Vorrichtung zur Zerkleinerung des Innenspans längsnahtgeschweisster Rohre

Abstract

 Vorrichtung zur Zerkleinerung des bei der Innenentgratung längsnahtgeschweißter Rohre entstehenden Innenspans, welcher ein den abgeschabten Innenspan noch beinhaltendes Einzelrohr nach Trennung aus dem kontinuierlich gefertigtem Rohrstrang positioniert vorlegbar ist, wobei die Vorrichtung eine Druckwasser-Spüleinrichtung am Rohranfang und am Rohrende aneinander anschließend verfahrbare Spanfangeinrichtung (1), eine Spanführungseinrichtung (8), eine Spanschneideinrichtung (10) und eine Spanschrott-Auffangeinrichtung (14) aufweist und so in einem geschlossenen System den Innenspan austreibt, führt und zu Spanschrott verarbeitet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerkleinerung des bei der Innenentgratung längsnahtgeschweißter Rohre entstehenden Innenspans.

[0002] Bei der Herstellung von längsnahtgeschweißten Rohren, insbesondere bei Stahlrohren, welche mittels z. B. eines Formrollen- oder -käfigsystems vom Band zu einem Schlitzrohr geformt und darauffolgend verschweißt werden, entsteht durch den im Schweißpunkt vorhandenen Druck auf die Bandkanten ein Innen- und ein Außenwulst von ausgestauchtem schmelzflüssigen Material.
Dieses Material wird regelmäßig hinter dem Schweißpunkt auf der Innen- und der Außenseite durch Entgratwerkzeuge abgeschabt. Der hierbei durch die Außenentgratung entstehende Außenspan ist relativ leicht zu handhaben und kann aufgrund seiner Zugänglichkeit und des zur Verfügung stehenden unbegrenzten Arbeitsraumes in Schrottkübel geleitet und abgeführt oder auch über z. B. Führungsrinnen einer Zerhackerstation zugeleitet werden.

[0003] Der durch die Innenentgratung entstehende Innenspan verbleibt jedoch als durchgehender langer Span im Rohr.

[0004] Dieser lange Span wird üblicherweise durch Druckmedien, z. B. Wasser, Emulsion oder Luft, oder durch lange Bürsten entfernt, wird dann günstigstenfalls nach Austreten aus dem Rohrende auf Ablagen oder in Kübeln beliebig verdrillt und in Knäueln aufgefangen und muß dann manuell oder mit Magnet-/Hakenkränen entsorgt und nachfolgend geschnitten oder gepreßt werden, um als Schrotteinsatz im Hochofen wieder Einsatz zu finden.

[0005] Abgesehen von den Gefahren, die für das Bedienungspersonal entstehen, wenn der Span nur teilweise austritt und das Rohr im taktenden Fertigungsbetrieb einen üblicherweise nötigen Quertransport erfährt, ist die Entsorgung der auf den Ablagen und in den Kübeln verknäuelten Langspäne als umständliche, gefährliche und zeitaufwendige Tätigkeit nur mit äußerster Vorsicht und unter Einsatz umfassender Körperschutzmittel zu bewerkstelligen. Die nachfolgenden Preß- und Schneidvorgänge beinhalten ähnliche Probleme und sind zudem kostenintensiv.

[0006] Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, den Innenspan vor der Innenentgratung zur Erzeugung von kürzeren oder leicht brechenden Spänen einzukerben. Durch die dazu eingesetzten Kerbrollen können jedoch Beschädigungen der Rohrinnenoberfläche entstehen oder auch Tiefkerbungen, die zur Unterschreitung der Mindestwanddicke im Nahtbereich führen und Spannungsspitzen und Kerbwirkungen bei späteren Innendruckbelastungen provozieren.

[0007] Weiterhin ist durch DE 32 19 369-A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung kurzer Späne offenbart. Hierbei übt der beim Abschaben entstehende Span eine Drehkraft eines Werkzeugträgers bewirkende Querkraft auf die an diesen Werkzeugträger schräg angeordneten Schneidmittel aus. Die nebeneinander überdeckend angeordneten Schneidmittel kommen nacheinander zum Einsatz und erzeugen so kurze Einzelspäne.

