DE4207790A1 - Verfahren und vorrichtung zum spanenden bearbeiten eines rohrendes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten eines Rohrendes. Das Rohr ist in diesem Fall beispielsweise ein Metallrohr zum Zuführen von Gas oder Dampf. Das Verfahren und die Vorrich­ tung gemäß der Erfindung sind besonders, jedoch nicht aus­ schließlich, geeignet zum spanenden Endbearbeiten oder zur spanenden Kantenvorbereitung der Enden grob zugeschnittener Rohre zu dem Zweck, die Rohre an einer Baustelle zum Bauen eines Hauses, einer Fabrik usw. stumpf zusammenzuschweißen.

Als eine Bearbeitungsvorrichtung dieser Art ist beispiels­ weise eine Vorrichtung zur vorbereitenden Kantenbearbeitung eines Rohrendes mit dem Namen "TMCK-Typ" offenbart in "Schweißtechnik", Band 36, 1988, herausgegeben von der Japan-Schweißgenossenschaft (Japan Welding Association).

Die obige TMCK-Typ-Vorrichtung weist eine rotierende Platte auf, die dazu eingerichtet ist, um die Achse eines spanend zu bearbeitenden Rohres zu rotieren, sowie einen Schneid­ körper, der fest an dieser rotierenden Platte angebracht ist. Diese Vorrichtung führt die spanende Bearbeitung auf eine solche Weise durch, daß die rotierende Platte in Axi­ alrichtung des Rohres bewegt oder nachgeführt wird, während sie gedreht wird, um den Schneidkörper in Berührung mit einem Ende des Rohres zu bringen, um es zuzuschneiden. In jenem Fall, in dem eine V-förmige Kante zum stumpfen Zusam­ menschweißen von Rohren erforderlich ist, wird der Ein­ stellwinkel des Schneidkörpers in Bezug auf das Ende eines jeden Rohres so geändert, daß die vorbereitende spanende Kantenbearbeitung durchgeführt wird.

Da bei dem oben beschriebenen spanenden Bearbeitungsverfah­ ren jedoch die Drehmitte des Schneidkörpers auf der Achse des Rohres liegt, ist das Moment, welches auf die Welle der Drehplatte infolge der Reaktionskraft des Schnittvorganges einwirkt, groß. Es hat sich im Ergebnis entsprechend einer Analyse, die von den Erfindern der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden, ein Problem herausgestellt, das sich so erhebt, daß, soweit die rotierende Platte und ihre Welle nicht eine hohe Starrheit aufweisen, der Schneidkörper in Vibration versetzt wird, so daß es erschwert ist, die spa­ nende Bearbeitung des Rohrendes mit hoher Genauigkeit durchzuführen. Im übrigen liegt die Drehgeschwindigkeit, die für den Schnittvorgang geeignet ist, bei einem bestimm­ ten Wert fest. Bei der Vorrichtung mit dem oben beschriebe­ nen Aufbau ist deshalb eine Antriebsquelle, wie etwa ein Hochleistungsmotor, erforderlich, um die vorbestimmte Schnittgeschwindigkeit gegen die Wirkung einer großen Schnitt-Reaktionskraft sicherzustellen, wobei die Abmessun­ gen und das Gewicht der Vorrichtung erhöht werden.

Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der obi­ gen Analysen fertiggestellt. Ein Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur spanenden Bearbeitung vorzusehen, wodurch ein Rohrende selbst mit einer Antriebsvorrichtung mit nied­ rigem Drehmoment genau zugeschnitten werden kann.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung vorzusehen, die eine hochgenaue spa­ nende Bearbeitung des Endes eines Rohres durchführen kann, obwohl ihr Aufbau eine niedrige Starrheit aufweist, und die dementsprechend hinsichtlich ihrer Größe und ihres Gewich­ tes verringert und, was ihre Transportierbarkeit und Be­ triebsfähigkeit angeht, überlegen ist.

Zu den obigen Zwecken wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Werkzeug mit einer Anzahl von Schneiden an seiner Seite zur spanenden Bearbeitung eines Rohrendes benutzt. Während das Werkzeug gedreht wird, werden die seitlichen Schneiden in Berührung mit dem Rohrende gebracht, und das Werkzeug wird das Rohrende entlangbewegt, um hierbei das Ende des Rohres über den gesamten Umfang zuzuschneiden.

Das Werkzeug, das mehrere Schneiden auf der Seite aufweist, ist beispielsweise ein Fingerfräser. Eine günstige Tiefe, bis zu welcher der Fingerfräser in axialer Richtung des Rohres nachgeführt wird, ist etwa ein Drittel bis zu einer Hälfte des Durchmessers des Fingerfräsers, und diese Tiefe ist die spanende Bearbeitungslänge in axialer Richtung des Rohres, die durch einen Umlauf des Werkzeugs längs des Rohrendes geschnitten werden kann. Der Fingerfräser, der zur spanenden Bearbeitung von Rohren der oben beschriebenen Art geeignet ist, weist einen Durchmesser von etwa 1 cm auf, der Abstand zwischen den seitlichen Schneiden und der Drehmitte hiervon ist kurz, und deshalb ist auch die Reak­ tionskraft auf den Schneidevorgang gering. Als Ergebnis kann gemäß der Erfindung die spanende Bearbeitung eines Rohrendes selbst mit einem Elektromotor durchgeführt wer­ den, dessen Ausgangs-Drehmoment verhältnismäßig gering ist.

