DE10016288C2

DE10016288C2 - Cutting head for a pipe cutting device

Info

Publication number: DE10016288C2
Application number: DE2000116288
Authority: DE
Inventors: Stefan Wasserthal
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2020-04-01
Also published as: DE10016288A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schneidkopf für eine Rohr trenneinrichtung, bei der ein zu trennendes Rohr in einer Klemmhalte rung fixiert ist, mit einer ersten, gegenüber dem Rohr verdrehbaren Ro tationshülse, an der ein Kreismesser radial verschieblich gelagert ist.The present invention relates to a cutting head for a pipe separating device in which a pipe to be separated in a clamp tion is fixed, with a first, rotatable relative to the tube tion sleeve on which a circular knife is radially displaceably mounted.

Ein derartiger Schneidkopf ist aus der DE 44 32 601 A1 bekannt. Die radiale Verschiebung des Kreismessers wird bei dem bekannten Schneidkopf durch eine axiale Bewegung eines Schiebestücks gegen über der verdrehbaren Rotationshülse erzeugt. Das Schiebestück rotiert hierbei zusammen mit der Rotationshülse um das zu trennende Rohr.Such a cutting head is known from DE 44 32 601 A1. The radial displacement of the circular knife is in the known Cutting head by an axial movement of a sliding piece against generated over the rotatable rotary sleeve. The sliding piece rotates here together with the rotating sleeve around the pipe to be cut.

Die bekannte Konstruktion benötigt axiale Führungen für das Schiebe stück. Derartige axiale Führungen sind nur mit vergleichsweise hohem Fertigungsaufwand herzustellen. Ein rasches Verschieben des Kreis messers, insbesondere mit einem Richtungswechsel von einer Ver schiebung radial einwärts zu einer Verschiebung radial auswärts, ist bei der bekannten Konstruktion nur mit sehr großem Aufwand möglich. Für eine schnelle radiale Verschiebung mit einem Richtungswechsel muß die gesamte Masse des Schiebestücks und der zugehörigen Bau teile vollständig abgebremst und anschließend in Gegenrichtung beschleunigt werden. Es ergibt sich daher eine vergleichsweise große Taktzeit.The known construction requires axial guides for the sliding piece. Such axial guides are only comparatively high Manufacturing expenses. A quick shift of the circle knife, especially with a change of direction from a ver shift radially inward to a shift radially outward is at the known construction possible only with very great effort. For rapid radial displacement with a change of direction must the total mass of the sliding piece and the associated construction parts fully braked and then accelerated in the opposite direction become. The result is a comparatively large one Cycle time.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher einen Schneidkopf für eine Rohrtrenneinrichtung und eine Rohrtrenneinrichtung bereitzustel len, der bei einfacher Herstellung ein rasches und hochgenaues Ver schieben des Kreismessers ermöglicht.The object of the present invention is therefore a cutting head for to provide a pipe cutting device and a pipe cutting device len, which with a simple manufacture a fast and highly accurate Ver pushing the circular knife allows.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Schneidkopf der ein gangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Schneidkopf eine zweite Rotationshülse aufweist, die mindestens eine exzentrisch zu der ersten Rotationshülse angeordnete Abstützfläche aufweist, an der sich das Kreismesser abstützt, und daß die beiden Rotationshülsen für eine ra diale Verschiebung des Kreismessers gegeneinander verdrehbar sind.According to the invention, this task is the one with a cutting head gangs mentioned solved in that the cutting head a second Rotary sleeve having at least one eccentric to the first Rotary sleeve arranged support surface on which the Circular knife supports, and that the two rotating sleeves for a ra diale displacement of the circular knife are rotatable against each other.

Die beiden Rotationshülsen können vollständig als rotationssymmetri sche Bauteile ausgebildet werden. Axiale Führungen für das Verschie ben des Kreismessers sind nicht mehr erforderlich. Lediglich das Kreis messer selbst muß noch in Radialrichtung geführt werden. Der Gegen stand der Erfindung ermöglicht somit eine kostengünstige und gleich zeitig hochgenaue Konstruktion.The two rotation sleeves can be completely rotationally symmetrical cal components are formed. Axial guides for shifting ben of the circular knife are no longer required. Only the circle knife itself must still be guided in the radial direction. The opposite State of the invention thus enables an inexpensive and the same timely high-precision construction.

