DE69413511T2 - Vorrichtung zum Schneiden langer Produkte, insbesondere Rohren - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden länglicher Gegenstände gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie bekannt aus der US-A- 3,754,428:
• Ferner ist eine Rohrschneidmaschine mit einem Werkzeug, das einen vollständigen Schneidvorgang in einem einzelnen Hub ausführt, aus dem italienischen Patent Nr. 1187 054 der Anmelderin bekannt.
• Diese Maschine umfaßt:
• - eine Spanngruppe mit einem Hydraulikzylinder mit einem Schaft, welcher einen beweglichen Backen trägt, der mit einem Griffbelag versehen und neben einem gleichen Backen angeordnet ist, welcher stationär ist und ebenfalls mit einem Griffbelag versehen ist, der dem zuvor genannten Griffbelag zugewandt ist. Jeder der beiden oben erwähnten Griffbeläge besitzt an einer Außenseite eine vertikale prismatische Führungsausnehmung, die in einem komplementär ausgebildeten vertikalen Kanal an der Innenseite eines entsprechenden Backens läuft. Die Griffbeläge erhält man aus paralleleppipedförmigen Blöcken, die miteinander verbunden maschinell so bearbeitet werden, daß ein Durchgangskanal in ihnen hergestellt wird, d. h. ein Halbkanal in einem Belag und der andere Halbkanal in dem anderen Belag, wobei dieser Durchgangskanal so geneigt ist, daß er sich von den Oberseiten zu den Vorderseiten beider Griffbeläge erstreckt. Das Rohr wird in dem Durchgangskanal so eingespannt, daß der abzuschneidende Teil von den Oberseiten der Griffbeläge aus nach oben vorsteht.
• - eine Werkzeughalteranordnung, die einen Hydraulikzylinder mit einem Schaft aufweist, an dessen Ende ein Schneidblatt befestigt ist. Der Schaft schiebt das Schneidblatt in Richtung auf den abzuschneidenden Rohrabschnitt. Der Schaft, der das Schneidblatt hält, liegt mit seiner horizontalen Achse in der Ebene, die durch die einander zugewandten Flächen der beiden Griffbeläge definiert ist, und das Schneidblatt gleitet bei seiner Bewegung über die gesamte Länge der Oberseiten der beiden Griffbe läge, so daß alles, was nach oben vorsteht, wie der abzuschneidende Rohrabschnitt abgeschnitten wird.
• Die oben erwähnte Maschine ist äußerst zuverlässig und funktionsfähig, erfordert jedoch eine eigene Abstützung. Außerdem bedingen die Form und gegenseitige Anordnung der Einzelteile große Abmessungen, so daß die Maschine nicht vielseitig verwendbar ist, wenn sie mit anderen Maschinen und/oder Vorrichtungen zum Ausführen bestimmter Arbeitsvorgänge an Rohren verbunden ist, und insbesondere kann sie nicht von einer Robotereinheit betätigt werden.
• Das Dokument US-A-3,754,428 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von Rohrmaterial unter Verwendung eines herkömmlichen Scherblattes, das in einem Bewegungsvorgang wirkt. Die normale Kreisform des Rohrmaterials wird in den Backen vor dem Schervorgang verformt, so daß ein Abschnitt entsteht, der von der Außenfläche des Rohrmaterials nach außen vorsteht und eine Apex aufweist. Das Rohrmaterial wird dann, beginnend mit der Apex, durchgetrennt, während der vorstehende Abschnitt gleichzeitig umgeformt wird, so daß er im wesentlichen der normalen Kreisform des Rohrmaterials entspricht.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die zum Schneiden von Rohren eine Folge von Arbeitsphasen ähnlich der der Maschine nach dem italienischen Patent Nr. 1187 054 ausführt. Diese Vorrichtung soll eine geringe Größe haben, so daß sie lösbar an einer Abstützbase befestigt werden kann, die unabhängig von der betreffenden Vorrichtung ist und mit der bestimmte Arbeitseinheiten verbunden werden können, ohne die Zuverlässigkeit und den Wirkungsgrad dieser Vorrichtung zu verringern.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die oben beschriebene Vorrichtung so auszubilden, daß sie in jeder beliebigen Ausrichtung effektiv eingesetzt werden kann, indem die Ausrichtung der Schneidkante bezüglich der Schneidfläche aufrechterhalten wird.
• Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Spannwirkung der Spanngruppe zu optimieren.
• Die oben genannten Ziele werden durch die Gegenstände der Ansprüche erreicht.
• Die charakteristischen Merkmale der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
• Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung ist;
• Fig. 2 eine Draufsicht auf diese Vorrichtung ist;
• Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2 ist;
• Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 ist;
• Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf eine Anordnung ist, die mit einer Reihe von Betätigungseinheiten ausgerüstet ist, unter denen sich zwei der vorgeschlagenen Vorrichtungen befinden.
• Unter Bezugnahme auf diese Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Bauteil, das durch nicht dargestellte bekannte Mittel (z. B. Zapfen und Bolzen) an einem speziellen Basisteil, z. B. dem in Fig. 5 mit dem Bezugszeichen 2 dargestellten, lösbar befestigt werden soll. Ein Ende dieses Bauteils bildet einen stationären Backen 3 einer Spanngruppe 10.
• Der bewegliche Backen 4 dieser Spanngruppe 10 ist an einem L-förmigen Element 5 festgelegt, das bei 6 mit dem Bauteil 1 schwenkbar verbunden ist.
• Diese Festlegung erhält man durch einen Stift 40, dessen Achse parallel zur Achse der Schwenkverbindung 6 verläuft (Fig. 4). Hierdurch kann der Backen 4 geringfügige Schwenkbewegungen bezüglich der Achse desselben Stiftes ausführen.
• Der Backen 4 wird durch einen Hydraulikzylinder 7 betätigt, der mit seinen Enden 7a bzw. 7b an dem L-förmigen Element 5 und an dem Bauteil 1 angelenkt ist.
• Die Backen 3, 4 tragen entsprechende einander zugewandte Griffbeläge 8, 9, welche relative Ausnehmungen 8a, 9a relativ zueinander bezüglich einer vertikalen Ebene (parallel zur Achse der Schwenkverbindung 6) aufweisen, die in einer Spannposition der Backen 3, 4 ein Durchgangsloch (Fig. 3) begrenzen, dessen Achse bezüglich der Vertikalen geneigt ist.
• Die beiden Griffbeläge 8, 9 bilden, wenn sie sich in der oben erwähnten Spannposition befinden, an ihrer Oberseite eine horizontale Fläche 12 (Fig. 3), auf der eine Schneidkante 13a eines Schneidkörpers 13 (z. B. eines Schneidblattes) gleitet.
• Der Schneidkörper 13 wird von dem äußeren Ende eines ersten Abschnittes 14a eines horizontalen Schaftes 14 getragen, der von dem vorderen Teil des Bauteils 1 vorsteht. Der Schaft 14 bildet in seinem zentralen Teil einen Kolben 15, der in einer Kammer 16 des Bauteils 1 gleitet.
• Die aus dem Schaft 14, dem Kolben 15 und der Kammer 16 bestehende Anordnung bildet eine Betätigungsvorrichtung 17, die in bekannter Weise durch Drucköl betätigt wird.
• Wenn diese Betätigungsvorrichtung in Betrieb ist, gleitet die Schneidkante auf der Fläche 12.
• Ein zweiter Abschnitt 14b des Schaftes 14, d. h. der Teil ohne den Schneidkörper 13, steht von dem rückwärtigen Teil des Bauteils 1 vor.
• Die oben erwähnten Abschnitte 14a, 14b sind in von der Kammer 16 ausgehenden Löchern 30a, 30b gleitend geführt, und spezielle eingespannte Dichtungen 31 sind zwischen den Abschnitten 14a, 14b und den Löchern angeordnet.
• Nahe am äußeren Ende des zweiten Abschnittes 14b ist ein Referenzelement 18 angebracht, das von einem mit dem Bauteil verbundenen Näherungssensor 19 erfaßt wird (um die abgezogene Außerbetriebsposition für den Schneidkörper 13 zu definieren), und ein Querarm 20 trägt eine Stange 21.
• Die Stange 21, die einen konstanten Querschnitt hat, ist dem Schneidkörper 13 zugewandt und verläuft parallel zu der Achse des Schaftes 14, so daß er gleitend in eine Ausnehmung 22 eingesetzt ist, der in einem an dem Bauteil 1 befestigten Element 23 vorgesehen ist.