[0008] Da jedoch bekanntermaßen die Belastungsspitzen gerade für Warmarbeitsstähle bei der genannten Innenentgratung beim Einlaufen bzw. Auslaufen des Schneidmittels in das/aus dem Werkstück - hier der Innenstauchwulst - entstehen, ergibt sich bei dem durch die oben genannte Schrift offenbarten Verfahren aufgrund des ständigen Schneidmittelwechsels eine nachteilige Minderung der Schneiden-Standzeit. Beide genannten offenbarten Vorrichtungen zeigen aber als gravierenden Nachteil, daß sie aufgrund der konstruktiv nötigen Baugröße der Kerbrollen oder auch des drehbaren Werkzeugträgers nur in Rohren eingsetzt werden können, die einen Innendurchmesser von ca. 160 mm nicht unterschreiten. Bei der Fertigung von Präzisrohren im Durchmesserbereich von z. B. 20 mm - 160 mm sind diese Vorrichtungen daher nicht nutzbar.

[0009] Der Erfindung lag also die Aufgabe zugrunde, eine für alle Durchmesserbereiche anwendbare Vorrichtung zu schaffen, die in wirtschaftlicher Weise eine automatische Zerkleinerung des langen Innenspans zu direkt schmelzeinsatzfähigen Spanschrott ermöglicht, die das unkontrollierte Ausspülen oder Ausbürsten mit den dadurch entstehenden gefährdungsträchtigen Arbeitstätigkeiten entbehrlich macht und sich in einfacher Weise in bestehende Fertigungseinrichtungen integrieren läßt.

[0010] Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs.

[0011] Weitergehende vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteranspüchen erfaßt.

[0012] Die Vorrichtung beinhaltet im wesentlichen eine Druckwasserspüleinrichtung am Rohranfang sowie am Rohrende eine verfahrbare Spanfangeinrichtung, eine Spanführungseinrichtung, eine Spanschneideinrichtung und eine Spanschrott-Auffangeinrichtung, welche unmittelbar an das Rohrende und aneinander anschließend angeordnet sind.

[0013] Durch diese Anordnung kann der ausgespülte lange Span nicht mehr unkontrolliert aus dem Rohrende austreten, wird durch die Spanführungseinrichtung ohne wesentliche Knickung oder Knäuelbildung direkt einem Schneidvorgang zugeführt und als geschnittener Spanschrott in einer Auffangeinrichtung gesammelt. Die Entsorgung des Spanschrottes beschränkt sich damit auf ein einfaches Austauschen eines Auffangbehälters.

[0014] Diese Anordnung erlaubt weiterhin die Anwendung der Vorrichtung für jeden beliebigen Rohrdurchmesser, da alle Werkzeuge und Einrichtungen zur Zerkleinerung sich außerhalb des Rohres befinden. Die aneinander anschließenden und insofern ein geschlossenes System bildenden Einrichtungen erlauben es, den Innenspan mittels Wasserdruck aus dem Rohr durch die Spanführungseinrichtung und auch noch durch die Spanschneideinrichtung in die Spanschrott-Auffangeinrichtung zu transportieren und auf jegliche Zwischenhandhabungen zu verzichten.

[0015] Hierzu ist die Spanführungseinrichtung in vorteilhafter Weise als ein die Spanfangeinrichtung und die Spanschneideinrichtung verbindender Hohlkörper ausgebildet, so daß eine in etwa dem Innenquerschnitt des Rohres entsprechende Hülse vorhanden ist, welche ungewolltes Ausknicken des ausgespülten Innenspan vermeidet.

[0016] Als Druck- bzw. Spülmedium läßt sich gleichermaßen Emulsion oder Luft verwenden.

[0017] Die Ausbildung des Hohlkörpers durch teleskopierende Rohre ermöglicht eine einfache und auf unterschiedliche Rohrlängen einzustellende Verlängerung oder Verkürzung der Führungseinrichtung. Hierbei wird das im Durchmesser kleinste Teleskoprohr vorteilhafter Weise mit der Spanfangeinrichtung und das im Durchmesser größte mit der Spanschneideinrichtung verbunden, so daß der Span an den Übergangsstellen von einem zum anderen Teleskoprohr während des Durchspülens nicht anstoßen kann.

[0018] Die Ausbildung der Spanfangeinrichtung als zum Rohrende sich öffnender Trichter erlaubt den Anschluß derselben an Rohrenden unterschiedlichen Durchmessers, so daß jeweils ein größerer Abmessungsbereich von Rohren ohne Umbau in der Vorrichtung fixiert und dem Innenspan-Zerkleinerungsprozeß unterworfen werden kann.

[0019] Ein problemloses Einlegen und Auswerfen der zu bearbeitenden Rohre in bzw. aus der/die Vorrichtung wird durch die zusätzlich zur Spanfangeinrichtung verfahrbare Halterung für die Druckwasser-Spüleinrichtung gewährleistet. Um Einlegezustand oder beim Auswerfen werden dann die Druckwasser-Spüleinrichtung und die Spanfangeinrichtung - z. B. mittels Pneumatikzylindern - auf einen die Rohrlänge etwa überschreitenden Abstand auseinandergefahren.