Ferner werden selbst dann, wenn die Starrheit der Anordnung niedrig ist, Schwingungen usw. nicht verursacht, und die Schnittgenauigkeit kann sichergestellt werden. Die Vorrich­ tung kann eine geringe Größe und ein geringes Gewicht auf­ weisen.

Außerdem kann die Vorbereitung einer V-förmigen Kante da­ durch durchgeführt werden, daß man das rotierende Werkzeug hinsichtlich des Endes eines Rohres neigt.

Ferner kann ein schräges Ende gebildet werden, oder ein schräges Ende kann spanend bearbeitet werden, wenn das ro­ tierende Werkzeug längs einer Ebene bewegt wird, die hin­ sichtlich der Achse des Rohres geneigt ist.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung das Rohr durch mehrere seitliche Schneiden des rotierenden Werkzeugs geschnitten wird, ist die Reaktionskraft auf den Schnittvorgang gering, und der Schnittvorgang kann mit einer Antriebsvorrichtung mit niedrigem Drehmoment durchgeführt werden. Im übrigen kann die Starrheit der Vorrichtung in Übereinstimmung mit der geringen Reaktionskraft gesenkt werden, um hierdurch eine Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten eines Rohrendes vorzusehen, die ein geringes Gewicht und eine geringe Größe aufweist und die hinsichtlich der Transportierbarkeit und der betrieblichen Möglichkeiten überlegen ist.

Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorzüge der Er­ findung werden aus der detaillierten Beschreibung noch näher deutlich, die nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird, in denen:

Fig. 1 ein Querschnitt ist, der eine Vorrich­ tung zur spanenden Bearbeitung gemäß einem Ausführungsbei­ spiel nach einem Aspekt der Erfindung zeigt,

Fig. 2 eine schematische Ansicht zum Erläutern der Vorgänge des erfindungsgemäßen spanenden Bearbeitungs­ verfahrens anhand eines Ausführungsbeispiels eines anderen Aspekts der Erfindung ist,

Fig. 3 eine schematische Ansicht ist, die jenen Fall zeigt, in dem das Zuschneiden auf eine gewünschte Län­ ge durch die Vorgänge der Fig. 2 durchgeführt wird,

Fig. 4 eine schematische Ansicht ist, um das Schneiden mit der spanenden Bearbeitung des TMCK-Typs zu erläutern, die oben beschrieben wurde,

Fig. 5 eine schematische Ansicht ist, um das Schneiden gemäß des spanenden Bearbeitungsverfahrens nach dem anderen Aspekt der Erfindung zu erläutern,

Fig. 6 eine schematische Ansicht ist, um die vorbereitende spanende Kantenbearbeitung eines Rohrendes nach dem Verfahren des anderen Aspekts der Erfindung zu erläutern,

Fig. 7 eine schematische Ansicht ist, um das spanende, schräge Bearbeiten eines Rohrendes gemäß dem Ver­ fahren des anderen Aspekts der Erfindung zu erläutern,

Fig. 8 eine schematische Frontansicht ist, die die spanende Bearbeitungsvorrichtung der Fig. 1 zeigt,

Fig. 9 ein Querschnitt ist, der einen Finger­ fräser zur Verwendung in der spanenden Bearbeitungsvorrich­ tung der Fig. 1 zeigt,

Fig. 10 eine Perspektivansicht der spanenden Bearbeitungsvorrichtung der Fig. 1 ist,

Fig. 11 eine Perspektivansicht der spanenden Bearbeitungsvorrichtung der Fig. 1 in jenem Fall ist, in dem der Fingerfräser so eingebaut ist, daß er bezüglich eines Endes des Rohres eine Neigung aufweist, und

Fig. 12 eine Perspektivansicht eines abge­ schrägten Distanzstückes ist, das zum Kippen des Fingerfrä­ sers verwendet wird.

Es erfolgt nun die detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, wobei die Erfindung im einzelnen auf der Grundlage der in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele beschrieben wird.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen; eine Vorrichtung 1 zur spanenden Bearbeitung gemäß einem Ausführungsbeispiel eines Aspekts der Erfindung umfaßt einen Fingerfräser 10, der ein rotierendes Schneidwerkzeug ist, einen Elektromotor 20, der als Drehantriebseinrichtung für den Fingerfräser 10 dient, einen Vorschubmechanismus 30, um den Fingerfräser 10 in axialer Richtung eines Rohres 100 zu bewegen, das spa­ nend bearbeitet werden soll, einen rotierenden Rahmen 40, an welchem diese Bestandteile angebracht sind, und einen ortsfesten Rahmen 50 zur Anbringung des rotierenden Rahmens 40 am Rohr 100.