Die radiale Verschiebung des Kreismessers wird durch eine Verdrehung der beiden Rotationshülsen gegeneinander erreicht. Diese Verdrehung ist rascher und einfacher auszuführen als eine axiale Verschiebung. Damit ist auch eine rasche Verschiebung des Kreismessers in Radial richtung gewährleistet.The radial displacement of the circular knife is caused by a twist of the two rotating sleeves reached against each other. This twist is quicker and easier to carry out than an axial displacement. This is also a quick shift of the circular knife in radial direction guaranteed.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Advantageous refinements and developments of the invention go from the dependent claims.

Vorteilhaft sind die beiden Rotationshülsen konzentrisch zu dem Rohr angeordnet und um dieses verdrehbar angetrieben. Das Rohr wird in der Klemmhalterung axial unbeweglich und drehfest fixiert, während die beiden Rotationshülsen um das Rohr verdreht werden. Das Kreis messer wälzt sich hierbei am Umfang des Rohrs ab. Auf Grund der konzentrischen Lagerung ergibt sich eine nochmals vereinfachte Kon struktion und Fertigung.The two rotating sleeves are advantageously concentric to the tube arranged and driven to rotate. The pipe is in the clamp bracket axially immovable and rotatably fixed while the two rotating sleeves are turned around the pipe. The circle knife rolls on the circumference of the tube. Due to the Concentric storage results in a further simplified con structure and manufacturing.

In vorteilhafter Weiterbildung sind die beiden Rotationshülsen unab hängig voneinander antreibbar. Die gegenseitige Verdrehung der Rota tionshülsen für die radiale Verschiebung des Kreismessers kann daher ohne Verwendung von Getrieben oder anderen Kopplungselementen vorgenommen werden. Während des Trennens werden beide Rotati onshülsen um das feststehende Rohr verdreht. Die Verdrehung der bei den Rotationshülsen gegeneinander und die beiden hierdurch erreichte radiale Verschiebung des Kreismessers wird durch unterschiedliche Drehzahlen der beiden Rotationshülsen herbeigeführt. Die maximal er reichbare radiale Verschiebung des Kreismessers ist hierbei doppelt so groß wie die Exzentrizität der Abstützfläche an der zweiten Rotations hülse. Für einen Wechsel in der Bewegungsrichtung des Kreismessers muß lediglich die Drehzahl der zweiten Rotationshülse gegenüber der Drehzahl der ersten Rotationshülse verändert werden. Ein vollständiges Abbremsen und eine Beschleunigung in Gegenrichtung ist nicht erfor derlich. Das Kreismesser kann somit extrem rasch mit hoher Präzision in die gewünschte Radialposition verschoben werden.In an advantageous development, the two rotation sleeves are independent depending on each other. The mutual rotation of the rota tion sleeves for the radial displacement of the circular knife can therefore without using gears or other coupling elements be made. During the separation, both are rotati on sleeves twisted around the fixed tube. The twist of the at the rotating sleeves against each other and thereby reached the two radial displacement of the circular knife is caused by different Speeds of the two rotary sleeves brought about. The maximum he achievable radial displacement of the circular knife is twice as much as large as the eccentricity of the support surface on the second rotation sleeve. For a change in the direction of movement of the circular knife only the speed of rotation of the second rotary sleeve compared to the The speed of the first rotary sleeve can be changed. A complete one Braking and acceleration in the opposite direction is not required sary. The circular knife can thus extremely quickly with high precision be moved to the desired radial position.