[0020] Durch eine Mengenregeleinrichtung für das Druckwasser und auch durch eine einstellbare Drehzahl des Antriebs des rotierenden Messerkopfes lassen sich die Fördergeschwindigkeit des Spanes und die Schnittfrequenz auf einfache Weise festlegen, daß jede gewünschte Spanschrottlänge erreicht werden kann.

[0021] Die Schneideinrichtung in der Ausbildung des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 7 bewirkt eine vorteilhafte Führung und Lage des Spanes beim Schneidvorgang ohne besondere Spannwerkzeuge und zeigt sich ausgesprochen robust und störungsresistent. Der Schnittspalt kann hier leicht durch eine auf den Schneidring wirkende Gewindespindel verändert werden, wobei sich dann der Abstand zwischen der Ebene der rotierenden Messer und der Ebene der Schneidringkante verändert.

[0022] Die Messer sind fachmännisch selbstverständlich als Wende- und Wechselwerkzeuge ausgebildet, so daß hohe Standzeiten und einfacher Werkzeugwechsel gewährleistet sind.

[0023] Vorteilhafter Weise kann - bei einer Ausbildung gemäß Anspruch 9 - die Vorrichtung innerhalb bzw. direkt neben einer automatischen Rohrfertigungsanlage in den Fertigungsprozeß intergriert werden, so daß das austretende Fertigrohr entgratet ist und der Innenspan bereits transportfertig zerkleinert vorliegt.

[0024] Letztlich besteht eine besonders einfache Lösung für eine Spanschrott-Auffangeinrichtung darin, einen zur Spanschneideinrichtung offenen aber ansonsten geschlossenen Kübel vorzusehen, welcher einen Schrottbehälter umschließt, der leicht und innerhalb kürzester Zeit nach dem Füllen gegen einen Leerbehälter ausgetauscht und entsorgt werden kann.

[0025] Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1

die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Seitenansicht,

Fig. 2

den Endbereich der erfindungemäßen Vorrichtung im Betriebszustand,

Fig. 3

einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung entsprechend der Linie A-A

[0026] Die in der Fig. 1 zur besseren Übersicht ohne das aus lediglich Transportrosten und Übergabeeinrichtungen bestehende Mittelteil dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zeigt die verfahrbare Spanfangeinrichtung 1, welche mit ihrem Gehäuse 2 auf einen Wagen 3 montiert ist, der wiederum auf eine Führungsschiene 4 über eine den unterschiedlichen Rohrlängen angepaßte Verstellänge 5 voreingestellt werden kann. Die als zum Rohrende 6 (siehe Fig. 2) sich öffnender Trichter ausgebildete Spanfangeinrichtung 1 ist - wie in der Fig. 1 gestrichelt dargestellt -, zusätzlich auch auf dem Wagen 3 verfahrbar, so daß nach der Voreinstellung auf die grobe Rohrlänge durch ein kurzes Zurück- und Vorfahren der Spanfangeinrichtung 1 auf dem Wagen 3 ein problemloses Einlegen und Auswerfen des Rohres erfolgen kann.

[0027] Eine aus teleskopierenden Rohren 7a-7f bestehende Spanführungseinrichtung 8 schließt sich ablaufseitig in der Hauptachse an und ist mit der Spanfangeinrichtung über Flanschkupplungen fest verbunden. Die teleskopierenden Rohre 7a-7f werden somit je nach Stellung der Spanfangeinrichtung 1 innerhalb der Verstellänge 5 entsprechend auseinandergezogen.

[0028] Es folgt weiter ablaufseitig die Spanschneideinrichtung 10 mit ihrem drehzahlregelbaren Antrieb 11, dem Schneidring 12 und dem rotierenden Messerkopf 13 sowie die als Kübel ausgebildete Spanschrott-Auffangeinrichtung 14 welche zur Entnahme eines nicht näher dargestellten Schrottbehälters mit einem zu öffnenden Deckel 15 versehen ist. Die Spanschrott-Auffangeinrichtung 14 ist zur besseren Darstellung des Messerkopfes 13 im Bereich ihrer zur Spanschneideinrichtung 10 weisenden Öffnung 16 aufgebrochen gezeichnet.