Der ortsfeste Rahmen 50 weist eine im wesentlichen zylin­ drische Form zum Einführen des Rohres 100 in diesen auf. Wenn der ortsfeste Rahmen 50 auf das Rohr 100 aufgesetzt ist, wie in Fig. 8 gezeigt, dann werden Spannstücke 52 zwi­ schen den ortsfesten Rahmen 50 und das Rohr 100 eingeführt. In diesem Zustand wird der ortsfeste Rahmen 50 auf dem Rohr 100 mittels eines Befestigungs-Handgriffs 51 nach Art einer Schraube befestigt. Es ist bevorzugt, daß der ortsfeste Rahmen so ausgelegt ist, daß er Abmessungen aufweist, die auf einige Rohre unterschiedlichen Durchmessers anwendbar ist, so daß er auf einem Rohr, das tatsächlich spanend be­ arbeitet werden soll, durch Ändern der Größe der Spann­ stücke 52 in Übereinstimmung mit dem Durchmesser des Rohres befestigt werden kann.

Der rotierende Rahmen 40 weist eine im wesentlichen zylin­ drische Form auf, mit einem Abschnitt 42 mit großem Durch­ messer und einem mit einem Flansch versehenen Abschnitt 43 mit kleinem Durchmesser. Der Abschnitt 42 mit großem Durch­ messer greift verschieblich an seinem einen Ende in eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Nut ein, die am einen Ende des ortsfesten Rahmens 50 ausgebildet ist, um vom ortsfesten Rahmen 50 rund um die Achse des Rohres 100 dreh­ bar gelagert zu werden. Mehrere Schneidegriffe 41 zum Dre­ hen des rotierenden Rahmens 40 von Hand sind an dem Ab­ schnitt 42 mit großem Durchmesser angebracht. Andererseits ist ein Knopf 45 zum Verhindern der Bewegung des rotieren­ den Rahmens 40 am ortsfesten Rahmen 50 vorgesehen.

Der mit einem Flansch versehene Abschnitt 43 mit kleinem Durchmesser ist, wie in Fig. 10 zu sehen, abnehmbar am anderen Ende des Abschnitts 42 mit großem Durchmesser mit­ tels mehrerer Schrauben angebracht. Löcher zur Anbringung, die im Abschnitt 43 mit kleinem Durchmesser ausgebildet sind, sind länglich, um es zu ermöglichen, daß die Montage­ lage des Abschnitts mit kleinem Durchmesser radial in Bezug auf den Abschnitt 42 mit großem Durchmesser eingestellt werden kann. Durch Ändern der Montagelage des Abschnitts 43 mit kleinem Durchmesser ist es möglich, die Lage des Fin­ gerfräsers 10 in Bezug auf eine Endfläche des Rohres 100 zu kontrollieren. Außerdem kann der Abschnitt 43 mit kleinem Durchmesser angebracht werden, während man ein abgeschräg­ tes Distanzstück 44 (siehe Fig. 12) zwischen seinem Flansch und dem Abschnitt 42 mit großem Durchmesser einsetzt. In dem Fall, in dem das abgeschrägte Distanzstück 44 somit zur Anbringung des Abschnitts 43 mit kleinem Durchmesser ver­ wendet wird, wie in Fig. 11 gezeigt, wird die Drehachse des Motors 20 im Hinblick auf die Achse des Rohres 100 geneigt. Im übrigen sind in Fig. 10 und 11 der Schneidehandgriff 41 und dergleichen zur Vereinfachung weggelassen.

Der Elektromotor 20 ist in einem zylindrischen Aufnahmeteil 24 angebracht, welches seinerseits in axialer Richtung ver­ schieblich im Abschnitt 43 mit dem kleineren Durchmesser des rotierenden Rahmens 40 angebracht ist. Ein Handgriff 32 zum Verhindern der Bewegung des Aufnahmeteils 24 ist am Ab­ schnitt 43 mit kleinem Durchmesser des rotierenden Rahmens 40 vorgesehen. Es ist auch der Fingerfräser-Vorschubmecha­ nismus 30 am Abschnitt 43 mit kleinem Durchmesser ange­ bracht. Da ein bekannter Mechanismus nach Art einer Schrau­ be als Vorschubmechanismus benutzt werden kann, werden dessen Einzelheiten hier nicht beschrieben. Der Vorschubme­ chanismus 30 ist betrieblich mit dem Aufnahmeteil 24 so verbunden, daß der Motor 20 in axialer Richtung in Abhän­ gigkeit von der Betätigung eines Vorschubhandgriffs 31 be­ wegt wird.

