ist. Es ist mit einem flexiblen Seil verbun­ den, dessen definiert abgespulte Länge seine Position bestimmt, auf die es mit­ tels Druckluft befördert wird (WO- 87/04 656). Auch mit diesem Schneidapparat wird es kaum möglich sein, bei dünnen Rohren eine parallele gratfreien Trenn­ fläche zu erhalten. Zwischen der Außenfläche des Halteelementes und der inne­ ren Mantelfläche des Rohres befindet sich ein funktionsbedingtes Spiel zur Gewährleistung der Beweglichkeit des Halteelementes. Insbesondere bei dün­ nen Rohren kann das Halteelement seine stützende Funktion nicht erfüllen. Außerdem ist mit Gratbildung zu rechnen.

Nicht zuletzt erweisen sich die genannten Rohrschneidvorrichtungen als verhält­ nismäßig aufwendig.

Somit ist es das Ziel der Erfindung, eine Schneidvorrichtung zu schaffen, die bei einem vertretbaren Herstellungsaufwand eine hohe Schneidqualität gewährlei­ stet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Schneidvorrich­ tungen, bei denen die Rohre auf einem Gegenlager abgestützt sind, im Innern ein Halteelement aufweisen und mittels einer Schneidrolle getrennt werden, unter Verwendung einfacher Mittel derart zu verändern, daß sie in einem einzi­ gen Arbeitsschritt einen parallelen gratfreien Schnitt ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schneidrolle die Form eines Kegelstumpfes mit einem Winkel zur Rohrachse von ca. 5° aufweist, daß das Halteelement ein angetriebener, aus zwei Werkstoffkomponenten mit deutlich unterschiedlicher Elastizität bestehender Dorn ist, wobei sich im Bereich gegenüber der in Eingriffsposition befindlichen Schneidrolle, beginnend von der Schneidkante an, das Material mit der größeren Elastizität befindet, daß der Dorn das Rohr fest aufnimmt und daß die Stützrollen des Stützrollensystems pendelnd gelagert sind.

Der Dorn kann aus einem einzigen Teil und aus einem metallischen Werkstoff, üblicherweise Stahl, bestehen. Die Werkstoffkomponente mit der deutlich größe­ ren Elastizität kann ein Elastomer sein, das in dem o. g. Bereich in den Dorn eingebettet ist, wobei die Mantelflächen beider Werkstoffkomponenten exakt fluchtend sind. Ebenso ist es auch möglich, den Dorn in diesem Bereich voll­ ständig aus einem Elastomer herzustellen, wobei dieses Teil dann mit den übri­ gen metallischen Teilen fest verbunden ist.

Die Schneidrolle und der Dorn bilden das allgemein bekannte Schneidsystem, bestehend aus einem in Bezug auf die Schnittrichtung beweglichen und einem feststehenden Trennwerkzeug, wobei beide Trennwerkzeuge rotieren. Die Besonderheit besteht darin, daß das in Bezug auf die Schnittrichtung festste­ hende Trennwerkzeug ein aus zwei unterschiedlichen Materialkomponenten bestehender Dorn ist. In der Ausgangsform ist der Dorn ein Zylinder mit glatter Mantelfläche. Erst mit Eingriff der Schneidrolle drückt das von derselben ver­ formte Material des Rohres das elastische Material zusammen, so daß die Schneidkante freigegeben wird und damit zur Wirkung gelangt. Nach abge­ schlossenem Trennvorgang und Rücknahme der Schneidrolle drückt das elasti­ sche Material des Dornes den verformten Bereich des Rohres wieder in Rich­ tung seiner Ausgangslage zurück. Die Trennfläche ist nahezu gratfrei. Der Dorn hat somit drei Funktionen:

• 1. Er versetzt das zu schneidende Rohr in eine Drehbewegung.
• 2. Die Kante des metallischen Teils des Dornes, die sich gegenüber der Schneidkante der Schneidrolle befindet, dient als Gegenschneide beim Trenn­ prozeß.
• 3. Der unmittelbar an diese Gegenschneide angrenzende elastische Bereich des Dornes drückt das durch den Trennprozeß deformierte Ende des Rohres in Richtung seiner Ausgangslage zurück.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 den Aufbau einer Ablängmaschine mit der erfindungsgemäßen Schneidvorrichtung,

Fig. 2 die Ansicht A der Schneidvorrichtung,

Fig. 3 den Dorn mit Schneidrolle und

Fig. 4 die Eingriffszone der Schneidrolle in den Dorn.

Wie aus Fig. 1 zu erkennen, besteht die Schneidvorrichtung aus einem stabilen, "C"-förmig gestalteten Ständer 1, der die auftretenden Schneidkräfte aufnimmt und ein Auffedern unter dem Einwirken der Schneidkräfte verhindert. Die stabile Konstruktion ist erforderlich, um beim Schneiden der vorwiegend dünnwandigen Materialien einen engen Schnittspalt zu gewährleisten.