Der Gegenstand der Erfindung ermöglicht daher auch das Trennen von Rohren mit unrundem Querschnitt, beispielsweise von ovalen Rohren oder Vierkantrohren. Durchmesseränderungen des Rohrs werden durch eine geeignete radiale Verschiebung des Kreismessers ausgeglichen. Zum Herbeiführen der erforderlichen radialen Verschiebung werden die Drehzahlen der beiden Rotationshülsen wie zum Trennen erforderlich eingestellt und entsprechend der Durchmesseränderung verändert. Die Änderung kann entweder anhand von vorprogrammierten Kurven erfol gen, die die Außenabmessungen des zu trennenden Rohrs wiederge ben. Alternativ kann über einen geeigneten Sensor der Anpreßdruck des Kreismessers gegen das Rohr erfaßt und als Eingangsgröße für ei nen geeigneten Regelkreis verwendet werden.The object of the invention therefore also enables the separation of Pipes with a non-circular cross-section, for example oval pipes or square tubes. Changes in the diameter of the pipe are indicated by compensated for a suitable radial displacement of the circular knife. To bring about the required radial displacement, the Speeds of the two rotation sleeves as required for separation adjusted and changed according to the change in diameter. The Change can be made either using preprogrammed curves conditions that reproduce the external dimensions of the pipe to be cut ben. Alternatively, the contact pressure can be set using a suitable sensor of the circular knife against the tube and as an input variable for egg a suitable control loop can be used.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Rotationshülse an einem Gehäuse und die zweite Rotationshülse an der ersten Rotati onshülse drehbar gelagert. Die beiden Rotationshülsen können somit gemeinsam ausgewechselt werden. Es wird eine rasche Anpassung an zu trennende Rohre mit unterschiedlichen Abmessungen erreicht.According to an advantageous embodiment, the first rotary sleeve on a housing and the second rotation sleeve on the first rotati on sleeve rotatably mounted. The two rotating sleeves can thus be replaced together. It will adapt quickly pipes to be cut with different dimensions.

Vorteilhaft ist das Kreismesser drehbar an einem Planschieber gelagert, der radial verschieblich an Stiften an der ersten Rotationshülse geführt ist. Diese Führung ist einfach herstellbar, zuverlässig und hochgenau.The circular knife is advantageously rotatably mounted on a face slide, which is guided radially displaceably on pins on the first rotary sleeve is. This guide is easy to manufacture, reliable and highly accurate.

Nach ein vorteilhaften Weiterbildung ist der Planschieber mit einer Druckrolle versehen, die sich an der exzentrisch zu der ersten Rotati onshülse angeordneten Abstützfläche abstützt. Es wird bei geringer Reifung und geringem Verschleiß eine gute Kraftübertragung erreicht.According to an advantageous development, the slide gate is with a Pressure roller provided, which is eccentric to the first Rotati supports arranged on the support surface. It gets lower Maturation and low wear achieved good power transmission.

Die exzentrisch zu der ersten Rotationshülse angeordnete Abstützflä che kann eine Innenfläche der zweiten Rotationshülse sein. Durch eine Verdrehung der beiden Rotationshülsen gegeneinander wird somit eine radiale Verschiebung des Kreismessers nach innen erzwungen. Die Rückstellung erfolgt durch die Fliehkraft oder durch ein Verschieben des Kreismessers nach außen durch das Rohr selbst beim Trennen ei nes Rohrs mit unrundem Querschnitt. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Außenfläche der zweiten Rotationshülse exzentrisch ausge bildet und als Abstützfläche verwendet werden. In diesem Fall wird durch eine Verdrehung der beiden Rotationshülsen gegeneinander eine gezielte Verschiebung des Kreismessers nach außen erreicht.The support surface arranged eccentrically to the first rotary sleeve che can be an inner surface of the second rotary sleeve. By a Rotation of the two rotating sleeves against each other thus becomes one forced radial displacement of the circular knife inwards. The It is reset by centrifugal force or by shifting the circular knife to the outside through the tube itself when cutting egg tube with a non-circular cross-section. Alternatively or in addition an eccentric outer surface of the second rotating sleeve forms and can be used as a support surface. In this case by rotating the two rotating sleeves against each other targeted shifting of the circular knife outwards.