Eine Geschwindigkeits-Verringerungseinheit 21 ist am Elek­ tromotor 20 vorgesehen, und der Fingerfräser 10 ist an die­ ser Geschwindigkeits-Verringerungseinheit angebracht. Wie aus Fig. 1 deutlich erkennbar ist, ist die Geschwindig­ keits-Verringerungseinheit 21 so ausgebildet, daß sie die Drehkraft des Motors 20 auf den Fingerfräser 10 überträgt, während sie deren Richtung unter einem Winkel von 90° än­ dert. Ferner weist der Elektromotor 20 einen Stromschalter 22 und eine Handsteuerung 23 für die Drehzahl auf.

Fig. 9 zeigt in vergrößertem Maßstab den Fingerfräser 10 und eine Anordnung zum Ergreifen dieses Fingerfräsers. Wie in der Zeichnung zu sehen, ist der Fingerfräser 10 abnehm­ bar an der Geschwindigkeits-Verringerungseinheit 21 durch eine Spannhülse 12 und eine Mutter 11 angebracht. Es sollte vermerkt werden, daß der Fingerfräser 10 keine Stirnschnei­ de benötigt, weil nur die seitlichen Schneiden bei dem spa­ nenden Bearbeitungsverfahren gemäß der Erfindung benutzt werden. Die Länge K der seitlichen Schneiden muß jedoch hinlänglich groß sein, verglichen mit der Dicke des spanend zu bearbeitenden Rohres. Bevorzugt ist die Schneidenaus­ bildung des Fingerfräsers 10 zur Schruppbearbeitung ausge­ bildet, was hinsichtlich der Wirkung beim Entfernen des Spanes überlegen ist.

Die spanende Bearbeitung einer Endfläche des Rohres 100 mit der Vorrichtung 10 wird nun beschrieben. Zunächst wird der ortsfeste Rahmen 50 am Rohr 100 unter Benutzung der Spann­ stücke 52 und des Befestigungs-Handgriffs 51 befestigt. Nachfolgend wird der Abschnitt 43 mit kleinem Durchmesser des rotierenden Rahmens 40 am Abschnitt 42 mit großem Durchmesser am ortsfesten Rahmen 50 angebracht. Zu diesem Zeitpunkt wird die Montagelage des Abschnitts 43 mit klei­ nem Durchmesser hinsichtlich des Abschnitts 42 mit großem Durchmesser so eingestellt, daß die seitlichen Schneiden des Fingerfräsers 10 in Berührung mit der Endfläche 101 des Rohres 100 gebracht werden können.

Nachdem die Anbringung des rotierenden Rahmens 40 fertigge­ stellt ist, wird der Schalter 22 angeschaltet, um den Elek­ tromotor 20 zu betätigen und hierbei den Fingerfräser 10 über die Geschwindigkeits-Verringerungseinheit 21 zu dre­ hen. Die Umfangsgeschwindigkeit des Fingerfräsers 10 ist beispielsweise auf 20 bis 30 m/min im Fall eines Kohlen­ stoff-Stahlrohres eingestellt. Wenn das Rohr aus einem unterschiedlichen Material, wie etwa rostfreiem Stahl, her­ gestellt ist, kann eine geeignete Drehzahl durch Einstel­ lung der Handsteuerung 23 festgesetzt werden.

Dann wird der Fingerfräser 10 zur Endfläche 101 des Rohres 100 durch geeignete Betätigung des Handgriffs 31 des Vor­ schubmechanismus 30 bewegt. Als Ergebnis dieser Bewegung werden die seitlichen Schneiden des Fingerfräsers 10 in Be­ rührung mit der Endfläche 101 gebracht, um mit dessen Zu­ schnitt zu beginnen. Die Tiefe des Schnittes beträgt etwa eine Hälfte bis zu einem Drittel des Durchmessers des Fin­ gerfräsers 10. Bis zu diesem Zeitpunkt war der rotierende Rahmen 40 am ortsfesten Rahmen 50 mittels des Knopfes 45 festgelegt, um den rotierenden Rahmen 40 an der Drehung infolge einer Schnittvorgangs-Reaktionskraft am Fingerfrä­ ser 10 zu hindern.

Nachdem der Vorschub des Fingerfräsers 10 fertiggestellt ist, wird das Aufnahmeteil 24 mittels des Handgriffs 32 festgelegt, um hierdurch den Fingerfräser 10 an der Bewe­ gung zu hindern. Diese Festlegung wird zu dem Zweck vorge­ nommen, jegliche weitere Bewegung des Fingerfräsers 10 in axialer Richtung infolge eines Spiels oder dergleichen des Nachschubmechanismus 30 zu verhindern, um die Schnittgenau­ igkeit sicherzustellen.