Mit einer angetriebenen Welle 2 ist ein dreigeteilter Dorn 3 drehfest verbunden. Oberhalb des Dornes 3 ist an einer Zustelleinrichtung 4 eine Schneidrolle 5 dreh­ bar gelagert. Die Zustelleinrichtung 4 bewegt die Schneidrolle 5 senkrecht zur Längsachse des Dornes 3. Über eine nicht näher dargestellte Schnittspaltein­ stellung ist sie ferner parallel zum Dorn 3 verschiebbar. Fluchtend zu der Schnei­ drolle 5 ist unterhalb des Dornes 3 ein Stützrollensystem 6, bestehend aus zwei Stützrollen 7, angeordnet, das ebenfalls senkrecht zur Längsachse des Dornes 3 verschiebbar ist. Das Stützrollensystem 6 verhindert ein Durchbiegen des Dornes 3 unter Schnittbelastung. Um Fertigungstoleranzen bzw. Unrundheiten im Lauf des zu trennenden Werkstückes auszugleichen, sind die beiden Stützrollen 7, wie in Fig. 2 gezeigt, schwenkbar gelagert.

Wie aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen, besteht der dreigeteilte Dorn 3 aus einem zylindrischen Führungsteil 8 und einem zylindrischen Schneidteil 9, zwischen denen ein ebenfalls zylindrisches Druckkissen 10 aus einem elastischen Material fest eingespannt ist. Die Mantelflächen des Führungsteils 8, des Schneidteils 9 und des Druckkissens 10 wurden gemeinsam bearbeitet, so daß sie gleichen Durchmesser besitzen. Der Durchmesser wird so gewählt, daß das Werkstück, im vorliegenden Beispiel ein Rohr 11, von Hand gleitend über den Dorn 3 geschoben werden kann. Als Maß für die Einstellung der Schnittlänge dient ein an seinem dem Ständer 1 zugewandten Ende angeordneter Anschlag 12.

Die Stirnflächen des Druckkissens 10 liegen planparallel an den Stirnflächen von Führungsteil 8 und Schneidteil 9 an. An den beiden Übergangsstellen des Man­ tels des Dornes 3 von dem Führungsteil 8 auf das elastische Druckkissen 10 bzw. von dem Druckkissen 10 auf das Schneidteil 9 ist jeweils eine umlaufende Schnittkante entstanden, die, wie in Fig. 4 zu erkennen, erst mit Eingriff der Schneidrolle 5 freigegeben wird. Der Eingriff der Schneidrolle 5 erfolgt über die Zustelleinrichtung 4.

Durch die Drehbewegung des Dornes 3 wird das Rohr 11 gleichermaßen mitbe­ wegt. Mit dem Eintauchen der Schneidrolle 5 an der Schnittkante des Schneid­ teils 9 wird das Rohr 11 abgeschert. Es ist ferner deutlich zu erkennen, daß das Druckkissen 10 beim Schneidvorgang den Gegendruck aufbringt und sich dabei leicht elastisch verformt. Nach Zurückfahren der Schneidrolle 5 federt das Druckkissen 10 aus der elastischen Verformung zurück und drückt dabei das beim Schneidvorgang deformierte abgetrennte Ende des Rohres 11 in Richtung seiner Ausgangslage zurück. Ebenso wird die Gratbildung nach innen nahezu vermieden.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel dient der links des Druckkissens 10 befindliche Metallzylinder als Führungsteil 8, während die umlaufende Kante des rechts angrenzenden Schneidteils 9 die Schneidkante bildet. Durch Schwenken der Schneidrolle 5 um 180° werden diese beiden Funktionen ausgetauscht, so daß die Gratbildung gezielt, d. h. da, wo sie nicht stört, entweder außen oder innen am Werkstück erreicht werden kann.

Claims (3)

1. Schneidvorrichtung für dünnwandige Rohre, bestehend aus einer parallel und senkrecht zur Rohrachse bewegbaren Schneidrolle, einem Halteelement im Innern des Rohres und einem gegenüber der Schneidrolle angeordneten Stützrollensystem, auf dem sich das Rohr abstützt, gekennzeichnet dadurch,
daß die Schneidrolle (5) die Form eines Kegelstumpfes mit einem Winkel zur Rohrachse von ca. 5° aufweist,
daß das Halteelement ein angetriebener, aus zwei Werkstoffkomponenten mit deutlich unterschiedlicher Elastizität bestehender Dorn (3) ist, wobei sich im Bereich gegenüber der in Eingriffsposition befindlichen Schneidrolle (5), beginnend von der Schneidkante an, das Material mit der größeren Elastizität befindet,
daß der Dorn (3) das Rohr (11) fest aufnimmt
und daß die Stützrollen (7) des Stützrollensystems (6) pendelnd gelagert sind.

2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Dorn (3) durchgehend ein metallisches Teil ist und die Werkstoffkom­ ponente mit der größeren Elastizität in den entsprechenden Bereich des Metallzylinders eingelagert ist.

3. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Dorn (3) aus den einzelnen Komponenten zusammengesetzt ist, die fest miteinander verbunden sind.