Die Erfindung betrifft weiter eine Rohrtrenneinrichtung zum Trennen eines Rohrs mit einer Klemmhalterung zum Fixieren des Rohrs, die er findungsgemäß mit einem oben beschriebenen Schneidkopf versehen ist.The invention further relates to a pipe cutting device for cutting a pipe with a clamp for fixing the pipe, which he provided according to the invention with a cutting head described above is.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben, das schematisch in der Zeichnung dargestellt ist. Dabei zeigt:The invention based on an exemplary embodiment described in more detail, which is shown schematically in the drawing. It shows:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Rohrtrenneinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Schneidkopf; und Figure 1 is a front view of a pipe cutting device with the cutting head according to the invention. and

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1. FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Rohrtrenneinrichtung 10 mit einem Schneidkopf 11 und einer Klemmhalterung 12 dargestellt. Ein zu tren nendes Rohr 12 wird über die Klemmhalterung 12 drehfest und in Richtung seiner Längsachse 27 unverschieblich fixiert. Der Schneid kopf 11 rotiert zum Trennen des Rohrs 13 um dieses herum. In Figs. 1 and 2, a pipe cutting device 10 with a cutting head 11 and a clamp bracket 12 is illustrated. A nendes to tren tube 12 is rotationally fixed on the clamp bracket 12 and immovably fixed in the direction of its longitudinal axis 27th The cutting head 11 rotates to separate the tube 13 around it.

Erfindungsgemäß weist der Schneidkopf 11 eine erste, innere Rotati onshülse 14 und eine zweite, äußere Rotationshülse 15 auf. Beide Ro tationshülsen 14, 15 sind konzentrisch zu der Längsachse 27 des Rohrs 13 angeordnet. Die zweite Rotationshülse 15 weist eine exzen trisch zu der Längsachse 27 angeordnete Innenfläche 16 auf. Die In nenfläche 16 selbst ist hierbei zylindrisch ausgebildet. Zum Verdrehen der beiden Rotationshülsen 14, 15 dienen Riemen 17, 18, die zu nicht näher dargestellten Servomotoren führen. Jeder Rotationshülse 14, 15 ist ein eigener Servomotor als Antriebsmotor zugeordnet.According to the invention, the cutting head 11 has a first, inner rotation sleeve 14 and a second, outer rotation sleeve 15 . Both Ro tationshülsen 14 , 15 are arranged concentrically to the longitudinal axis 27 of the tube 13 . The second rotation sleeve 15 has an eccentrically arranged to the longitudinal axis 27 inner surface 16 . In the nenfläche 16 itself is cylindrical. Belts 17 , 18 , which lead to servomotors, not shown, are used to rotate the two rotary sleeves 14 , 15 . Each rotation sleeve 14 , 15 is assigned its own servo motor as the drive motor.

Die erste Rotationshülse 14 ist mit einem Planschieber 19 mit einer Ausnehmung 20 zum Aufnehmen des Rohrs 13 versehen. Der Plan schieber 19 ist in Pfeilrichtung 21 radial verschieblich an Stiften 22 geführt. Die Stifte 22 sind an Vorsprüngen 23, 24 der Rotationshülse 14 befestigt.The first rotary sleeve 14 is provided with a face slide 19 with a recess 20 for receiving the tube 13 . The plan slide 19 is guided radially displaceably on pins 22 in the direction of arrow 21 . The pins 22 are fastened to projections 23 , 24 of the rotary sleeve 14 .

Der Planschieber 19 trägt ein Kreismesser 25 zum Trennen des Rohrs 13 und ist mit einer Druckrolle 26 versehen. Die Druckrolle 26 stützt sich an der Innenfläche 16 der zweiten Rotationshülse 15 ab. Durch eine Verdrehung der beiden Rotationshülsen 14, 15 gegeneinander wird eine radiale Verschiebung des Planschiebers 19 und damit auch des Kreismessers 25 erzeugt.The slide valve 19 carries a circular knife 25 for separating the tube 13 and is provided with a pressure roller 26 . The pressure roller 26 is supported on the inner surface 16 of the second rotary sleeve 15 . By rotating the two rotation sleeves 14 , 15 against each other, a radial displacement of the plane slide 19 and thus also of the circular knife 25 is generated.