Nachfolgend löst die Bedienungsperson den Knopf 45, hält die Schneidegriffe 41 und dreht den Schneiderahmen 40. Wenn der Schneiderahmen 40 gedreht wird, dann wird der Finger­ fräser 10 in Umfangsrichtung längs der Endfläche 101 be­ wegt, während er um seine eigene Achse rotiert, um das Rohr 100 über seinen gesamten Umfang hinweg abzuspanen. Wenn der Schnittvorgang über den gesamten Umfang fertiggestellt ist, dann wird der Knopf 45 wiederum betätigt, um den rotieren­ den Rahmen 40 am ortsfesten Rahmen 50 festzulegen. Auf die­ se Weise wird die spanende Bearbeitung der Endfläche des Rohres 100 fertiggestellt.

Die oben beschriebene, spanende Endflächenbearbeitung des Rohres wird entsprechend des Verfahrens nach einem anderen Aspekt der Erfindung durchgeführt.

Die Schnittvorgänge nach dem spanenden Bearbeitungsverfah­ ren des anderen Gesichtspunkts der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in Fig. 2 gezeigt ist. Diese Zeichnung stellt eine un­ ebene Endfläche des Rohres 100 dar, das grob abgeschnitten ist.

Beim ersten Schritt des Verfahrens (durch einen Pfeil 1 in der Zeichnung bezeichnet) wird der Fingerfräser 10, der eine Anzahl von Schneiden an seiner Seite aufweist, ge­ dreht. In einem zweiten Schritt (durch einen Pfeil 2 be­ zeichnet) wird der Fingerfräser 10 zur Endfläche des Rohres 100 bewegt und in Berührung mit der Endfläche gebracht, um den Schnittvorgang zu beginnen. In einem dritten Schritt (durch einen Pfeil 3 bezeichnet) wird der Fingerfräser 10 in Umfangsrichtung längs der Endfläche des Rohres 100 be­ wegt, während er um seine eigene Achse rotiert, so daß er dieses Rohr über den ganzen Umfang hinweg abspant.

Fig. 3 zeigt die Vorgänge zum tiefen Zuschneiden einer End­ fläche des Rohres 100. In jenem Fall, in dem es notwendig ist, das Rohr über eine große Tiefe zuzuschneiden, werden die spanenden Bearbeitungsvorgänge, die in Fig. 2 gezeigt sind, mehrfach wiederholt, wie durch Pfeile in Fig. 3 be­ zeichnet. Wenn eine Schnittiefe Z bei jedem Schnittvorgang etwa eine Hälfte bis zu einem Drittel des Durchmessers be­ trägt, wie oben beschrieben, kann ein günstiges Ergebnis erreicht werden.

Die Schnitt-Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn man das erfindungsgemäße spanabhebende Bearbeitungsverfahren prak­ tiziert, wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben. Zum Zweck des Vergleichs stellt Fig. 4 die Schnitt-Reakti­ onskraft dar, die erzeugt wird, wenn man ein solches span­ abhebendes Bearbeitungsverfahren ausführt, wie es der Fall ist bei der oben erwähnten spanabhebenden Bearbeitungsvor­ richtung des TMCK-Typs.

Es wird zunächst auf Fig. 4 Bezug genommen; bei diesem spanabhebenden Bearbeitungsverfahren wird mindestens eine Schneide 5 gegen eine Endfläche des Rohres 100 angedrückt und um die Achse des Rohres gedreht, um hierbei den Schnittbearbeitungsvorgang der Endfläche durchzuführen. Ein Drehmoment T_R, das zum Schnittvorgang erforderlich ist, wird hauptsächlich bestimmt durch das Produkt aus dem Schnittwiderstand F und dem Abstand R von der Schneide 5 zur Rohrachse O. Das Nachführen der Schneide 5 in axialer Richtung des Rohres wird dadurch ausgeführt, daß man eine Vorschubkraft W unter Verwendung eines schraubenartigen Vorschubmechanismus oder dergleichen auf die Schneide 5 ausübt. Eine geeignete Schnitt- oder Drehgeschwindigkeit der Schneide 5 beträgt 20 bis 30 m/min, die im wesentlichen gleich ist der Umfangsgeschwindigkeit des Fingerfräsers beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Als nächstes wird Bezug auf Fig. 5 genommen; beim spanenden Bearbeitungsverfahren der Erfindung rotiert ein Drehwerk­ zeug mit einer Anzahl von Schneiden an seiner Seite, wie etwa der Fingerfräser 10 des oben beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiels, um seine eigene Achse, um einen Schnittvor­ gang durchzuführen. Dementsprechend ist, verglichen mit dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel, das Drehmoment T_R, das für den Schnittvorgang erforderlich ist, äußerst klein, weil nicht nur der Schnittwiderstand F, sondern auch der Radius R des Werkzeugs klein ist. Außerdem ist die Reaktionskraft f in axialer Richtung des Rohres, die auf das Werkzeug ein­ wirkt, kleiner als jene beim obigen Ausführungsbeispiel, und demzufolge kann die Starrheit der ganzen Vorrichtung bei einem niedrigen Wert angesetzt werden.