• Die Anordnung aus dem Arm 22, der Stange 21 und der Ausnehmung 22 verhindert Schwingungen des Schaftes 14 relativ zu seiner Achse: auf diese Weise wird die Ausrichtung des Schneidkörpers 13 im Raum garantiert und aufrechterhalten.
• Die Funktionsweise der vorgeschlagenen Vorrichtung geht bereits aus der obigen Beschreibung klar hervor.
• Wenn die Backen 3, 4 in die Öffnungsstellung gelangen, und zwar als Folge einer Drehung in Richtung K (durch die hydraulische Betätigungsvorrichtung 17) des L-förmigen Elementes 5, wird ein Rohr 120 (das in Fig. 3 durch gestrichelte Linien dargestellt ist) in das Loch 11 eingesetzt.
• Ein bestimmter Abschnitt des oberen Teils 120a dieses Rohres steht von der Oberseite 12 vor; Dieser Teil 120a kann von der Oberseite 12 in beliebiger Richtung vorstehen, beispielsweise in die Position A oder die Position B der Fig. 3. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Betätigung des Hydraulikzylinders 7 das L-förmige Element 5 in Richtung H gedreht, so daß die Spanngruppe 10 das in das Loch 11 eingesetzte Rohr 120 zwischen den Griffbelägen 8, 9 einspannt.
• Dieser Spannvorgang wird durch die Tatsache optimiert, daß der von den beweglichen Backen 4 getragene Griffbelag 9 perfekt zu dem anderen Griffbelag 8 paßt, und zwar als Folge der geringfügigen Schwingbewegung des Backens 4 relativ zu dem Zapfen 40.
• Die hydraulische Betätigungsvorrichtung 17 wird in geeigneter Phasenbeziehung zu diesem Spannvorgang betätigt, wodurch die Translationsbewegung des Schneidkörpers 13 in Richtung F so bewirkt wird, daß der Abschnitt 120a des Rohres 120 abgeschnitten wird.
• Bei Beendigung der Bewegung in Richtung F wird die Druckmittelbeaufschlagung der hydraulischen Betätigungsvorrichtung 17 geändert, was zur Folge hat, daß der Schneidkörper 13 in die abgezogene Außerbetriebsstellung (die von dem Sensor 19 erfaßt wird) zurückbewegt wird.
• Der von dem Rohr abgeschnittene Abschnitt 120a hat genau die gewünschten Abmessungen, da einerseits die Spanngruppe 10 eine Drehung des Rohres bezüglich des Loches 11 verhindert und andererseits das Rohr längs der Oberseite 12 abgeschnitten wird, da der Schneidkörper 13 nicht schwingen kann, und zwar wegen der Drehsicherungswirkung, die von der aus dem Arm 20, der Stange 21 und der Ausnehmung 22 bestehenden Anordnung auf die Welle 14 ausgeübt wird.
• Dies ermöglicht ferner eine Optimierung der Schneidphase, da die Ausrichtung der Schneidkante 13a bezüglich der Oberseite 12 aufrechterhalten wird.
• Die mit dem Bezugszeichen 50 bezeichnete vorgeschlagene Vorrichtung ist extrem kompakt, platzsparend (siehe Fig. 1 und 2) und äußerst vielseitig einsetzbar, denn sie kann einfach und rasch an einem speziellen Basiselement 2 befestigt werden, beispielsweise mittels spezieller Zapfen und Bolzen (siehe beispielsweise Fig. 5. in der an dem Basiselement 2 zwei Vorrichtungen 50 sowie weitere Arbeitseinheiten 100, beispielsweise zum Aufweiten der Rohrenden angebracht sind).
• Die vorgeschlagene Vorrichtung kann aufgrund ihrer Form in jeder beliebigen Ausrichtung verwendet werden; daher kann sie in universeller Weise eingesetzt werden, beispielsweise befestigt an einem Arm eines Roboters mit sechs Achsen, um an beiden Enden des Rohres zum Schneiden des Rohres einzuwirken, unabhängig von seinem Ausrichtungswinkel.
• Es ist offensichtlich, daß die vorgeschlagene Vorrichtung universell ist, da sie Schneidvorgänge in vorgegebener Weise bezüglich der Rohrachse und unabhängig von dem Rohrabschnitt ermöglicht: es reicht aus, zwei Griffbeläge 8, 9 mit Nuten 8a, 9a zu verwenden, um einer speziellen Anforderung zu genügen.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Schneiden länglicher Gegenstände, insbesondere von Rohren, mit:

einer Spanngruppe (10) mit zwei Backen, und zwar einem stationären Backen (3) und einem beweglichen Backen (4), die entsprechende Griffbeläge (8, 9) tragen, welche relative Ausnehmungen (8a, 9b) insbesondere bezüglich einer vertikalen Ebene aufweisen, die in einer Schließstellung der Backen ein Durchgangsloch (11) bilden, dessen Achse bezüglich der Vertikalen geneigt ist, wobei die Griffbeläge zum Erfassen eines länglichen Gegenstandes (120) dienen, der in dem Durchgangsloch (11) angeordnet ist und mit einem bestimmten Abschnitt (120a), der von der horizontalen Fläche (12) der Griffbeläge begrenzt wird, aus diesem vorsteht;

einem Schneidköprer (13), der in horizontaler Richtung über die besagte horizontale Fläche (12) vor und zurück bewegbar ist und dessen Schneidkante (13a) auf der horizontalen Fläche (12) gleitet, um den über diese Fläche vorstehenden genannten Abschnitt (120a) des Gegenstandes (120) abzuschneiden;

einem Basiselement (2), an dem die Vorrichtung befestigt ist;

einem Bauteil (1), das an dem Basiselement (2) lösbar befestigt ist, welches in Form eines stationären Backens (3) verläuft;

einem L-förmigen Element, das den beweglichen Backen (4) trägt und mit dem besagten Bauteil (1) schwenkbar verbunden ist, wobei die Schwenkachse (6) parallel zu der vertikale Ebene verläuft;

einem Hydraulikzylinder (7), dessen eines Ende (7b) an dem besagten Bauteil (1) angelenkt ist und dessen anderes Ende (7a) an dem L-förmigen Element (5) angelenkt ist, um die Spanngruppe (10) durch Betätigen des Hydraulikzylinders zu öffnen und zu schließen;

wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß das besagte Bauteil (1) aufweist:

eine Kammer (16), in der ein hydraulisches Betätigungsmittel (17) gleitet, um den Schneidkörper (13) zu betätigen, sowie zwei koaxial verlaufende Bohrungen (30a, 30b), wobei das Betätigungsmittel (17) einen in der Kammer (16) gleitenden Kolben (15) und einen Schaft (14) aufweist, der von zwei Abschnitten (14a, 14b) gebildet wird, die mit dem Kolben (15) verbunden sind und in den Bohrungen (30a, 30b) gleitend geführt sind, wobei relativ enge Dichtungen (31) dazwischen eingesetzt sind, wobei ein erster der besagten Abschnitte (14a) aus einem vorderen Teil des besagten Bauteils (1) vorsteht, um den Schneidkörper (13) abzustützen, während ein zweiter der besagten Abschnitte (14b) aus dem besagten Bauteil (1) an einem hinteren Teil desselben vorsteht und mit einem an dessen Ende festgelegten Querarm (20) versehen ist, der eine Stange (21) konstanten Querschnitts trägt, die dem Schneidkörper (13) zugewandt ist, so daß sie parallel zur Achse des Schaftes (14) verläuft, wobei die Stange (21) gleitend in eine Ausnehmung (22) eines Elementes (23) eingesetzt ist, das an dem Bauteil (1) festgelegt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Sensor (19) zum Detektieren der abgezogenen Außerbetriebsstellung des Schneidkörpers (13) aufweist.