Die Klemmhalterung 12 weist Klemmbacken 28 auf, die das Rohr 13 umgeben. Die Klemmbacken 28 werden über Keile 29 und einen Schieber 30 beaufschlagt. Eine axiale Bewegung des Schiebers 30 be wirkt eine radiale Verschiebung der Klemmbacken 28 und damit ein Fixieren oder Freigeben des Rohrs 13. The clamping bracket 12 has clamping jaws 28 which surround the tube 13 . The clamping jaws 28 are acted upon by wedges 29 and a slide 30 . An axial movement of the slide 30 be a radial displacement of the jaws 28 and thus fixing or releasing the tube 13th

Die Rotationshülsen 14, 15 sind gegenüber dem Rohr 13 drehbar gela gert. Die erste Rotationshülse 14 ist hierbei an einem Gehäuseteil 31 über Lager 33 drehbar gelagert. Ein weiteres Gehäuseteil 32 dient zur Führung des Schiebers 30. Die beiden Gehäuseteile 31, 32 sind über nicht näher dargestellte Befestigungselemente miteinander verbunden.The rotary sleeves 14 , 15 are rotatably gela opposite the tube 13 . The first rotary sleeve 14 is rotatably mounted on a housing part 31 via bearings 33 . Another housing part 32 serves to guide the slide 30 . The two housing parts 31 , 32 are connected to one another via fastening elements, not shown.

Die zweite Rotationshülse 15 ist über weitere Lager 34 an der ersten Rotationshülse 14 drehbar gelagert. Zur Sicherung der Lager dienen schematisch dargestellte Gewindeeinsätze 35.The second rotary sleeve 15 is rotatably mounted on the first rotary sleeve 14 via further bearings 34 . Threaded inserts 35 , shown schematically, serve to secure the bearings.

Im Betrieb ist das Rohr 13 über die Klemmhalterung 12 drehfest und axial unverschieblich fixiert. Die beiden Rotationshülsen 14, 15 werden drehbar angetrieben, so daß sich das Kreismesser um das Rohr 13 her um bewegt. Zum Erzeugen der gewünschten radialen Verschiebung des Kreismessers 25 wird die Rotationshülse 15 gegenüber der Rotati onshülse 14 verdreht. Die Verdrehung wird durch einen geeigneten Drehzahlunterschied der beiden Rotationshülsen 14, 15 herbeigeführt.In operation, the tube 13 is fixed in a rotationally fixed and axially immovable manner via the clamping bracket 12 . The two rotating sleeves 14 , 15 are rotatably driven so that the circular knife moves around the tube 13 . To generate the desired radial displacement of the circular knife 25 , the rotary sleeve 15 is rotated on the sleeve 14 rotati. The rotation is brought about by a suitable speed difference between the two rotating sleeves 14 , 15 .

Der Planschieber 19 wird über die Druckrolle 26 von der exzentrischen Innenfläche 16 der Rotationshülse 15 radial einwärts gemäß Pfeilrich tung 21 verschoben. Hierdurch wird das Kreismesser 25 in Kontakt mit dem Außenumfang des Rohrs 13 gebracht und wälzt sich an diesem ab. Die zum Trennen des Rohrs 13 erforderliche weitere radiale Ver schiebung wird durch eine weitere Verdrehung der beiden Rotations hülsen 14, 15 gegeneinander erzeugt. Für diese weitere Verdrehung kann ein gleichbleibender oder sich ändernder Drehzahlunterschied verwendet werden. Die maximale Zustellbewegung des Kreismessers 25 in Radialrichtung ist doppelt so groß wie die der Exzentrizität e der Innenfläche 16. The slide valve 19 is moved radially inward according to the direction of the arrow 21 via the pressure roller 26 from the eccentric inner surface 16 of the rotary sleeve 15 . As a result, the circular knife 25 is brought into contact with the outer circumference of the tube 13 and rolls on this. The required to separate the tube 13 further radial displacement is generated by a further rotation of the two rotary sleeves 14 , 15 against each other. A constant or changing speed difference can be used for this further rotation. The maximum infeed movement of the circular knife 25 in the radial direction is twice as large as that of the eccentricity e of the inner surface 16 .