[0029] Der einlaufseitige Anfang der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist eine Druckwasser-Spüleinrichtung 17 auf, welche eine hier nicht näher dargestellte Druckwasser-Mengenregeleinrichtung beinhaltet. Gespült wird hierbei mit einem Wasserdruck von etwa 30 bar. Die Druckwasser-Spüleinrichtung 17 ist auf einer Halterung 18 über einen kurzen Weg längs verfahrbar angeordnet, so daß nach grober Längenvoreinstellung des am anderen Ende der Vorrichtung befindlichen Gehäuses 2 - der Verfahrfunktion der Spanschrott-Auffangvorrichtung 14 entgegengesetzt gleichgeschaltet - das Einlegen und Auswerfen der Rohre problemlos erfolgt. Die Halterung 18 lagert auf einem Grundrahmen 19, wobei Halterung und Grundrahmen in ihrem Lagerbereich als gegensätzlich geneigte schiefe Ebenen ausgebildet sind. Erreicht wird hierdurch mittels Verschieben der Halterung 18 auf dem Grundrahmen 19 eine an die jeweiligen Rohrdurchmesser angepaßte Höheneinstellung der Druckwasser-Spüleinrichtung 17.

[0030] Fig. 2 zeigt den Endbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Betriebszustand mit einem eingelegten und fixierten Rohr 20 mit einem Außendurchmesser von 114,3 mm und einer Wanddicke von 3,6 mm.

[0031] Die Spanfangeinrichtung 1 ist entsprechend der Rohrlänge verfahren und umschließt mit ihrem Trichter das Rohrende 6. Die teleskopierenden Rohre 7a-7f sind entsprechend dieses Verfahrweges ausgezogen.

[0032] Fig. 3 verdeutlicht anhand eines Schnittes die Funktionsweise der Spanschneideinrichtung 10. Der durch den Druckwasserstrahl ausgetriebene Span tritt aus dem Schneidring 12 aus und wird durch den rotierenden Messerkopf 13 zerschnitten. Der durch die rotierenden Messer 21a-21d beschriebene Schneidquerschnitt überdeckt hier vollständig den Querschnitt des Schneidringes 13. Der Schneidring 13 ist hierbei drehbar, so daß nach hinreichendem Verschleiß des beim Schnitt im wesentlichen beanspruchten unteren Teils des Schneidringes durch sein Verdrehen ein weiterer, nicht verschlissener Schneidringabschnitt in Schnittposition gedreht werden kann. Die Messer sind als Rechteckplatten mit vier Schneiden ausgeführt und können nach entsprechendem Verschleiß einer Schneide gewendet werden.

[0033] Der abgeschnittene Spanschrott fällt nach dem Schnitt in einen nicht näher dargestellten Schrottbehälter am Boden der Spanschrott-Auffangeinrichtung 14.

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Zerkleinerung des bei der Innenentgratung längsnahtgeschweißter Rohre entstehenden Innenspans, welcher ein den abgeschabten Innenspan noch beinhaltendes Einzelrohr nach Trennung aus dem kontinuierlich gefertigten Rohrstrang positioniert vorlegbar ist und bei welcher eine Druckwasser-Spüleinrichtung am Rohranfang zum Ausspülen des Innenspanes angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß unmittelbar hinter dem Rohrende (6) aneinander anschließend eine verfahrbare Spanfangeinrichtung (1), eine Spanführungseinrichtung (8), eine Spanschneideinrichtung (10) und eine Spanschrott-Auffangeinrichtung (14) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanführungseinrichtung (8) als ein die Spanfangeinrichtung (1) und die Spanschneideinrichtung (10) verbindender Hohlkörper ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanführungseinrichtung (8) aus teleskopierenden Rohren (7a-7f) besteht.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanfangeinrichtung (1) als zum Rohrende (6) sich öffnender Trichter ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckwasser-Spüleinrichtung (17) auf einer verfahrbaren Halterung (18) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckwasser-Spüleinrichtung (17) eine Druckwasser-Mengenregeleinrichtung enthält.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanschneideinrichtung (10) einen den einlaufenden Span umschließenden Schneidring (12) und einen rotierenden Messerkopf (13) mit auswechselbaren Messern (21a-21d) beinhaltet, wobei die Achse des Messerkopfes (13) parallel und versetzt zur Achse des Schneidringes (12) angeordnet ist und der durch die rotierenden Messer (21a-21d) beschriebene Schneidquerschnitt den Querschnitt des Schneidringes (12) mindestens teilweise überdeckt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (11) des rotierenden Messerkopfes (13) drehzahleinstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanfangeinrichtung (1), die Spanführungseinrichtung (8) und die Spanschneideinrichtung (10) eine gemeinsame Hauptachse (9) aufweisen und diese Hauptachse (9) parallel und in Übergabeabstand zur Achse einer Rohrfertigungslinie angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spanschrott-Auffangeinrichtung (14) als ein mit einer Öffnung (16) zur Spanschneideinrichtung versehener ansonsten geschlossener Kübel ausgebildet ist.

Zeichnung