Bei dem Schnittverfahren, das in Fig. 4 dargestellt ist, können, solange nicht der Schneidkörper bis zu einem gewis­ sen Ausmaß kräftig gegen die Endfläche des Rohres ange­ drückt wird, wahrscheinlich eine Schwingung oder solche Probleme verursacht werden, die sich aus der Verformung oder dergleichen des rotierenden Rahmens der Vorrichtung infolge der Reaktionskraft f ergeben. Aus diesem Grund muß das Schnittmaß des Schneidkörpers in einem gewissen Ausmaß auf einen hohen Wert festgesetzt werden, und der Schneide­ widerstand F wird unvermeidlich groß sein. Andererseits kann bei dem Schneideverfahren der Erfindung, da die Schneiden eines rotierenden Werkzeugs verwendet werden, deren Schnittmaß auf einen verhältnismäßig großen Wert ein­ gestellt werden, verglichen mit der Schneide-Reaktions­ kraft. Dies kann erreicht werden, wenn die Bedienungsperson ordnungsgemäß die Werkzeug-Nachführkraft W in Umfangsrich­ tung des Rohres auf eine solche Weise steuert, daß nicht der Reaktionskraft widerstanden oder entgegengewirkt wird. Ein geeigneter Wert der Schneidegeschwindigkeit in Umfangs­ richtung des Rohres ist etwa 10 bis 20 cm/min.

Fig. 6 stellt ein Beispiel in jenem Fall dar, in dem die vorbereitende spanende Kantenbearbeitung einer Endfläche eines Rohres mit der spanenden Bearbeitungsvorrichtung vor­ genommen wird, die in Fig. 1 gezeigt ist, und zwar entspre­ chend dem spanenden Bearbeitungsverfahren der Erfindung. In Fig. 6 sind Bestandteile der Vorrichtung zum Zwecke der Vereinfachung schematisch dargestellt, und die Spannstücke 52 sind aus Gründen der Bequemlichkeit an Stellen gezeigt, die gegenüber jenen der Fig. 8 unterschiedlich sind. Im Fall einer solchen vorbereitenden spanenden Kantenbearbei­ tung wird der Schnittvorgang mit einer Drehachse E des Fin­ gerfräsers 10 vorgenommen, die gegenüber der Mittelachse O des spanend zu bearbeitenden Rohres 100 um einen Winkel ge­ kippt ist. Genauer gesagt, der Abschnitt mit kleinem Durch­ messer des rotierenden Rahmens 40, der den Elektromotor 20 trägt, ist auf dem Abschnitt mit großem Durchmesser unter Zwischenlage eines abgeschrägten Distanzstückes angebracht, so daß die Achse E des Fingerfräsers 10 und die Achse O des Rohrs 100 unter einem Winkel von 90° + R gehalten werden kann. Wie in Fig. 6 gezeigt, weist diese Drehachse E einen Schnittpunkt e auf der Mittelachse O des Rohres auf, und der Fingerfräser 10 kann um die Achse O gedreht werden. In diesem Zustand wird wie in der obigen Beschreibung der Fin­ gerfräser 10 in Axialrichtung des Rohres bewegt, und der rotierende Rahmen 40 wird gedreht, um den Fingerfräser 10 über den gesamten Umfang des Rohres zu bewegen, um hierbei die spanende Endflächenbearbeitung mit einem gewünschten Verjüngungswinkel R zu ermöglichen.

Fig. 7 stellt ein Beispiel in jenem Fall dar, in dem das schräge Abspanen einer Endfläche eines Rohres mit der spa­ nenden Bearbeitungsvorrichtung durchgeführt wird, die in Fig. 1 gezeigt ist, und zwar gemäß dem spanenden Bearbei­ tungsverfahren der Erfindung. In Fig. 7 sind ebenfalls die Bestandteile zum Zweck der Vereinfachung nur schematisch abgebildet. Im Fall einer solchen schrägen spanenden Bear­ beitung wird der Schneidevorgang durchgeführt, während die Drehachse E des Fingerfräsers 10 geneigt ist, und zwar auf dieselbe Weise wie im Beispiel der Fig. 6 und durch Drehen des Fingerfräsers 10 in Umfangsrichtung des Rohres um eine unterschiedliche Achse, die die Mittelachse O des Rohres 100, das spanend zu bearbeiten ist, schneidet. Genauer ge­ sagt, wie in Fig. 7 gezeigt, ist der ortsfeste Rahmen 50 am Rohr 100 mit abgeschrägten, hierzwischen angeordneten Spannstücken 52 so befestigt, daß die Drehachse P des ro­ tierenden Rahmens 40, der den Elektromotor 20 trägt, die Achse O des Rohres 100 unter einem gewünschten Winkel R schneidet. Somit schneidet die Drehachse P des rotierenden Rahmens 40 und die Drehachse E des Fingerfräsers 10 die Achse O des Rohres an einem Punkt g, und die Achse E ist unter dem Winkel R in Bezug auf den vertikalen Querschnitt des Rohres gekippt. In diesem Zustand wird, wie in der obi­ gen Beschreibung, der Fingerfräser 10 in axialer Richtung des Rohres bewegt, und der rotierende Rahmen 40 wird so ge­ dreht, daß er den Fingerfräser 10 über den gesamten Umfang des Rohres bewegt, um hierbei die spanende Endflächenbear­ beitung unter dem Neigungswinkel R zu ermöglichen.