Nach dem Trennen des Rohrs 13 wird die gegenseitige Drehlage der Rotationshülsen 14, 15 so eingestellt, daß der Planschieber 19 wieder nach außen in seine in Fig. 1 dargestellte Position verschoben werden kann. Zur Verschiebung wird vorteilhaft die im Betrieb der erfindungs gemäßen Rohrtrenneinrichtung 10 auftretende Fliehkraft verwendet. Alternativ kann auch die Außenfläche der zweiten Rotationshülse 15 exzentrisch ausgebildet und für eine gezielte Rückführung des Plan schiebers 19 mit dem Keismesser 25 genutzt werden.After separating the tube 13 , the mutual rotational position of the rotary sleeves 14 , 15 is set so that the slide valve 19 can be moved outward again into its position shown in FIG. 1. The centrifugal force occurring during operation of the pipe separating device 10 according to the invention is advantageously used for the displacement. Alternatively, the outer surface of the second rotary sleeve 15 can be formed eccentrically and used for a targeted return of the plan slide 19 with the keymeter 25 .

Der gewünschte Drehzahlunterschied zwischen den Rotationshülsen 14, 15 wird durch gezielte Ansteuerung der Servomotoren herbeige führt. Ein vollständiges Abbremsen der Rotationshülse 15, gefolgt von einem Antrieb in Gegenrichtung ist nicht erforderlich. Es wird somit eine schnelle, hochgenaue radiale Verschiebung des Kreismessers 25 erreicht, die auch das Trennen von Rohren mit unrundem Durchmesser erlaubt. Weiter sind die Rotationshülsen 14, 15 vollständig als Drehteile ausgebildet und somit einfach mit hoher Genauigkeit herstellbar.The desired speed difference between the rotating sleeves 14 , 15 is brought about by targeted control of the servo motors. A complete braking of the rotary sleeve 15 , followed by a drive in the opposite direction is not necessary. A rapid, highly precise radial displacement of the circular knife 25 is thus achieved, which also allows the cutting of pipes with a non-circular diameter. Furthermore, the rotary sleeves 14 , 15 are designed entirely as turned parts and are therefore easy to manufacture with high accuracy.

Claims

1. Cutting head for a pipe cutting device ( 10 ), in which a pipe to be separated ( 13 ) is fixed in a clamping bracket ( 12 ), with a first, relative to the pipe ( 13 ) rotatable rotary sleeve ( 14 ) on which a circular knife ( 25 ) is radially displaceable gela, characterized in that the cutting head ( 11 ) has a second rotary sleeve ( 15 ) which has at least one eccentrically to the first rotary sleeve ( 14 ) arranged support surface ( 16 ) on which the circular knife ( 25 ) supports, and that the two rotary sleeves ( 14 , 15 ) for a radial displacement of the circular knife ( 25 ) are rotatable against each other.

2. Cutting head according to claim 1, characterized in that the two rotary sleeves ( 14 , 15 ) are arranged concentrically to the tube ( 13 ) and are rotatably driven about this.

3. Cutting head according to claim 2, characterized in that the two rotary sleeves ( 14 , 15 ) can be driven independently of one another.

4. Cutting head according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first rotary sleeve ( 14 ) on a Ge housing ( 31 , 32 ) and the second rotary sleeve ( 15 ) on the first rotary sleeve ( 14 ) is rotatably mounted.

5. Cutting head according to one of claims 1 to 4, characterized in that the circular knife ( 25 ) is rotatably mounted on a slide slide ( 19 ) which is guided radially displaceably on pins ( 22 ) on the first rotary sleeve ( 14 ).

6. Cutting head according to claim 5, characterized in that the plane slide ( 19 ) is provided with a pressure roller ( 26 ) which is supported on the eccentrically to the first rotary sleeve ( 14 ) arranged support surface ( 16 ).

7. Cutting head according to one of claims 1 to 6, characterized in that the eccentrically to the first rotary sleeve ( 14 ) arranged support surface ( 16 ) is an inner surface of the two th rotary sleeve ( 15 ).

8. Pipe separating device for separating a pipe ( 13 ) with a clamping bracket ( 12 ) for fixing the pipe ( 13 ), characterized by a cutting head ( 11 ) according to one of the preceding claims.