Schließlich wird ein Verfahren zur Anbringung der spanenden Bearbeitungsvorrichtung der Fig. 1 an Rohren mit unter­ schiedlichen Durchmessern unter Bezugnahme auf Fig. 8 be­ schrieben. In jenem Fall, in dem ein Rohr mit einem unter­ schiedlichen Durchmesser spanend bearbeitet wird, wird die Lage des Fingerfräsers 10 in radialer Richtung des Rohres durch Einstellen der Anbringungslage des Abschnitts mit kleinem Durchmesser des rotierenden Rahmens 40 in Bezug auf den Abschnitt mit großem Durchmesser so geändert, daß die Seitenschneiden des Fingerfräsers 10 in Berührung mit der Endfläche des Rohres 100 gebracht werden können. Somit kann der Abstand ℓ von der Mitte m des Elektromotors 20 aus zur Drehmitte des rotierenden Rahmens 40 (die mit der Rohrachse O zusammenfällt) in geeigneter Weise und in Übereinstimmung mit dem Durchmesser des Rohres 100 geändert werden, das spanend zu bearbeiten ist. In anderen Worten, der Abstand ℓ von der Drehmitte des rotierenden Rahmens 40 zur Montage­ lage des Elektromotors 20 wird dann vergrößert, wenn die spanende Bearbeitungsvorrichtung für ein Rohr mit einem großen Durchmesser verwendet wird, und der Abstand ℓ wird verringert, wenn sie für ein Rohr mit einem kleinen Durch­ messer benutzt wird.

Im Fall eines Rohres mit einem äußerst kleinen Durchmesser kann der Elektromotor so angeordnet sein, daß er seine Mitte m′ außerhalb des Rohres aufweist, um einen großen Ab­ stand ℓ′ zu erzielen.

Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage der vor­ anstehenden Ausführungsbeispiele beschrieben. Es wird je­ doch vermerkt, daß die Erfindung nicht lediglich auf diese speziellen Formen beschränkt ist, sondern daß verschieden­ artige Modifizierungen vorgenommen werden können oder die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel anderer Formen ver­ wirklicht werden kann, und zwar liegt dies alles noch in­ nerhalb des Bereichs der Erfindung.

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug mit mehreren Schneiden auf seiner Seite, beispielsweise einen Fingerfräser 10, das zur spanenden, abschließenden Bearbeitung des Endes eines Metallrohres 100 benutzt wird. Dieses Werkzeug 10 wird ge­ dreht, wird in Axialrichtung des Rohres 100 nachgeführt, wird in Berührung mit dem Ende gebracht und beginnt mit dem Schnittvorgang. Nachfolgend wird das Werkzeug 10 längs des Rohrendes über den gesamten Umfang des Rohres 100 bewegt, um das Ende spanend zu bearbeiten. Gemäß dieser spanenden Bearbeitungsmethode ist die Reaktion auf den Schnittvorgang gering, und das Drehmoment, das für den Schnittvorgang er­ fordert wird, ist klein. Dementsprechend kann ein genauer Schnitt mit einer Vorrichtung 20 mit einem Antrieb mit niedriger Leistung durchgeführt werden, wobei eine spanende Bearbeitungsvorrichtung geliefert wird, die eine geringe Größe oder ein geringes Gewicht aufweist und hinsichtlich der Transportfähigkeit und Betreibbarkeit überlegen ist.

Claims (19)

1. Verfahren zum spanenden Bearbeiten eines Rohrendes, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Drehen eines Werkzeugs mit mehreren Schneiden an seiner Seite und Herstellen der Berührung der seitlichen Schneiden mit dem Endes des Rohres, und
• - Bewegen des rotierenden Werkzeugs am Ende des Roh­ res entlang, dessen Ende zuzuschneiden ist, und zwar über den gesamten Umfang des Rohres.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schnittvorgang durchgeführt wird, während die Drehachse des genannten Werkzeugs im wesentlichen senkrecht steht zur Achse des Rohres.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bewegung des rotierenden Werk­ zeugs am Rohrende entlang durchgeführt wird, nachdem das Werkzeug in axialer Richtung des Rohres nachgeführt wurde und in das Rohrende bis zu einer bestimmten Tiefe ein­ schneidet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Einschneiden bis zu der bestimm­ ten Tiefe ausgeführt wird bis zu einer gewünschten Schneid­ tiefe, die nicht mehr als die Hälfte des Durchmessers des rotierenden Werkzeugs beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schneidtiefe innerhalb eines Bereiches von einem Drittel bis zur Hälfte des Durchmessers des rotierenden Werkzeugs liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schnittvorgang dadurch durchge­ führt wird, daß man das Werkzeug am Rohrende entlang um die Achse des Rohres rotieren läßt, wobei das Werkzeug in Bezug auf das Rohrende gekippt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schneidvorgang dadurch durchge­ führt wird, daß man das Werkzeug am Rohrende entlang um eine unterschiedliche Drehachse drehen läßt, die die Achse des Rohres unter einem Winkel schneidet, wobei das Werkzeug in Bezug auf das Rohrende gekippt wird.

8. Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung eines Rohrendes, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

• - ein Werkzeug (10) mit mehreren Schneiden an seiner Seite,
• - eine Einrichtung (20) zum Drehantrieb des Werk­ zeugs,
• - eine Einrichtung (40, 50), um das Werkzeug axial und in Umfangsrichtung des Rohres beweglich zu tragen, und
• - eine Einrichtung (30) zum Nachführen des Werkzeugs (10), so daß die seitlichen Schneiden in Berührung mit dem Rohrende gebracht oder von diesem getrennt werden und am Rohrende entlangbewegt werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trageeinrichtung (40, 50) eine Einstelleinrichtung (52) aufweist, um die Trageeinrichtung an Rohre (100) anzupassen, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen, sowie eine Einrichtung zum Steuern der Lage des Werkzeugs in radialer Richtung eines jeden Rohres (100).

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trageeinrichtung (40, 50) das Werkzeug (10) so trägt, daß die Drehachse (E) des Werkzeugs (10) im wesentlichen senkrecht zu der Achse (O) des Rohres (100) steht, so daß das Werkzeug (10) am Rohrende entlang um die Achse (O) des Rohres (100) drehbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trageeinrichtung (40, 50) eine Einstelleinrichtung (44) aufweist, um das Werkzeug (10) unter einem gewünschten Winkel (R) in Bezug auf das Rohr­ ende zu neigen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trageeinrichtung (40, 50) eine Einstelleinrichtung (52) aufweist, um die Trageeinrichtung (40, 50) unter einem gewünschten Winkel in Bezug auf das Rohr (100) zu neigen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Werkzeug einen Fingerfräser (10) umfaßt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Spann­ futterabschnitt (11, 12) zum abnehmbaren Ergreifen des Fin­ gerfräsers (10) aufweist, einen Elektromotor (20), sowie eine Geschwindigkeits-Untersetzungseinheit (21), welche betrieblich den Spannfutterabschnitt mit dem Elektromotor verbindet.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehzahl des Elektromotors (20) so geändert werden kann, daß eine Schneidegeschwindigkeit in Übereinstimmung mit dem Material des spanend zu bearbei­ tenden Rohres (100) gesteuert werden kann.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trageeinrichtung (40, 50) einen rotierenden Rahmen (40) in Achsrichtung des Rohres (100) zum beweglichen Tragen der Antriebseinrichtung (20) sowie einen ortsfesten Rahmen (50) um eine Achse (O) des Rohres (100) zum drehbaren Tragen des rotierenden Rahmens (40) aufweist, wobei der ortsfeste Rahmen (50) abnehmbar am Rohr (100) angebracht ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trageeinrichtung (40, 50) ferner Einstell-Spannstücke (52) aufweist, um den ortsfesten Rah­ men (50) an Rohre (100) mit unterschiedlichen Durchmessern anzupassen, daß die Spannstücke (52) zwischen jedem Rohr (100) und dem ortsfesten Rahmen (50) angeordnet sind, daß der rotierende Rahmen (40) einen ersten Abschnitt (42) auf­ weist, der in den ortsfesten Rahmen (50) eingreift, sowie einen zweiten Abschnitt (43), der abnehmbar am ersten Ab­ schnitt (42) angebracht ist, während er die Antriebsein­ richtung (20) trägt, und daß der zweite Abschnitt (43) in seiner Montagelage am ersten Abschnitt in radialer Richtung eines jeden Rohres (100) veränderlich ist, um es zu ermög­ lichen, daß die Lage des Fingerfräsers (10) im Hinblick auf das Rohr (100) eingestellt werden kann.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einstell-Spannstücke (52) abge­ schrägt sind, so daß ihre Dicke längs der Längsrichtung des Rohres (100) sich so ändert, daß die Trageeinrichtung (40, 50) im Hinblick auf das Rohr (100) geneigt ist, und daß der Fingerfräser (10), der von der Trageeinrichtung (40, 50) getragen ist, im Hinblick auf das Ende des Rohres (100) ge­ neigt ist und um eine unterschiedliche Drehachse (E) ge­ dreht wird, die die Achse (O) des Rohres (100) unter einem Winkel schneidet (Fig. 7).

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der rotierende Rahmen (40) ferner ein keilförmiges Einstell-Distanzstück (44) aufweist, das zwischen dem ersten (42) und zweiten (43) Abschnitt so an­ geordnet ist, daß es den Fingerfräser (10) im Hinblick auf das Ende des Rohres (100) neigt.